ГОЛОВНАЯ ЧАСТЬ ПОЕЗДА

Полезная модель относится к головной части поезда с кабиной, которая включает в себя донную область, крышу и две боковые стенки, которые проходят между донной областью и крышей.
Такая головная часть поезда известна, например, из DE 102006044397 А1. Там, в случае столкновения усилия от предусмотренных передних колонн (также называются как передние стойки или А-стойки) через согласованную боковую каркасную структуру вводятся в заднюю опорную структуру.
Другие известные головные модули для рельсовых транспортных средств следуют из US 2007/261591 А1 и ЕР 0802100 А1.
Эта головная часть поезда соответствует, например, головной части мотор-вагонного поезда, вагону с кабиной управления, а также локомотиву. Соответственно кабина может быть выполнена в виде кабины машиниста поезда, пассажирской кабины или в виде комбинации из них. Дополнительно головная часть поезда может включать в себя рельсовый привод.
В уровне техники головная часть поезда, как правило, включает в себя каркасную (кузовную) конструкцию, на которой закреплена определяющая форму наружная обшивка. При этом каркасная конструкция и наружная обшивка конструктивно разделены. Каркасная конструкция воспринимает статические нагрузки, а также аварийные нагрузки, в то время как наружная обшивка в значительной степени определяет дизайн и является определяющим конструктивным элементом для аэродинамики. Каркасная конструкция, как правило, состоит из сварных стальных или алюминиевых элементов, а наружная обшивка отформована из композиционного материала на стекловолокнистой основе (GFK). Наружная обшивка приклеивается или привинчивается к каркасной конструкции.
Недостатком в такой головной части поезда является то, что головная часть поезда включает в себя две по существу независимые конструкции, которые имеют функционально отдельные задачи. Вследствие этого ограничивается компоновка кабины, и сокращается ее площадь. Вес головной части поезда, в частности кабины, увеличивается, и осложняется ее монтаж. Кроме того, должны удовлетворяться требования к прочности при столкновении.
Поэтому задача данной полезной модели, беря за основу головную часть поезда упомянутого вначале типа, усовершенствовать с технической точки зрения эту головную часть поезда таким образом, что возникающие при аварии усилия могут надежно восприниматься, и что кабину, а также головную часть поезда можно просто монтировать, и что кабина имеет большой внутренний объем.
Согласно полезной модели эта задача решается с помощью головной части поезда вышеупомянутого типа, которая имеет признаки, указанные в пункте 1 формулы полезной модели.
Предпочтительные варианты осуществления соответствующей полезной модели головной части поезда являются предметом зависимых пунктов формулы полезной модели.
Таким образом, согласно полезной модели предоставлена головная часть поезда с кабиной, которая включает в себя донную область, крышу и две боковые стенки, которые проходят между донной областью и крышей. Боковые стенки на своем головном конце в каждом случае имеют переднюю колонну (А-стойка), которая удерживается на донной области. От каждой передней колонны в боковые стенки в каждом случае отходит продольная балка, причем выполнен блок из передней колонны и продольной балки, для того чтобы воспринимать усилия в случае аварии и направлять их в кабину.
Другими словами в боковых стенках головной части поезда в каждом случае образуется блок из передней колонны и продольной балки, который при столкновении направляет усилия в кабину. Вследствие этого кабина может воспринимать усилия и увеличивать прочность головной части поезда. Головной конец головной части поезда относится к концу, который указывает от поезда. Передняя колонна, если смотреть с головного конца, является первой колонной, которая проходит от донной области вверх. Продольная балка проходит в боковой стенке. Продольная балка является интегральной (неотъемлемой, нераздельно связанной) составной частью боковой стенки. Далее предпочтительно, если передняя колонна и/или продольная балка изготовлены из алюминия или стали.
Описанная головная часть поезда имеет то преимущество, что в каждом случае образуется боковая стенка, которая в итоге пригодна для того, чтобы воспринимать возникающие при аварии усилия и направлять их в кабину. Таким образом, кабина в целом способствует повышению безопасности в случае столкновения. Дополнительно может увеличиваться полезный внутренний объем головной части поезда при сохранении внешних габаритных размеров. Благодаря исполнению боковых стенок с передней колонной и продольной балкой предоставляется простая конструкция для боковых стенок, вследствие чего количество необходимых конструктивных элементов незначительно, и можно уменьшать вес и расходы.
Согласно предпочтительному варианту осуществления головная часть поезда выполнена таким образом, что продольные балки образуют верхний край соответствующей боковой стенки. Таким образом, усилия при столкновении независимо от высоты точки удара могут отводиться до крыши кабины, так что усилия могут распределяться по большой области кабины. Дополнительно кабина становится устойчивой по своей высоте, так что находящиеся в кабине люди защищены при столкновении.
Согласно предпочтительному варианту осуществления головная часть поезда выполнена таким образом, что кабина является самонесущей. В данном случае "самонесущая" означает то, что металлические листы стенок кабины выполнены и соединены таким образом, что они увеличивают прочность кабины. Например, металлические листы стенок могут быть соединены сваркой с донной областью, передней колонной и/или продольной балкой, так что образуется несущее соединение. Соответственно такие исполнения имеют место для металлических листов крыши. Металлически листы стенок и/или крыши предпочтительно изготовлены из алюминия или стали. Толщина металлических листов предпочтительно выбрана таким образом, что металлические листы могут легко монтироваться и могут способствовать повышению прочности кабины. Вследствие этого наружная обшивка может также воспринимать усилия в случае столкновения и направлять их в общую конструкцию. Таким образом, безопасность в случае столкновения повышается еще больше.
Согласно предпочтительному варианту осуществления головная часть поезда выполнена таким образом, что боковые стенки в каждом случае имеют, по меньшей мере, одну дополнительную колонну, и продольная балка в каждом случае соединена с, по меньшей мере, одной дополнительной колонной. По меньшей мере, одна дополнительная колонна улучшает устойчивость соответствующей боковой стенки и упрощает монтаж металлических листов стенки. Предпочтительно металлические листы стенки закрепляются в каждом случае на двух колоннах, так что они дополнительно повышают устойчивость головной части поезда, в частности в продольном направлении.
Согласно предпочтительному варианту осуществления головная часть поезда выполнена таким образом, что продольная балка состоит из нескольких частей, и в каждом случае, по меньшей мере, одна часть продольной балки проходит между двумя колоннами. Предпочтительно продольная балка своими обоими концами в каждом случае прилегает к колонне, так что усилия могут хорошо передаваться между этими конструктивными элементами.
Согласно предпочтительному варианту осуществления головная часть поезда выполнена таким образом, что продольная балка выполнена в виде профильной балки. Благодаря профилю повышается устойчивость продольной балки, в частности в ее продольном направлении. Одновременно может быть небольшим вес продольной балки.
Согласно предпочтительному варианту осуществления головная часть поезда выполнена таким образом, что крыша включает в себя, по меньшей мере, одну поперечную балку, которая своими концами удерживается на обеих продольных балках. Поперечная балка вызывает усиление кабины в поперечном направлении, что может иметь значение, например, при опрокидывании головной части поезда. Также усилия, которые воздействуют лишь на одну из передних колонн, могут частично передаваться через поперечную балку в каждом случае в другую боковую стенку, в частности в продольную балку другой боковой стенки, и тем самым эти усилия могут равномерно направляться в кабину.
Согласно предпочтительному варианту осуществления головная часть поезда выполнена таким образом, что, по меньшей мере, две дополнительные колонны и одна поперечная балка соединены друг с другом. Образуется опорная дуга (арка), которая делает устойчивым поперечное сечение кабины. При помощи опорной дуги посредством монтажа конструктивного элемента может повышаться устойчивость кабины с различных точек зрения, как описано выше. Таким образом, использование опорной дуги является весьма эффективным для монтажа кабины и головной части поезда.
Согласно предпочтительному варианту осуществления головная часть поезда выполнена таким образом, что продольные балки в каждом случае имеют дугообразную форму и проходят от передней колонны вверх. Изогнутая форма является предпочтительной, так как она с одной стороны делает возможным аэродинамическое исполнение головной части поезда, а с другой стороны хорошо подходит для восприятия усилий при столкновении.
Согласно предпочтительному варианту осуществления головная часть поезда выполнена таким образом, что продольная балка в каждом случае выполнена за одно целое с, по меньшей мере, одним металлическим листом стенки и/или металлическим листом крыши. Вследствие этого образуется устойчивый конструктивный блок, на котором можно легко закреплять дальнейшие металлические листы стенки и/или крыши. Таким образом, с одной стороны продольная балка с, по меньшей мере, одним металлическим листом стенки и/или металлическим листом крыши образует несущую конструкцию, которая существенно способствует повышению устойчивости головной части поезда, в частности при столкновении. С другой стороны выполненный таким образом конструктивный блок формирует внешний вид головной части поезда, без того чтобы в этой области требовались дополнительные, определяющие форму, конструктивные элементы.
Согласно предпочтительному варианту осуществления головная часть поезда выполнена таким образом, что кабина выполнена в виде сварного блока. Благодаря сварке кабина может изготавливаться простым образом, и одновременно она может иметь высокую устойчивость. Таким образом, передняя колонна, продольная балка и имеющиеся при определенных условиях боковые металлические листы, металлические листы крыши, дополнительные колонны и поперечные балки могут образовывать в итоге устойчивый блок.
Описанные выше свойства, признаки и преимущества этой полезной модели, а также способ их достижения становятся более ясно и отчетливо понятными в связи с последующим описанием примеров осуществления, которые разъясняются более подробно в сочетании с чертежом. На чертеже:
Фиг. 1 показывает вид в перспективе головной части поезда согласно первому варианту осуществления на виде сбоку с головной стороны, и
Фиг. 2 показывает вид в перспективе головной части поезда с Фиг. 1 на виде сбоку с направления ее стороны, которая противоположна головной стороне.
Фиг. 1 и 2 показывают головную часть 1 поезда согласно предпочтительному варианту осуществления. Головная часть 1 поезда включает в себя кабину 3, которая включает в себя донную область 5, крышу 7 и две боковые стенки 9, которые проходят между донной областью 5 и крышей 7.
Боковые стенки 9 на головном конце 11 головной части 1 поезда в каждом случае имеют переднюю колонну 13 и расположенные на расстоянии от нее в продольном направлении дополнительные колонны 15а, 15b, которые удерживаются на донной области 5 и имеют различную высоту по отношению к высоте боковой стенки в их положении. От передней колонны 13 в боковые стенки 9 в каждом случае отходит продольная балка 17, причем продольные балки 17 имеют дугообразную форму, в которой они проходят от передней колонны 13 вверх. При этом продольные балки 17 образуют верхний край соответствующей боковой стенки 9. Продольная балка 17 соединена с дополнительными колоннами 15а, 15b. Таким образом, продольная балка 17 является неотъемлемой составной частью боковой стенки 9.
Как можно увидеть на Фиг. 2, продольная балка 17 в каждом случае выполнена в виде состоящей из нескольких частей профильной балки с одной головной и одной задней, отдельной балкой 17а, 17b, которые образуют две части продольной балки 17. Головная отдельная балка 17а проходит между передней колонной 13 и дополнительной колонной 15а, которая выполнена в виде высокой колонны, и прилегает своими обоими концами к ним. Остальные колонны 15b, которые выполнены соответственно более низкими, соединены с отдельными балками 17а, 17b в средней области отдельных балок 17а, 17b.
Крыша 7 включает в себя одну головную и одну заднюю, поперечную балку 19а, 19b. Задняя поперечная балка 19b своими концами удерживается на обеих задних отдельных балках 17b, в то время как головная поперечная балка 19а соединена с более высокими колоннами 15а и образует вместе с ними опорную дугу 21.
Как можно увидеть на Фиг. 1 и 2 далее, боковые стенки 9 и крыша 7 в каждом случае включают в себя несколько металлических листов 23, 25 стенки и соответственно крыши. Металлические листы 23, 25 стенки и крыши в каждом случае закреплены на двух колоннах 13, 15а, 15b или на двух поперечных балках 19а, 19b. Как можно увидеть на примере металлических листов 23 стенки, они частично покрывают несколько колонн 15а, 15b, причем они также закреплены на этих покрытых колоннах 15а, 15b.
В этом примере осуществления передние колонны 13, продольные балки 17, поперечные балки 19а, 19b, а также металлические листы 23, 25 стенок и крыши изготовлены из стали и сварены друг с другом, так что кабина 3 выполнена в виде сварного блока. Вследствие этого кабина 3 является самонесущей, так что металлические листы 23, 25 стенок и крыши увеличивают прочность кабины 3. При этом передняя колонна 13 и продольная балка 17 выполнены таким образом, что в случае аварии они совместно воспринимают усилия и направляют их в кабину 3. В альтернативном варианте осуществления передние колонны 13, продольные балки 17, поперечные балки 19а, 19b, а также металлические листы 23, 25 стенок и крыши изготовлены из алюминия.
Несмотря на то, что полезная модель в деталях была более подробно разъяснена и описана посредством предпочтительного варианта осуществления, полезная модель не ограничена раскрытыми примерами. Другие варианты осуществления могут выводиться отсюда специалистом, не покидая объем защиты полезной модели.