CN105189211A - 具有行人保护装置的轨道交通工具以及行人保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道交通工具(1)，其具有用于在与交通工具的交通工具前部相碰撞时保护行人的装置，其中，所述装置(4)设置在轨道交通工具前部的底侧上，其中，所述装置(4)包括至少一个结构(7)，该结构能够借助于气体介质(6)充气，以便形状稳定地经受住能够使交通工具停下的时间范围。

Description

具有行人保护装置的轨道交通工具以及行人保护装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的轨道交通工具，其具有用于在与交通工具的交通工具前部相碰撞时保护行人的装置，此外还涉及一种根据权利要求7前序部分所述的用于在轨道交通工具上应用的行人保护装置。

背景技术

轨道交通工具(例如低级或中级地板有轨电车或者城市轨道交通工具)大多以混合运行方式行驶。这表示：这些轨道交通工具是公共交通的参与者并且因此发生与作为道路使用者的人员相互动。

历来的问题在于，直接位于交通工具之前的人员被驶越，因为例如载人轨道交通工具由于支承配对(车轮与轨道之间的金属-金属)结合交通工具的高质量以相比于例如轿车而言更长的制动距离来实现停止，该轿车不仅具有较小的质量而且由于支承配对(车轮与行驶道路之间的橡胶-沥青)而具有更高的摩擦。

人员被驶越在许多区域中形成问题。一方面，在人员已经被“卷入”到交通工具之下在交通工具前部的间隙中时，存在显著的受伤危险。此外，在被卷入的人员或者人员的身体部分被车轮滚压时几乎不可避免受伤。再者，交通工具处敞开的联接区域隐藏了额外高的受伤危险。如果轨道交通工具到达停止状态(但仍在已经陷入到交通工具之下的人员达到车轮的直接危险区域中之前)，那么人们可以将致命的受伤降低到最小程度，即使也不完全排除受伤。

落入到概念领域“偏导-障碍偏导器(Abweiser-Obstacledeflector)”中的保护系统自从轨道交通工具历史开始时已公知并且也已经以不同形式实现。在此，在偏导-障碍偏导器领域内已知的装置或解决方案基于在人员被卷入或驶越到交通工具前部处在底部与行驶道路之间的间隙中的情况下使受伤危险的最小化来工作。

在纯机械偏导的保护系统和装置的领域中，焦点在于通过下述措施使人员的受伤最小化：该措施应尽可能限制或阻止已经部分被驶越的人员被卷入到车轮与轨道之间的支承区域中。该系统的基本构思在于如下目标：使人员远离于直接的危险区域如此长时间，直至交通工具已达到停止状态。在此，在交通工具前部处在交通工具下部结构与行驶道路之间的间隙起到决定性作用。如果间隙足够窄，那么在此才应该完全不可能使人员被卷入到交通工具之下。

然而，交通工具的应用条件对该间隙提出下述几何要求：在行驶经过竖直半径(凸弧和凹弧)时结合车架至前垂悬部的间距的运动给定条件所确保的可支配的离地距离。人员保护的简单实现的解决方案设定了，相应大小的障碍物——该障碍物例如是位于交通工具之前的人员——碰撞到直接竖直悬挂在交通工具前部处间隙的始端的结构。该结构如此设定，使得该结构能够将其自身前面直至一定质量的障碍物无损坏地移走。然而如果障碍物如此设定，使得该障碍物或是由于质量太大或是由于摩擦太大而不能被远离于行驶方向继续移动，那么该结构在即将破裂之前将另一结构从底部翻下到行驶道路上。在此，这个被翻下的第二结构形成了紧接在第一车架之前的“斜坡”，从而在障碍物于第一结构处折断的情况下还可以在危险区域前面被“捎带(Auflesen)”。这样的系统在例如高级地板有轨电车(例如工业产品“DUEWAG”)的应用中自从1960年已广泛公知。

然而，这些系统仅当交通工具处存在足够大的离地距离时才得以有意义地应用，所述足够大的离地距离能够将被驶越的人员大小的障碍物完全有意义地偏导远离于危险区域，而被驶越的人员不会遭到之前已经提及的巨大损伤。

这些保护系统的缺点因此在于，应用该保护系统的大多数交通工具类型是高级或中级地板交通工具，它们通常设计成具有适合的离地距离。

另一缺点在于，存在的保护结构处可能会发生尖棱状的变形或折断，如果这些存在的保护结构不能承载“要移动的”人员的负荷的话。

其它用于驶越保护的纯机械解决方案——这些解决方案应用于低级地板交通工具领域内——功能上类似于用于中级和高级地板轨道电车的上述原理，然而区别在于，第一保护结构非“承载地”构成。再者，该第一结构或弓形物也已经与交通工具前部处于显著的间隔。一方面这表示：被驶越的人员必须在其与第一结构相接触之前已经相对远地陷入到交通工具之下。另一方面，该结构并没有设计用于，将人员进一步在该结构前面移开，而是仅仅使得最后的“捕捉结构(Fangstruktur)”翻下。

安全气囊在保护系统中针对位于交通工具之前的人员的应用虽然已经被轨道交通工具工业所描述，但是至今仅仅慎重地实现——大多来自如下论点，即，仅仅由安全气囊应用装置所组成的保护系统在安全气囊触发之后不能够可逆地置于初始位置。此外，这样的解决方案例如在文献DE102013204555A1中说明。

另一难点在于这种安全气囊的造型，该造型也一定应确保了保护免于被卷入或驶越到交通工具之下在交通工具前部处底板与行驶道路之间的间隙区域内。

已知的安全气囊技术在通过压力下降的充气过程之后变得疲劳。由此，具有保形性的问题——气囊理应在充气状态下无论如何在充气过程之后至少形状稳定地经受住能够使交通工具停下的时间范围。

相对广泛应用的用于保护位于交通工具之前的人员的系统是所谓的“软鼻弯(Soft-Noses)”。在此，将缓冲的软层、例如含聚氨酯(PU)的塑料施加到交通工具最前面的轮廓上，以便能实现相撞的人员与交通工具的碰撞的最大缓冲。然而，这些系统不提供保护免于人员被卷入或驶越到交通工具之下。这样的解决方案例如在比利时根特和安特卫普中的运输者“DeLijn”的“Hermelijn”低级地板有轨电车中已知。

交通工具制造者还已经尝试如下，即，将底部与行驶道路之间、在交通工具前部处的开口保持尽可能如此小，以便尽可能禁止人员被卷入到交通工具之下。但是，在此不仅由运输者所需要的交通工具最小离地距离与而且在所有应用条件中的动力边界条件之间存在冲突，主要是所谓的“凹弧行驶”。在这些状态下，交通工具驶过具有上升坡度的竖直半径(“凹弧”相反于“凸弧”)，该竖直半径将最前面的交通工具点与行驶道路之间竖直自由间隔减小到最小。这种效果依赖于下述动力关系：最前面的交通工具点与第一车架的旋转点之间距，以及该旋转点与下一车架或车厢铰链的旋转点之间距。

至今应用的保护装置——该保护装置理应阻止人员被驶越——的大部分的目的都在于，使人员在直接危险区域、车轮与轨道的支承区域之前偏导进而保持远离。该多数多级功能的偏导系统(例如DE102013204555A1)仅仅当与滚压的障碍物的物理接触而触发了交通工具前部之下的区域中的偏导机制时才起动该保护机制。但是，这已经导致了人员的身体部分被交通工具滚压。纯机械系统的优点然而在于，在实现应用之后，该系统直接且容易的再起动能力，只要在系统上没有出现降低功能的损坏。

另外的已知解决方案包括偏导结构，该偏导结构直接位于交通工具前棱边之后，该偏导结构构造成具有自身滚轮的“小车”，该偏导结构借助于与下部结构的防推拉式连接被持久地激活。这种结构是防推拉地、但在高度方面可变地固定在下部结构上，并且因此可以调整前部构造在行驶期间所执行的高度差，并且通过自身滚轮在此具有与行驶道路的恒定间距。该解决方案的缺点在于，首先在变化的天气条件下(例如雪和冰、沙和石)“小车”受到损害并且会妨碍运行。这样的设备例如在塞维利亚或萨拉戈萨被装配到有轨电车上。

发明内容

本发明的任务在于，提供具有如下装置的轨道交通工具，该装置能实现将陷入交通工具之前的人员完全从危险区域“偏导”。在此目标在于，完全防止行人被滚压。

按照本发明，该任务通过权利要求1和13所述的特征解决。本发明为此包含具有下述装置的轨道交通工具或者说包含该装置本身，该装置包括由前罩之下的区域内的一个或多个可充气的结构的组件，该结构借助于气体介质可充气。有利地在此设定，相应的结构不仅可以是敞开的而且也可以是闭合的体。此外有利的是，除了其它应用的材料之外，该结构可以由金属材料制成。同样有利地在此设定，在应用金属材料的情况下，该结构包括焊接的柔性双层板，该双层板能够通过供应管路或通过直接与该结构连接的气体生成器以气体介质通过内压成形来充气。在优化步骤中，金属结构或是可以通过壁厚的选定、或是可以通过具有其它柔性金属结构的替代物来改变。

在下文中，本发明描述了可充气的结构在选定的配置中作为具有薄壁厚的闭合的焊接的金属双层板。这种选定仅仅是本发明可能的组合之一并且不限于该选定。为了在高抗裂强度的情况下实现高弯挠性，应采用特定的金属膜片材料，该金属膜片材料主要包括金属的网眼细密的线材网。

有利地设定，该结构具有柔性的、可充气的、抗裂的且抗接触的特性。在此，该结构可以包括金属膜片材料，该金属膜片材料具有网眼状线材结构，其中，该网眼状线材结构可单层或多层地构成。特别有利地设定，该网眼状线材结构具有由弹性材料制成的内部和/或外部的保护层。为了控制压力走向，该结构从内部以弹性薄膜涂覆(kaschieren)，该弹性薄膜减小或者完全阻止气体逸出。在网结构的网眼非常紧密的情况下，该内部薄膜(根据所需要的压力下降设定)也可以被省去。为了附加地改善抗裂的阻力，可以在外壳上全面或局部地施加附加的保护薄膜。

根据另一特别的特征，金属结构的充气通过传感机构触发，该传感机构设置在交通工具前部上。有利地，传感机构设有测量器件，该测量器件识别和/或探测到人员与交通工具前部的正面碰撞。根据另一特别的特征，金属结构在激活状态下形成几何适配的成型体，该成型体填充了交通工具下部结构与轨道路径之间的空腔。金属结构的充气在此有利地以相应的膨胀速度来实现，该膨胀速度阻止了人员被卷入到交通工具之下的危险。

有利地，本发明在此结合通过应用闭合的金属结构将陷入到交通工具之前的人员完全“偏导”远离于危险区域的基本原理，该金属结构通过充气激活。此外，该教导基于机电与气动的功能方式相互作用。本发明在此不仅阻碍了意外且直接在交通工具前部之前在行驶道路上的人员被卷入/驶越到交通工具前部处的标称间隙中，而且也防止了被轨道车轮滚压的每种其它情况的危险。在激活之后，闭合的金属结构可以保留在交通工具之下，因为该金属结构适配于变化的离地距离。

本发明可以集成到具有前罩的所有轨道交通工具中。在此，原则上不重要的是：所述轨道交通工具是否涉及到低级地板轨道交通工具、中级地板轨道交通工具或者高级地板轨道交通工具。按照本发明的保护系统在此可以装入到所有新的轨道交通工具中并且也可以改装到所有使用中的轨道交通工具中。

因为在权利要求13和所属的从属权利要求中所述的装置的特征已经由上述描述得知，所以为了避免重复而省去对该装置的分开的描述。

附图说明

以下根据在附图中示出的实施例进一步阐述本发明。附图示出：

图1a：人员在前部区域中的轨道交通工具的侧视图；

图1b：人员在前部区域中的轨道交通工具的前视图；

图2a：具有行人保护装置的轨道交通工具的侧视图；

图2b：具有行人保护装置的轨道交通工具的前视图；

图3a：具有处于激活状态下的行人保护装置的轨道交通工具的侧视图；

图3b：具有处于激活状态下的行人保护装置的轨道交通工具的前视图；

图4a-c：行人保护装置的作用方式的原理图；

图5a-5c：示意地示出了可充气结构的构造，在图5b中示出在仅一个单层构造(5b)的情况，并且，图5c具有附加的可选择的撕裂保护层(5c)；

图6a-c：示出了该结构的不同构造方式或形状的示意图。

具体实施方式

在轨道交通中(特别是在城内的电车交通中)，轨道交通工具1与人员(行人)2之间的碰撞并不罕见。特别是在正面碰撞的情况下，在此产生严重并致命的受伤，如果人员2在碰撞之后陷入到轨道交通工具1与地面3之间的空腔中的话。为此，装置4包括至少一个结构7，该结构借助于气体介质6可充气，以便形状稳定地经受如下时间范围，在该时间范围内能够将交通工具置于停止状态。

通过按照本发明的装置应显著降低受伤风险，其方式是，直接在碰撞之前或之后，轨道交通工具1与地面3之间的空腔被安置在轨道交通工具前部的底侧上的装置4如此填充，使得参与碰撞的人员2不能够陷入到轨道交通工具1之下并且优选被转移到交通工具轨道旁边。在此也不能排除受伤，然而受伤应显著更轻微并且没有生命危险(参见图1和图2)。

按照本发明的装置的结构材料选定在此涉及到一种结构7，其被铸成金属结构，也就是金属薄板结构，该结构被通过供应管路11所引入的气体介质6膨胀或充气(图3和4的不同的充气状态8、9)。为此，该结构也可以直接与气体生成器连接(未示出)。

有利地，通过壁厚使金属结构的柔性是可调节的，并且，该结构能够作为呈焊接的双层板(Doppelplatine)形式的“激光拼焊毛坯(TailoredBlank)”存在，其中，备选的更软的金属材料也可以考虑。在此，该组件在初始状态下在探测技术(非本发明内容)激活之前从外部不可见。该装置的触发通过传感机构10实现，该传感机构适配于轨道交通工具前部，并且，该传感机构以光学的、机械的或其它测量原理来探测人员2的正面碰撞或者预测该碰撞。这种机械机构在此关于膨胀速度如此设计，使得在人员被“卷入”的危险出现之前已经实现了成型体的完全的最终几何形状。这在通常情况下是几毫秒。

为了能够满足该人员保护构件的持久安全功能的要求，该结构必须具有柔软的、可充气的、抗裂的且抗接触的特性。

为了在高抗裂强度的情况下实现高弯挠性，应采用特定的金属膜片材料，该金属膜片材料主要包括金属的网眼细密的线材网。该网眼状线材结构12可以单层或多层地实施并且具有由弹性材料制成的内部和/或外部的保护层。

为了控制压力走向，该结构可以从内部以弹性薄膜13涂覆，该弹性薄膜减小或完全阻止气体逸出。在网结构的网眼非常紧密的情况下，该内部薄膜(根据所需要的压力下降设定)也可以被省去。为了附加地改善抗裂的阻力，在外壳上可以全面或局部地施加附加的保护薄膜14。图5a至5c示意地示出可充气结构7的构造。在图5b中示出单层构造，即网结构12-气体封闭薄膜13，在图5c中示出了多层构造，该多层构造具有附加的可选择的撕裂保护层14，该撕裂保护层也可以仅仅局部地安置。

对于按照本发明的结构7尤其应用特别是以下线材网：

-特种钢线材织物：高强度不锈材料(材料1.4306、1.4301或诸如此类，HSS以及UHSS)。

-网密度(网眼)：线材织物的结构(网眼密度、线材直径、织物图案)可根据载荷情况来特定地选择。对于单层结构可以应用例如具有每寸约45x46网眼的网眼密度和约200μm线材直径的线材织物。应用不仅更细的结构(直至5μm的网眼宽度例如作为附加的气体封闭薄膜(两层))而且将更粗的结构(具有直至5mm网眼宽度)用于承载层都能够应用特定地确定。

-网结构：可应用不仅正交编织的网(“平面编织”)而且具有其它编织图案的网。这些网根据所要求的面内坚固性来选定(针对推拉与方向相关的性能)。

为了实现高韧性，这些网也可以在编织之后灼烧。为了制造该结构可以：

-将平的线材网相互叠置并且将其闭合地接合(图6a)；

-将环形的线材网在两端上接合(图6b)；

-或者，直接编织成垫状结构(图6c)。

按照本发明的轨道交通工具1包括一装置(偏导-障碍偏导器)，该装置前置于交通工具的碰撞消耗系统，并且，该装置在没有通过激活装置触发的情况下不响应。该交通工具应确保位于该交通工具上的碰撞消耗系统在碰撞(没有人员被驶越危险)的情况下的完全功能能力。

偏导-障碍偏导器的触发或是通过驾驶员操作驾驶台上的装置、或是通过集成在轨道交通工具前部区域中的探测装置的自动探测技术(不是本发明的内容)实现。无论如何，这些装置之一的第一响应触发了偏导-障碍偏导器。在此，气体生成器对闭合的金属结构充气，该金属结构折叠地处于初始位置中。根据闭合的、折叠地安置的金属结构的几何形状，在充气和展开期间，方向行驶路径执行附加的偏导运动(Abweiserbewegung)，该偏导运动使处于即将被驶越的人员(在某种程度上可以说)从交通工具之下移出。这自然要求闭合的金属结构的几何形状适配于前罩与行驶道路之间的比例关系。

闭合的、折叠地安置的金属结构也可以多件式地实施，以便补偿弓形保险杠的特别弯曲。

激活的(＝充气的)闭合的金属结构的特别的特征进而对于已知安全气囊技术的显著改进是：该金属结构在充气过程之后形状稳定地保持位置。这表示：在加载压力(＝充气过程)之后自身不再需要结构中的(恒定的)压力来使该结构保持在充气状态。更确切地说，闭合的金属结构然而可以适配于变化的竖直空间比例，例如适配于弓形保险杠与行驶道路之间标称离地距离的减小：该闭合的金属结构由于交通工具的自重而非常容易地挤压在一起。在闭合的金属结构的高度减小之后，该金属结构保持在已减小高度的状态下。

障碍识别以及闭合的金属结构的触发和充气的整个过程，在此应实时发生。通过本发明应在每种情况下补充关于驶越方面用于保护人员的并行发生的动作：在人员可能由于被卷入/驶越到交通工具之下而受伤之前及时停住轨道交通工具。

Claims (24)

1.一种轨道交通工具(1)，其具有用于在与交通工具的交通工具前部相碰撞的情况下保护行人的装置，其中，所述装置(4)设置在轨道交通工具前部的底侧上，其特征在于，所述装置(4)包括至少一个结构(7)，该结构能够借助于气体介质(6)充气，以便形状稳定地经受住能够使交通工具停下的时间范围。

2.根据权利要求1所述的轨道交通工具，其特征在于，所述结构(7)包括金属结构，该金属结构能够通过输送管路(11)或者通过直接与该结构连接的气体生成器以气体介质(6)通过内压成形来充气。

3.根据权利要求1所述的轨道交通工具，其特征在于，所述结构(7)包括闭合的结构，该闭合的结构能够通过输送管路(11)以气体介质(6)通过内压成形来充气。

4.根据权利要求1至3之一所述的轨道交通工具，其特征在于，所述结构(7)构造为闭合的金属结构并且包括焊接的双层板，该双层板能够通过输送管路(11)或者通过直接与该结构连接的气体生成器以气体介质(6)通过内压成形来充气。

5.根据权利要求1至4之一所述的轨道交通工具，其特征在于，所述结构(7)的充气通过传感机构(10)触发，该传感机构设置在交通工具前部上。

6.根据权利要求5所述的轨道交通工具，其特征在于，所述传感机构(10)具有测量器件，该测量器件识别和/或探测到人员(2)与交通工具前部的正面碰撞。

7.根据权利要求1至6之一所述的轨道交通工具，其特征在于，所述结构(7)在激活的状态下形成几何适配的成型体(5)，该成型体填充了交通工具下部结构与轨道基底(3)之间的空腔。

8.根据权利要求1至7之一所述的轨道交通工具，其特征在于，所述结构(7)的充气以下述膨胀速度实现，该膨胀速度防止了人员(2)被卷入到交通工具(1)之下的危险。

9.根据权利要求1至8之一所述的轨道交通工具，其特征在于，所述结构(7)具有柔性的、能充气的、抗裂的并且抗接触的特性。

10.根据权利要求1至9之一所述的轨道交通工具，其特征在于，所述结构(7)包括金属膜片材料，该金属膜片材料具有网眼状线材结构(12)。

11.根据权利要求10所述的轨道交通工具，其特征在于，所述网眼状线材结构(12)单层或多层地构成。

12.根据权利要求10和11所述的轨道交通工具，其特征在于，所述网眼状线材结构(12)具有由弹性材料制成的内部和/或外部的局部或者全面的保护层(13、14)。

13.一种用于在与轨道交通工具(1)的交通工具前部相碰撞时保护行人的装置，其中，所述装置(4)设置在轨道交通工具前部的底侧上，其特征在于，该装置包括至少一个结构(7)，该结构能够借助于气体介质(6)充气，以便形状稳定地经受住能够使交通工具停下的时间范围。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述结构(7)构造成金属结构，该金属结构能够通过输送管路(11)或者通过直接与该结构连接的气体生成器以气体介质(6)通过内压成形来充气。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述结构(7)构造成闭合的结构，该闭合的结构能够通过输送管路(11)以气体介质(6)通过内压成形来充气。

16.根据权利要求13至15之一所述的装置，其特征在于，所述结构(7)构造为闭合的金属结构并且包括焊接的双层板，该双层板能够通过输送管路(11)或者通过直接与该结构连接的气体生成器以气体介质(6)充气。

17.根据权利要求13至16之一所述的装置，其特征在于，所述结构(7)的充气通过传感机构(10)触发，该传感机构设置在轨道交通工具(1)的交通工具前部上。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述传感机构(10)具有测量器件，该测量器件识别和/或探测到人员(2)与轨道交通工具(1)的交通工具前部的正面碰撞。

19.根据权利要求13至18之一所述的装置，其特征在于，所述结构(7)在激活的状态下形成几何适配的成型体(5)，该成型体填充了轨道交通工具(1)的前部区域内的交通工具下部结构与轨道基底(3)之间的空腔。

20.根据权利要求13至19之一所述的装置，其特征在于，所述结构(7)的充气以下述膨胀速度实现，该膨胀速度防止了人员(2)被卷入到交通工具(1)之下的危险。

21.根据权利要求13至20之一所述的装置，其特征在于，所述结构(7)具有柔性的、能充气的、抗裂的并且抗接触的特性。

22.根据权利要求13至21之一所述的装置，其特征在于，所述结构(7)包括金属膜片材料，该金属膜片材料具有网眼状线材结构(12)。

23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述网眼状线材结构(12)单层或多层地构成。

24.根据权利要求22和23所述的装置，其特征在于，所述网眼状线材结构(12)具有由弹性材料制成的内部和/或外部的局部或者全面的保护层(13、14)。