Mehrgliedriges Fahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einem ersten Wagenkasten und einem benachbarten zweiten Wagenkasten, die über wenigstens eine Gelenkeinrichtung und wenigstens eine Dämpfungseinrichtung verbunden sind. Der erste Wagenkasten und der zweite Wagenkasten sind über die Gelenkeinrichtung um eine in Richtung der Hochachse des Fahrzeugs verlaufende Schwenkachse schwenkbar verbunden. Die Dämpfungseinrichtung setzt einer Schwenkbewegung zwischen dem ersten Wagenkasten und dem zweiten Wagenkasten um die Schwenkachse über einen ersten Schwenkgeschwindigkeitsbereich einen vorgebbaren Widerstand entgegen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrzeugs.

Insbesondere aus dem Leichtschienenfahrzeugbereich (z. B. Stadtbahnen) sind derartige mehrgliedrige Fahrzeuge bekannt, bei denen aneinandergrenzende Wagenkästen z. B. über eine Knickgelenkanordnung miteinander verbunden sind. Häufig sind die Wagenkästen solcher Fahrzeuge vergleichsweise kurz ausgeführt, um mit akzeptablem Lichtraum problemlos auch enge Kurven bewältigen zu können, wie sie im Stadtverkehr häufig auftreten. Ergänzend sind oft auch zumindest einzelne Wagenkästen bei solchen Fahrzeugen, meist die Wagenkästen an den Fahrzeugenden, lediglich mehr oder weniger zentral auf einem einzigen Fahrgestell abgestützt.

Ein Problem bei diesen Fahrzeugen stellt das durch den unmittelbaren Einsatz im Straßenverkehr bedingte, im vergleichsweise hohe Risiko von Kollisionen mit Kraftfahrzeugen dar. Insbesondere bei einem Seitenaufprall im Frontbereich des vorderen Wagenkastens oder einem schrägen bzw. versetzten Frontalaufprall eines Kraftfahrzeugs auf den vorderen Wagenkasten werden erhebliche horizontale Drehmomente in den Wagenkasten und damit in das Fahrwerk eingeleitet. Hierdurch bedingt können die Kräfte an der führenden Spurkranzflanke so hoch werden, dass der Spurkranz an der Schiene aufklettert und es damit zu einem Entgleisen des Fahrwerks kommt. Dies führt bekanntermaßen zu gefährlichen, nicht mehr durch Fahrzeugführer kontrollierbaren Fahrzuständen.

Der Entgleisungsgefahr bei solchen Unfällen wird üblicherweise durch eine entsprechende Gestaltung des Fahrzeugs entgegengewirkt. Insbesondere wird versucht, durch eine Vergrößerung des nutzbaren Drehgestellabstandes am vorderen Wagenkasten, eine Reduktion der Entgleisungsgefahr zu erzielen. Allerdings ist es je nach den unter anderem durch das Einsatzgebiet und den Einsatzzweck bedingten Vorgaben für das jeweilige Fahrzeug (z. B. Achslast, Hüllkurve bzw. Lichtraum) nicht jedes Konzept realisierbar, das schon von sich aus eine hohe Entgleisungsstabilität bzw. ein geringes Entgleisungsrisiko vorweist. Dies gilt insbesondere für Niederflurfahrzeuge.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Fahrzeug bzw. ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere auf einfache Weise eine hohe Flexibilität bei der Gestaltung in Verbindung mit einer hohen Entgleisungsstabilität ermöglicht.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe ausgehend von einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Sie löst diese Aufgabe weiterhin ausgehend von einem Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 17 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 17 angegebenen Merkmale.

Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man eine besonders hohe Flexibilität bei der Gestaltung eines Fahrzeugs gepaart mit einer hohen Entgleisungsstabilität erzielt, wenn bei Auftreten einer kritischen Unfallsituation die gelenkige Verbindung zischen dem ersten Wagenkasten und dem zweiten Wagenkasten (und gegebenenfalls weitere Verbindungen zu bzw. zwischen weiteren Wagenkästen) erheblich versteift werden, sodass der Schwenkbewegung ein erheblich erhöhter Widerstand entgegengesetzt wird. Die Versteifung kann dabei sogar bis zur im

Wesentlichen vollständigen Hemmung der Schwenkbewegung gehen.

Durch diese bei einer kritischen Kollision wirksame Versteifung der Verbindung zwischen den Wagenkästen wird erreicht, dass die bei der Kollision wirksame Massenträgheit des Fahrzeugs unabhängig von dessen Gestaltung erheblich erhöht werden kann, wodurch sich das Entgleisungsrisiko bei einer solchen kritischen Kollision deutlich reduziert. Mit anderen

Worten wird mit der vorliegenden Erfindung bei hoher Entgleisungsstabilität des Fahrzeugs erhebliche Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Länge und Gestaltung der Wagenkästen, der Anordnung der Fahrwerke sowie der Gestaltung der Gelenkverbindungen erzielt.

Ein weiterer Vorteil der in kritischen Kollisionsfall erhöhten wirksamen Massenträgheit liegt darin, dass die Dauer und/oder die Höhe der maximalen Beschleunigungen, welche auf die im von der Kollision betroffenen Fahrzeugteil befindlichen Passagiere wirken, gegebenenfalls deutlich reduziert werden können. Hierdurch reduziert sich das Verletzungsrisiko der Passagiere gegebenenfalls erheblich.

Die Versteifung der Verbindung zwischen den Wagenkästen kann passiv oder aktiv erfolgen. So kann beispielsweise die Dämpfung der Schwenkbewegung im Bereich der Gelenkverbindung eine spezielle Charakteristik aufweisen, welche im Normalbetrieb des Fahrzeugs mit vergleichsweise moderaten Geschwindigkeiten der Relativbewegung der Wagenkästen (Normalbetriebsbereich) eine übliche Bedämpfung dieser Relativbewegung bewirkt. Hierbei versteht es sich, dass gegebenenfalls auch vorgesehen sein kann, dass im Normalbetrieb die Bedämpfung deaktiviert ist, der Schwenkbewegung also zumindest kein nennenswerter Widerstand entgegengesetzt wird, und nur oberhalb des Normalbetriebsbereichs eine entsprechende Versteifung erfolgt. Unter dem Begriff "Normalbetrieb" soll dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Betrieb des Fahrzeugs verstanden werden, wie er sich aus den Vorgaben des Lastenheftes für das jeweilige Fahrzeug ergibt.

Für einen Geschwindigkeitsbereich der Relativbewegung oberhalb des Normalbetriebsbereichs, wie er im Fall einer kritischen Kollision erreicht wird, weicht die Charakteristik dann von dem Verlauf ab, wie er sich ansonsten aus dem Verlauf im

Normalbetriebsbereich ergäbe. Die Charakteristik der Dämpfung ist dabei so eingestellt, dass die Dämpfung mit der Geschwindigkeit der Relativbewegung stärker ansteigt als sich eigentlich aus dem Verlauf der Dämpfung im Normalbetrieb ergibt. Mit anderen Worten weist die Dämpfung oberhalb des Normalbetriebsbereichs eine zusätzliche Progression auf. Bei einer aktiven Versteifung der Verbindung kann über eine entsprechende Sensorik das

Verlassen des Normalbetriebsbereichs erfasst oder sogar vorhergesagt werden und eine entsprechende aktive Einstellung der Charakteristik der Dämpfung, gegebenenfalls sogar präventiv, erfolgen.

Es versteht sich hierbei, dass es sich bei der Bewegung zwischen dem ersten Wagenkasten und dem zweiten Wagenkasten nicht zwingend um eine reine

Schwenkbewegung handeln muss. Vielmehr kann es sich auch um eine kombinierte translatorische und rotatorische Bewegung handeln.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung betrifft diese folglich ein Fahrzeug, insbesondere ein Leichtschienenfahrzeug, mit einem ersten Wagenkasten und einem benachbarten zweiten Wagenkasten, die über wenigstens eine Gelenkeinrichtung und wenigstens eine Dämpfungseinrichtung verbunden sind. Der erste Wagenkasten und der zweite Wagenkasten sind über die Gelenkeinrichtung um eine in Richtung der Hochachse des Fahrzeugs verlaufende Schwenkachse schwenkbar verbunden. Die Dämpfungseinrichtung setzt einer Schwenkbewegung zwischen dem ersten Wagenkasten und dem zweiten Wagenkasten um die Schwenkachse über einen ersten Schwenkgeschwindigkeitsbereich einen vorgebbaren Widerstand entgegen. Die Dämpfungseinrichtung ist derart ausgebildet, dass sie die Gelenkeinrichtung in einem zweiten Schwenkgeschwindigkeitsbereich oberhalb des ersten Schwenkgeschwindigkeitsbereichs versteift, indem sie der Schwenkbewegung einen Widerstand entgegensetzt, der gegenüber dem Widerstandsverlauf aus dem ersten Geschwindigkeitsbereich erhöht ist.

Durch diese Erhöhung des Widerstandes gegenüber demjenigen, der sich bei herkömmlicher Gestaltung der Dämpfungseinrichtung aus dem Widerstandverlauf in dem ersten Schwenkgeschwindigkeitsbereich ergeben würde, wird die oben beschriebene Versteifung der Gelenkeinrichtung mit ihren vorteilhaften Wirkungen erzielt.

Wie bereits erwähnt, kann bei einer aktivierbaren Dämpfungseinrichtung auch vorgesehen sein, dass sie im Normalbetrieb deaktiviert ist, also zumindest keine nennenswerte Bedämpfung der Schwenkbewegung bewirkt wird bzw. der vorgebbare Widerstand entsprechend gering (gegebenenfalls sogar im Wesentlichen gleich Null) eingestellt wird, und die Dämpfungseinrichtung nur oberhalb des Normalbetriebsbereichs aktiviert wird, wobei sie dann eine entsprechend starke Versteifung bewirkt.

Die Erhöhung des Widerstandes kann auf beliebige geeignete Weise erzielt werden. So kann beispielsweise durch entsprechende Gestaltung der Dämpfungseinrichtung ein sprunghafter Anstieg des Widerstands erzielt werden, beispielsweise durch Zuschalten eines oder mehrerer im Normalbetrieb inaktiver Dämpfungselemente.

Ebenso kann ein stetiger, aber gegenüber dem sich aus dem Normalbetrieb ergebenden Verlauf stärker ansteigender Widerstandsverlauf gewählt werden. Dies kann passiv durch eine entsprechende Gestaltung der verwendeten Dämpfungselemente oder aktiv durch eine entsprechende Steuerung der Dämpfungselemente erzielt werden.

Der Widerstand kann dabei einmalig oder in mehreren Stufen auf einen jeweils entsprechend erhöhten Wert eingestellt werden. Bei bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung mit einer stetigen Charakteristik ist die Dämpfungseinrichtung derart ausgebildet, dass die Beziehung zwischen dem Widerstand und der Schwenkgeschwindigkeit in einem zweiten Schwenkgeschwindigkeitsbereich oberhalb des ersten Schwenkgeschwindigkeitsbereichs einen höhere Steigung aufweist als in dem ersten Schwenkgeschwindigkeitsbereich.

Die Erhöhung des Widerstands kann gegebenenfalls schon im Normalbetrieb des Fahrzeugs einsetzen. Vorzugsweise umfasst der erste Schwenkgeschwindigkeitsbereich aber die im Normalbetrieb des Fahrzeugs auftretenden Schwenkgeschwindigkeiten. Weiter vorzugsweise umfasst der zweite Schwenkgeschwindigkeitsbereich dann die Schwenkgeschwindigkeiten, die oberhalb der im Normalbetrieb des Fahrzeugs auftretenden Schwenkgeschwindigkeiten liegen. Insbesondere umfasst der zweite Schwenkgeschwindigkeitsbereich vorzugsweise die Schwenkgeschwindigkeiten, die bei einem ein Entgleisungsrisiko darstellenden seitlichen Aufprall eines Unfallgegners auf den ersten Wagenkasten auftreten.

Die Beziehung zwischen dem Widerstand und der Schwenkgeschwindigkeit kann grundsätzlich einen beliebigen geeigneten Verlauf aufweisen. Bei besonders einfach zu realisieren Varianten der Erfindung mit jeweils linearem Widerstandsverlauf in den beiden Schwenkgeschwindigkeitsbereichen ist vorgesehen, dass die Beziehung zwischen dem Widerstand und der Schwenkgeschwindigkeit in dem ersten

Schwenkgeschwindigkeitsbereich im Wesentlichen eine erste Steigung aufweist und in dem zweiten Schwenkgeschwindigkeitsbereich im Wesentlichen eine zweite Steigung aufweist, bevorzugt beträgt die zweite Steigung wenigstens das 2-fache der ersten Steigung, vorzugsweise wenigstens das 5-fache der ersten Steigung, weiter vorzugsweise wenigstens das 10- bis 20-fache der ersten Steigung. Hiermit ist eine besonders wirksame Versteifung der Gelenkeinrichtung zu erzielen.

Wie bereits erwähnt, lässt sich eine vorteilhafte Dämpfung auf einfache Weise erzielen, wenn die Beziehung zwischen dem Widerstand und der Schwenkgeschwindigkeit über den ersten Schwenkgeschwindigkeitsbereich und/oder den zweiten

Schwenkgeschwindigkeitsbereich einen zumindest annähernd linearen Verlauf aufweist.

Die Dämpfungseinrichtung kann auf beliebige geeignete Weise realisiert sein. Bei besonders einfach gestalteten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs umfasst die

Dämpfungseinrichtung wenigstens ein Dämpfungselement, über das der erste Wagenkasten und der zweite Wagenkasten verbunden sind. Vorzugsweise ist das Dämpfungselement dabei von der Schwenkachse beabstandet und derart angeordnet ist, dass es der Schwenkbewegung eine Widerstandskraft entgegensetzt, die im Wesentlichen tangential zu der Schwenkbewegung gerichtet ist. Hierdurch kann im Fall einer kritischen Kollision eine besonders effektive Versteifung erzielt werden.

Das Dämpfungselement kann auf beliebige geeignete Weise realisiert sein. So kann es sich beispielsweise um ein elektromechanisches Dämpfungselement handeln, welches entsprechend einer angelegten elektrischen Leistung der Schwenkbewegung einen Widerstand entgegensetzt. Ebenso kann es sich um ein pneumatisches

Dämpfungselement, welches beispielsweise über ein Druckluftsystem des Fahrzeugs gespeist bzw. betrieben wird. Eine besonders einfache und zuverlässige arbeitende Gestaltung lässt sich mit hydraulischen Dämpfern erzielen. Vorzugsweise umfasst das Dämpfungselement daher einen Hydraulikzylinder. Es versteht sich jedoch, dass gegebenenfalls auch beliebige Kombinationen der vorgenannten Wirkprinzipien zum Einsatz kommen können.

Besonders einfache, robuste Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs erhält man, wenn die Dämpfungseinrichtung ein passives Dämpfungselement umfasst. Besonders flexibel und gegebenenfalls sogar präventiv betreibbare Systeme erhält man mit aktiven Dämpfungseinrichtungen. Vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs zeichnen sich daher dadurch aus, dass die Dämpfungseinrichtung eine Erfassungseinrichtung, eine Steuereinrichtung und wenigstens ein aktives Dämpfungselement umfasst. Die Erfassungseinrichtung ist dann dazu ausgebildet, die Schwenkgeschwindigkeit und/oder ein kritisches Ereignis zu erfassen, welches als eine in dem zweiten Schwenkgeschwindigkeitsbereich liegende Schwenkgeschwindigkeit nach sich ziehend klassifiziert ist. Die Steuereinrichtung ist mit der Erfassungseinrichtung verbunden und dazu ausgebildet, die Dämpfungswirkung des aktiven Dämpfungselements in Abhängigkeit vom Zustand der Erfassungseinrichtung zu steuern.

Mit der Erfassung kritischer Ereignisse kann dabei die präventive Versteifung realisiert werden. So können vorab (theoretisch oder experimentell) bestimmte über die

Erfassungseinrichtung erfassbare Ereignisse als kritisch klassifiziert werden. Ein Ereignis wird dabei dann als kritisch klassifiziert, wenn es geeignet ist, eine Schwenkgeschwindigkeit nach sich zu ziehen, die in dem zweiten Schwenkgeschwindigkeitsbereich liegt. Die Erfassung kann beispielsweise über einen oder mehrere Beschleunigungssensoren an oder

nahe der Außenhaut des Fahrzeugs erfolgen, welche bereits einen Aufprall registrieren, bevor der Impuls in die tragende Struktur des Fahrzeugs eingeleitet wird. Ebenso kann über hinlänglich bekannte Methoden der Abstandsmessung ein Aufprall vorhergesagt und entsprechend verarbeitet werden.

Bevorzugt umfasst die Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines kritischen Ereignisses wenigstens einen Aufprallsensor aufweist, der dazu ausgebildet ist, einen, insbesondere seitlichen, Aufprall eines Unfallgegners auf den ersten Wagenkasten zu erfassen, der Aufprallsensor kann an beliebiger geeignete Stelle angeordnet sein. Ist der erste Wagenkasten hauptsächlich auf einem Fahrwerk abgestützt, so ist der Aufprallsensor bevorzugt bezüglich des Fahrwerks auf der dem zweiten Wagenkasten abgewandten Seite des ersten Wagenkastens angeordnet. Vorzugsweise ist der Aufprallsensor im Bereich des dem zweiten Wagenkasten abgewandten Endes des ersten Wagenkastens angeordnet.

Wie bereits erwähnt, beschränkt sich die Versteifung bei einem Fahrzeug mit mehr als zwei Wagenkästen bevorzugt nicht auf die Verbindung zweier Wagenkästen. Vielmehr ist die oben beschriebene Versteifung auch noch zwischen weiteren Wagenkästen, gegebenenfalls sogar allen Wagenkästen, vorgesehen. Bei weiteren vorteilhaften Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist daher der zweite Wagenkasten über eine weitere Gelenkeinrichtung und die Dämpfungseinrichtung mit einem dritten Wagenkasten verbunden, wobei der zweite Wagenkasten und der dritte Wagenkasten über die weitere Gelenkeinrichtung um eine in Richtung der Hochachse des Fahrzeugs verlaufende weitere Schwenkachse schwenkbar verbunden sind. Die Dämpfungseinrichtung bedämpft eine weitere Schwenkbewegung zwischen dem zweiten Wagenkasten und dem dritten Wagenkasten um die weitere Schwenkachse, indem die Dämpfungseinrichtung der weiteren Schwenkbewegung über einen dritten Schwenkgeschwindigkeitsbereich einen Widerstand entgegensetzt.

Die Dämpfungseinrichtung ist insbesondere derart ausgebildet, dass die Beziehung zwischen dem Widerstand und der weiteren Schwenkgeschwindigkeit in einem vierten Schwenkgeschwindigkeitsbereich oberhalb des dritten Schwenkgeschwindigkeitsbereichs einen höhere Steigung aufweist als in dem dritten Schwenkgeschwindigkeitsbereich, in der erste Schwenkgeschwindigkeitsbereich kann dabei wiederum dem Normalbetriebsbereich für die weitere Gelenkeinrichtung entsprechen. Hierbei ist es aber durchaus möglich, dass dieser Normalbetriebsbereich von dem Normalbetriebsbereich für die Gelenkeinrichtung zwischen dem ersten und zweiten Wagenkasten abweicht.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, bei dem einer Schwenkbewegung zwischen einem ersten Wagenkasten und einen zweiten Wagenkasten des Fahrzeugs, die um eine in Richtung der Hochachse des Fahrzeugs verlaufende Schwenkachse schwenkbar verbunden sind, über einen ersten Schwenkgeschwindigkeitsbereich ein vorgebbarer Widerstand entgegensetzt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Schwenkbewegung in einem zweiten Schwenkgeschwindigkeitsbereich oberhalb des ersten Schwenkgeschwindigkeitsbereichs einen Widerstand entgegensetzt wird, der gegenüber dem Widerstandsverlauf aus dem ersten Geschwindigkeitsbereich erhöht ist.

Mit diesem Verfahren lassen sich die oben beschriebenen Varianten und Vorteile sind in demselben Maße erzielen, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs, welches gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben wird;

Figur 2 eine schematische Draufsicht auf einen Teil des Fahrzeugs aus Figur 1 ;

Figur 3 ein Widerstands-Schwenkgeschwindigkeits-Diagramm der Dämpfungseinrichtung des Fahrzeugs aus Figur 1 ;

Figur 4 eine schematische Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs;

Figur 5 eine schematische Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs;

Figur 6 eine schematische Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs in Form einer mehrgliedrigen Straßenbahn 101 beschrieben. Die Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht von oben auf das Fahrzeug 101 , während Figur 2 in etwas größerem Maßstab schematisch einen der Endbereiche 101.1 des Fahrzeugs zeigt.

Das Fahrzeug 101 umfasst ein erstes Fahrzeugmodul 102, ein zweites Fahrzeugmodul 103 ein drittes Fahrzeugmodul 104, ein viertes Fahrzeugmodul 105 und ein fünftes Fahrzeugmodul 106. Benachbarte Fahrzeugmodule sind dabei jeweils über eine Gelenkeinrichtung 108 sowie Dämpfer 109.1 einer Dämpfungseinrichtung 109 verbunden.

Die in den Endbereichen 101.1 und 101.2 des Fahrzeugs 101 angeordneten

Fahrzeugmodule 102 und 106 sowie das in der Fahrzeugmitte angeordnete dritte Fahrzeugmodul 104 weisen jeweils einen Wagenkasten 102.1 , 104.1 bzw. 106.1 auf, der auf einem Fahrwerk 102.2, 104.2 bzw. 106.2 abgestützt ist. Das zweite Fahrzeugmodul 103 und das vierte Fahrzeugmodul 105 sind als so genannte fahrwerkslose Brückenmodule ausgebildet, deren Wagenkästen 103.1 bzw. 105.1 jeweils über die Gelenkeinrichtungen

108 an dem benachbarten Wagenkästen 102.1 und 104.1 bzw. 104.1 und 106.1 aufgehängt sind.

Wie Figur 2 repräsentativ für die Verbindungen der Fahrzeugmodule 102 bis 106 zu entnehmen ist, sind der erste Wagenkasten 102.1 des ersten Fahrzeugmoduls 102 und der zweite Wagenkasten 103.1 des zweiten Fahrzeugmoduls 103 über die Gelenkeinrichtung 108 derart verbunden, dass sie um eine in der Richtung der Hochachse des Fahrzeugs 101 verlaufende Schwenkachse in Richtung des Pfeils 110 relativ zueinander verschwenkt werden können. Die Hochachse des Fahrzeugs 101 verläuft dabei senkrecht zur Zeichnungsebene der Figur 1 und 2. Es versteht sich hierbei, dass die Gelenkeinrichtung 108 in gewissen Grenzen auch noch weitere Bewegungen (insbesondere Nick- und/oder Wankbewegungen) zwischen dem ersten Wagenkasten 102.1 und dem zweiten Wagenkasten 103.1 zulassen kann.

Die Dämpfungseinrichtung 109 kann gegebenenfalls selektiv aktivierbar sein. Sofern sie aktiviert ist, bedämpft die Dämpfungseinrichtung 109 im Normalbetrieb des Fahrzeugs 101 die Schwenkbewegungen zwischen den beiden Wagenkästen 102.1 und 103.1 um die

Schwenkachse der Gelenkeinrichtung 108. Sie umfasst zwei Dämpfungselemente in Form von hydraulischen Dämpfern 109.1 , welche den ersten Wagenkasten 102.1 und den zweiten Wagenkasten 103.1 verbinden.

Die Dämpfer 109.1 stützen sich jeweils an dem ersten Wagenkasten 102.1 und dem zweiten Wagenkasten 103.1 ab und üben zumindest im Falle ihrer Verkürzung eine der Schwenkbewegung entgegenwirkende Dämpfungskraft bzw. Widerstandskraft F auf die beiden Wagenkästen 102.1 und 103.1 aus.

Die Dämpfer 109.1 sind einander bezüglich der Schwenkachse der Gelenkeinrichtung 108 diametral gegenüberliegend und derart angeordnet, dass die Widerstandskraft F im wesentlichen tangential zur Schwenkbewegung verläuft. Weiterhin ist der Abstand der Dämpfer 109.1 möglichst groß gewählt. Beide Maßnahmen dienen dazu, ein möglichst hohes Gegenmoment zur Schwenkbewegung und damit eine möglichst hohe Dämpfungswirkung zu erzielen.

Es versteht sich, dass die Bedämpfung der Schwenkbewegung bei anderen Varianten der Erfindung auch auf beliebige andere geeignete Weise erzielt werden kann. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Bedämpfung bereits in der Gelenkeinrichtung integriert ist. Weiterhin versteht es sich, dass das jeweilige Dämpfungselement auf beliebige andere geeignete Weise realisiert sein kann, beispielsweise als mechanische Reibungsbremse oder dergleichen. Ebenso kann es sich beispielsweise um ein elektromechanisches Dämpfungselement handeln, welches entsprechend einer angelegten elektrischen Leistung der Schwenkbewegung einen Widerstand entgegensetzt. Ebenso kann es sich um ein pneumatisches Dämpfungselement, welches beispielsweise über ein Druckluftsystem des Fahrzeugs gespeist bzw. betrieben wird. Schließlich versteht es sich, dass gegebenenfalls auch beliebige Kombinationen der vorgenannten Wirkprinzipien zum Einsatz kommen können.

Um die Entgleisungsstabilität des Fahrzeugs 101 in kritischen Unfallsituationen zu erhöhen, wird bei Auftreten einer solchen kritischen Unfallsituation unter anderem die gelenkige Verbindung zischen dem ersten Wagenkasten 102.1 und dem zweiten Wagenkasten 103.1 erheblich versteift, sodass der Schwenkbewegung zwischen den beiden Wagenkästen 102.1 und 103.1 ein gegenüber dem Normalbetrieb erheblich erhöhter Widerstand entgegengesetzt wird. Die Versteifung kann dabei sogar bis zur im Wesentlichen vollständigen Hemmung der Schwenkbewegung gehen.

Eine kritische Unfallsituation tritt beispielsweise auf, wenn - wie dies in Figur 2 durch die gestrichelte Kontur 1 12 angedeutet ist - ein Personenkraftwagen 11 1 seitlich mit dem vorderen überhang 102.3 des ersten Wagenkastens 102.1 kollidiert, also mit dem ausgehend von der Gelenkeinrichtung 108 jenseits des Fahrwerks 102.2 liegenden Teil des

ersten Wagenkastens 102.1. Als kritisch wird eine Unfallsituation bzw. Kollision angesehen, wenn sie eine Schwenkgeschwindigkeit ω (Winkelgeschwindigkeit der Schwenkbewegung) in der Gelenkeinrichtung 108 nach sich zieht, die oberhalb des Normalbetriebsbereichs des Fahrzeugs 101 liegen, also oberhalb der Schwenkgeschwindigkeiten ω liegen, die in der Gelenkeinrichtung 108 im normalen Betrieb des Fahrzeugs 101 auftreten. Bei diesen kritischen Schwenkgeschwindigkeiten ergibt sich für herkömmliche Fahrzeuge, wie eingangs erläutert wurde, ein erhöhtes Entgleisungsrisiko

Durch die erfindungsgemäße, bei einer kritischen Kollision wirksame Versteifung der Verbindung zwischen den beiden Wagenkästen 102.1 und 103.1 wird erreicht, dass die bei einer kritischen Kollision wirksame Massenträgheit des Fahrzeugs 101 erheblich erhöht wird, wodurch sich das Entgleisungsrisiko bei einer solchen Kollision deutlich reduziert. Ein weiterer Vorteil der im kritischen Kollisionsfall erhöhten wirksamen Massenträgheit liegt darin, dass die Dauer und/oder die Höhe der maximalen Beschleunigungen, welche auf die im ersten Wagenkasten 102.1 befindlichen Passagiere wirken, deutlich reduziert werden können. Hierdurch reduziert sich das Verletzungsrisiko dieser Passagiere erheblich.

Die Aktivierung der Dämpfungseinrichtung 109 sowie die Versteifung der Verbindung zwischen den beiden Wagenkästen 102.1 und 103.1 erfolgt im vorliegenden Beispiel über eine aktive Einstellung der Charakteristik C (Beziehung zwischen der Widerstandskraft F und der Schwenkgeschwindigkeit ω) der Dämpfer 109.1 , wie sie in Figur 3 angedeutet ist und nachfolgend näher erläutert wird. Die hinsichtlich ihrer Charakteristik einstellbaren

Dämpfer 109.1 werden hierzu über eine Steuereinrichtung 109.2 der Dämpfungseinrichtung 109 angesteuert. Die Steuereinrichtung 109.2 ist wiederum mit einer Erfassungseinrichtung 109.3 der Dämpfungseinrichtung 109 verbunden, welche das Eintreten einer kritischen Kollision erfasst.

Die Charakteristik der Dämpfer 109.1 wird im vorliegenden Beispiel so eingestellt, dass die

Dämpfer 109.1 im Normalbetrieb des Fahrzeugs mit vergleichsweise moderaten Geschwindigkeiten ω der Schwenkbewegung zwischen den beiden Wagenkästen 102.1 und 103.1 (erster Schwenkgeschwindigkeitsbereich bzw. Normalbetriebsbereich N in Figur 3) eine übliche Bedämpfung dieser Relativbewegung bewirken.

Wie oben bereits angedeutet, kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Charakteristik der Dämpfer 109.1 im Normalbetrieb so eingestellt ist, dass im Wesentlichen keine Bedämpfung der Relativbewegung erfolgt, die Dämpfungseinrichtung 109 mithin also im Normalbetrieb deaktiviert ist. Ebenso ist es natürlich auch möglich, eine beliebig variable

Einstellung der Charakteristik der Dämpfer 109.1 und damit der Bedämpfung der Relativbewegung in Abhängigkeit von beliebigen Zustandsparametern des Fahrzeugs 101 , insbesondere in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs 101 , vorzusehen

Für einen zweiten, kritischen Schwenkgeschwindigkeitsbereich K der Schwenkbewegung zwischen den beiden Wagenkästen 102.1 und 103.1 , der oberhalb des

Normalbetriebsbereichs N liegt und im Fall einer kritischen Kollision erreicht wird, wird die Charakteristik C der Dämpfer 109.1 dann so eingestellt, dass sie von dem Verlauf abweicht, wie er sich mit herkömmlichen Dämpfern ohne diese Verstellung dem Verlauf im Normalbetriebsbereich fortsetzen würde (in der Regel mit im Wesentlichen unveränderter Steigung, siehe gestrichelte Kontur C in Figur 3).

Die Charakteristik C der Dämpfer 109.1 wird dabei so eingestellt, dass der Widerstand F und damit die Dämpfung der Schwenkbewegung stärker ansteigt als mit herkömmlichen Dämpfern, bei denen sich der Verlauf der Charakteristik C im Normalbetriebsbereich N lediglich fortsetzt (siehe Kontur C in Figur 3). Mit anderen Worten weist die Dämpfung oberhalb des Normalbetriebsbereichs N gegenüber herkömmlichen Dämpfern eine zusätzliche Progression auf.

Im vorliegenden Beispiel weist die Charakteristik C hierzu im Normalbetriebsbereich N und im kritischen Bereich K jeweils einen linearen Verlauf auf, wobei die Steigung (dF/dω) der Charakteristik C im kritischen Bereich K etwa das 18fache der Steigung im Normalbetriebsbereich N beträgt. Hierdurch wird eine besonders wirksame Versteifung im Bereich der Gelenkeinrichtung 108 erzielt. Es versteht sich jedoch, dass die Steigung (dF/dω) der Charakteristik C bei anderen Varianten der Erfindung im kritischen Bereich K das x-fache der Steigung im Normalbetriebsbereich N betragen kann, wobei der Faktor x bevorzugt etwa den Wert 10 bis 20 beträgt. Weiterhin versteht es sich, dass die Charakteristik C bei anderen Varianten der Erfindung auch einen beliebigen anderen, zumindest teilweise nichtlinearen Verlauf aufweisen kann.

Es versteht sich, dass die Erhöhung des Widerstandes F auf beliebige geeignete Weise erzielt werden kann. So kann der Widerstand F bei den hydraulischen Dämpfern 109.1 beispielsweise über ein durch die Steuereinrichtung 109.2 steuerbares Drosselventil (gegebenenfalls sogar stufenlos) eingestellt werden. Hierbei kann ein beliebiger

(gegebenenfalls von dem in Figur 3 dargestellten Verlauf abweichender) gewünschter Verlauf der Charakteristik C erzielt werden.

An Stelle des stetigen Verlaufs der Charakteristik C kann durch entsprechende Gestaltung der Dämpfungseinrichtung (in einer oder mehreren Stufen) ein sprunghafter Anstieg des Widerstands erzielt werden, beispielsweise durch Zuschalten eines oder mehrerer im Normalbetrieb inaktiver Dämpfungselemente, wie dies in Figur 3 durch die strich- zweipunktierte Kontur C" angedeutet ist.

Es versteht sich, dass der oben beschriebene Verlauf der Charakteristik C auch durch eine entsprechende Gestaltung passiver Dämpfungselemente erzielt werden kann, wobei dann natürlich eine Variation der Charakteristik C im Betrieb nicht ohne weiteres möglich ist. Ebenso kann natürlich auch eine Kombination aus aktiven und passiven Dämpfungselementen vorgesehen sein.

Bei der aktiven Versteifung der Verbindung zwischen den beiden Wagenkästen 102.1 und

103.1 gemäß dem vorliegenden Beispiel kann über den Zustand der Erfassungseinrichtung 109.3, mithin also über die von der Erfassungseinrichtung 109.3 an die Steuereinrichtung

109.2 weitergegebenen Signale, das Verlassen des Normalbetriebsbereichs N erfasst oder sogar vorhergesagt werden und eine entsprechende aktive Einstellung der Charakteristik C der Dämpfer 109.1 durch die Steuereinrichtung 109.2, gegebenenfalls sogar präventiv, erfolgen.

So können vorab (theoretisch oder experimentell) bestimmte über die Erfassungseinrichtung 109.3 erfassbare Ereignisse als kritisch klassifiziert werden. Ein Ereignis wird dabei dann als kritisch klassifiziert, wenn es geeignet ist, eine Schwenkgeschwindigkeit ω nach sich zu ziehen, die in dem zweiten Schwenkgeschwindigkeitsbereich K liegt. Die Erfassung kann beispielsweise über an den beiden Fahrzeugseiten im vorderen überhang 102.3 angeordnete sensitive Bereiche 109.4 der Erfassungseinrichtung 109.3 erfolgen. Diese sensitive Bereiche 109.4 können als Aufprallsensoren beispielsweise einen oder mehrere Beschleunigungssensoren 109.5 an oder nahe der Außenhaut des Fahrzeugs 101 umfassen, welche bereits einen Aufprall und dessen Schwere registrieren, bevor der Impuls vollständig in die tragende Struktur des Fahrzeugs eingeleitet wird. Ebenso kann über Aufprallsensoren, die mit hinlänglich bekannten Methoden der Abstandsmessung arbeiten, ein Aufprall vorhergesagt und entsprechend verarbeitet werden.

Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung mit aktiver Steuerung der Versteifung im Gelenkbereich auch einfach eine Messung der Schwenkgeschwindigkeit

ω vorgesehen sein kann, welche dann an die Steuereinrichtung weitergegeben und von dieser entsprechend verarbeitet bzw. genutzt wird.

Die Versteifung der gelenkigen Verbindungen zwischen den Fahrzeugmodulen 102 bis 106 kann sich auf die beiden Fahrzeugmodule 102 und 103 bzw. 105 und 106 beschränken, die an einem oder beiden Enden des Fahrzeugs 101 angeordnet sind. Bevorzugt beschränkt sich die Versteifung jedoch nicht nur auf die Verbindung zweier Fahrzeugmodule. Vielmehr ist die oben beschriebene Versteifung auch noch zwischen weiteren Fahrzeugmodulen 102 bis 106, gegebenenfalls sogar allen Fahrzeugmodulen 102 bis 106, vorgesehen.

Im vorliegenden Beispiel ist die Steuereinrichtung 109.2 daher zusätzlich mit allen übrigen Dämpfern 109.1 zwischen den Fahrzeugmodulen 103 bis 106 verbunden, wobei auch diese Dämpfer 109.1 in der oben beschriebenen Weise durch die Steuereinrichtung 109.2 gesteuert werden, mithin also eine Einstellung ihrer Charakteristik in Abhängigkeit von den tatsächlichen oder zu erwartenden Schwenkgeschwindigkeiten an dem betreffenden Gelenk vorgenommen wird.

Dabei versteht es sich, dass die Einstellung der Charakteristik C für alle Dämpfer 109.1 identisch gewählt werden kann. Ebenso ist es jedoch möglich, eine von der Entfernung des betreffenden Dämpfers 109.1 zum Ort des Aufpralls abhängige Einstellung der Charakteristik C vorzunehmen. Dabei können insbesondere auch in Abhängigkeit von der Lage des Dampfers 109.1 bezüglich des Ortes des Aufpralls unterschiedliche Grenzgeschwindigkeiten für den übergang vom Normalbetriebsbereich zum kritischen Bereich vorgesehen sein.

Weiterhin umfasst auch das am anderen Ende des Fahrzeugs 101 angeordnete fünfte Fahrzeugmodul 106 eine Erfassungseinrichtung 109.3, die analog zur Erfassungseinrichtung 109.3 des ersten Fahrzeugmoduls 102 ausgebildet und angeordnet ist sowie ebenfalls mit der Steuereinrichtung 109.2 verbunden ist. Mit Hilfe dieser

Erfassungseinrichtung 109.3 am fünften Fahrzeugmodul 106 können kritische Unfallsituationen am Heck des Fahrzeugs 101 erfassen erfasst oder vorhergesagt werden, wobei gegebenenfalls für eine kritische Unfallsituation am Heck eine andere Einstellung der Charakteristik C der Dämpfer 109.1 gewählt werden kann.

Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend anhand eines Beispiels eines

Leichtschienenfahrzeugs mit einer speziellen Gestaltung hinsichtlich der Aufteilung des Fahrzeugs in Fahrzeugmodule beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung

zum einen natürlich auch in Verbindung mit beliebigen anderen Schienenfahrzeugen zum Einsatz kommen kann, bei denen eine anderweitige Aufteilung in zwei oder mehr Fahrzeugmodule vorliegt. Die vorliegende Erfindung liefert hier gerade die Gestaltungsfreiheit bei erhöhter Entgleisungsstabilität.

So ist es beispielsweise möglich, die Erfindung bei Leichtschienenfahrzeugen mit einer so genannten Jacobs-Bauweise ebenso einzusetzen wie bei einer so genannten Sattelauflieger-Bauweise oder bei einer so genannten Gelenkssteuer-Bauweise.

Die Figur 4 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Leichtschienenfahrzeug 201 , das in der so genannten Jacobs-Bauweise ausgeführt ist. Bei diesem Fahrzeug 201 sind zwei Fahrzeugmodule 202 und 203, die über eine Gelenkeinrichtung 208 verbunden sind, jeweils auf einem Drehgestell 202.2 bzw. 203.2 sowie einem gemeinsamen Jacobs-Drehgestell 213 abgestützt sind. Die beiden Fahrzeugmodule 202 und 203 sind über eine Dämpfungseinrichtung 209 verbunden, die in ihrem Aufbau und ihrer Funktion der oben beschriebenen Dämpfungseinrichtung 109 gleicht, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird.

Die Figur 5 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Leichtschienenfahrzeug 201 , das in der so genannten Sattelauflieger-Bauweise ausgeführt ist. Bei diesem Fahrzeug 201 sind drei Fahrzeugmodule, nämlich ein langes Fahrzeugmodul 202, ein zentrales kurzes Fahrzeugmodul 203 und wiederum ein langes Fahrzeugmodul 204 vorgesehen, wobei benachbarte Fahrzeugmodule jeweils über eine Gelenkeinrichtung 208 verbunden sind. Jedes Fahrzeugmodul ist jeweils auf einem Drehgestell 202.2 bzw. 203.2 bzw. 204.2 abgestützt. Jeweils benachbarte Fahrzeugmodule 202 und 203 sowie 203 und 204 sind über eine Dämpfungseinrichtung 209 verbunden, die in ihrem Aufbau und ihrer Funktion der oben beschriebenen Dämpfungseinrichtung 109 gleicht, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird.

Die Figur 6 zeigt schließlich ein weiteres erfindungsgemäßes Leichtschienenfahrzeug 201 , das in der so genannten Gelenksteuer-Bauweise ausgeführt ist. Bei diesem Fahrzeug 201 sind drei lange Fahrzeugmodule 202, 203 und 204 vorgesehen, wobei benachbarte Fahrzeugmodule jeweils über eine Gelenkeinrichtung 208 verbunden sind. Jedes Fahrzeugmodul ist jeweils mittig auf einem Drehgestell 202.2 bzw. 203.2 bzw. 204.2 abgestützt. Jeweils benachbarte Fahrzeugmodule 202 und 203 sowie 203 und 204 sind über eine Dämpfungseinrichtung 209 verbunden, die in ihrem Aufbau und ihrer Funktion der

oben beschriebenen Dämpfungseinrichtung 109 gleicht, sodass hier lediglich auf die obigen Ausführungen Bezug genommen wird.

Schließlich versteht es sich, dass die Erfindung auch in Verbindung mit mehrgliedrigen Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommen kann. Bei solchen mehrgliedrigen Kraftfahrzeugen besteht zwar nicht das Problem einer Entgleisung, die mit der Erfindung erzielbare

Erhöhung der im kritischen Kollisionsfall wirksamen Massenträgheit des Fahrzeugs wirkt sich jedoch auch hier positiv aus. Insbesondere reduzieren sich auch hier durch die erhöhte wirksame Massenträgheit in vorteilhafter Weise Dauer und/oder Höhe der maximalen Beschleunigungen, welche auf die im von der Kollision betroffenen Fahrzeugteil befindlichen Passagiere wirken.

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