DE10134854A1 - Driver's cab for rail vehicles - Google Patents
Driver's cab for rail vehiclesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Führerstand für Schienenfahrzeuge mit einem Sitz für den Fahrzeugführer und Bedienelementen für den Fahr- und Überwachungsbetrieb. The invention relates to a driver's cab for rail vehicles with a seat for the driver and controls for driving and monitoring.
Konventionelle Führerstände in Schienenfahrzeugen werden der individuellen Fahrzeugkopfgestaltung entsprechenden Führerraumproportion an die Fahrzeugstruktur nahtlos angepaßt integriert. Sie zeigen ein im wesentlichen gewohntes, weitgehend gleiches Erscheinungsbild. In der Fertigungspraxis bedeutet dies, dass auf engstem Raum sehr komplexe Technik installiert werden muß. Zwar hat sich bei modernen Fahrzeugen neuerer Bauart die Formgestaltung des "Bedienpultes" dem Trend der zeitgemäßen Gestaltung des Gesamtfahrzeuges angepasst, doch sind dies überwiegend formale Retuschen. Conventional driver's cabs in rail vehicles are becoming more individual Vehicle head design corresponding driver compartment proportion to the vehicle structure seamlessly integrated. They show an essentially familiar, largely same appearance. In manufacturing practice, this means that at the narrowest Space very complex technology must be installed. Admittedly, modern Vehicles of newer design the shape of the "control panel" the trend of contemporary design of the overall vehicle adapted, but they are mostly formal retouching.
Bei konventionellen Führerständen ist der statische Pultkörper mit der Bedienoberfläche das Maß aller Dinge. Mit zunehmend sitzender Tätigkeitsauslegung des Fahrzeugführers und der Anordnung von Bedienelementen in waagerechter Einbauposition entstand das wohlbekannte Führerpult. Aufgrund der mit zunehmender technischer Komplexität anwachsenden Anzahl der Bedienelemente bot sich, hinsichtlich des großen Platzbedarfes, die Auslegung der Bedienoberfläche als tischähnliches Gebilde geradezu an. Die Lage der Bedienelemente ergab sich mehr gefühlsmäßig aus den Bedienungshandlungen oder gegliedert und geordnet nach anerzogenen Gewohnheiten des Fahrers bzw. der Bedienhäufigkeit. Eine körpergrößenabhängige Positionsanpassung für den Fahrzeugführer ist bisher nur über eine Sitzverstellung erfolgt. Systembedingt ist eine extrem aufrechte Sitzhaltung bindend. Diese Haltung ist medizinisch unvorteilhaft und kann auf Dauer nicht eingehalten werden. Die Folge sind Sitzfehlstellungen und körperliche Schäden. Die Sitzposition des Fahrzeugführers, seine relativ statische, aufrechte Haltung zum Bedienfeld, ist zwar im Laufe der Fortentwicklung ergonomisch optimiert worden, doch ist sie nach wie vor nicht befriedigend. In conventional cabs, the static desk body is with the User interface the measure of all things. With increasingly sedentary activity interpretation of the Driver and the arrangement of controls in a horizontal Installation position was the well-known driver's desk. Because of the increasing Technical complexity increasing number of controls offered, in terms of of the large space requirement, the design of the user interface as a table-like Forms almost. The location of the controls was more emotional from the operating actions or structured and ordered according to educated Habits of the driver or frequency of use. A Body size-dependent position adjustment for the vehicle driver is only one Seat adjustment takes place. Due to the system, an extremely upright sitting position is binding. This Posture is medically disadvantageous and cannot be maintained in the long term. This results in misaligned positions and physical damage. The seating position of the Driver, his relatively static, upright attitude to the control panel, is true ergonomically optimized in the course of further development, but it is still before not satisfactory.
Aus der DE 195 32 025 A1 ist z. B. ein Fahrersitz für ein Schienenfahrzeug bekannt, dessen Sitzschale mittels einer Parallelogramm-Schwenk-Mechanik höhen- und abstandsverstellbar ausgebildet ist. Bei diesem Fahrersitz wurde versucht eine optimale Lösung für verschiedene Sitz- und eine Stehposition zu finden. Durch die unveränderliche Einbauposition des Bedienpultes und der Fuß-Bedienelemente konnte dies aber nicht realisiert werden. Die beschriebene Verstellmöglichkeit des Sitzes reicht nicht aus, um für Fahrzeugführer unterschiedlicher Körpergröße annähernd akzeptable Proportionsangleichungen herzustellen. From DE 195 32 025 A1 z. B. a driver's seat for a rail vehicle is known, whose seat shell height and by means of a parallelogram swivel mechanism is formed adjustable. An attempt was made to this driver's seat to find the optimal solution for different sitting and standing positions. Through the Fixed installation position of the control panel and the foot controls but this cannot be realized. The described adjustment of the seat is not enough to approach drivers of different heights to make acceptable proportions.
In der DE 198 17 860 A1 ist ein Führersitz mit einem Sitzgestell beschrieben, der innerhalb einer Sicherheitseinrichtung, bestehend aus einer Knautschzone im Bereich des Führerraumes, gegenüber dem Höhenniveau der Knautschzone angehoben wurde. Dieses unterschiedliche Höhenniveau sowie ein innerhalb des Sitzgestells angeordnetes Dämpfungs- und Deformationselement sollen verhindern, dass der Fahrzeugführer bei einer Kollision zwischen Sitz und Führerpult eingeklemmt wird. Eine Lösung für eine ergonomisch optimale Sitzposition bzw. eine Integration des Führersitzes mit dem Führerstandspult sind hierbei nicht zu erkennen. DE 198 17 860 A1 describes a driver's seat with a seat frame that within a safety device consisting of a crumple zone in the Area of the driver's cab, opposite the level of the crumple zone was raised. This different height level as well as one within the Damping and deformation element arranged in the seat frame are intended to prevent the driver is caught in a collision between the seat and the driver's console becomes. A solution for an ergonomically optimal sitting position or integration the driver's seat with the driver's cab console are not recognizable.
Schienenfahrzeuge der neueren Generation haben sich im Gegensatz zu ihren traditionellen Vorgängern zu technischen High-Tech-Produkten fortentwickelt. Ihr technischer Status wird überwiegend von hochentwickelter elektronischer Technik bestimmt. Diese fortschrittliche Konzeption auf der einen Seite, steht vielfach im Gegensatz zur noch konventionelle ausgelegten Bedien-Funktion-Konzeption. Newer generation rail vehicles have contrasted theirs traditional predecessors developed into technical high-tech products. you technical status is predominantly of sophisticated electronic technology certainly. This progressive concept on the one hand is often in the Contrary to the still conventional operating function concept.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Führerstand für Schienenfahrzeuge zu schaffen, der im wesentlichen unabhängig von einer Führerraumgestaltung ist und der gewährleistet, dass Fahrzeugführer unterschiedlicher Körpergröße eine ergonomisch optimale und arbeitsmedizinisch vorteilhafte Sitz- und Bedienposition einnehmen können. The invention is therefore based on the object of a driver's cab To create rail vehicles that are essentially independent of one Driver's cab design is and that ensures that drivers are different Body size an ergonomically optimal and occupationally advantageous sitting and Can take operating position.
Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen und angegeben. This object is achieved according to the characterizing part of patent claim 1 solved. Advantageous refinements and developments of the subject of Invention are specified in the subclaims and.
Die Vorteile der Erfindung ergeben sich dadurch, dass der innovative Kompaktführerstand als ein in sich autarkes Baukastensystem konzipiert ist. Sowohl bei der Fertigung als auch bei der Montage ergeben sich erhebliche Einsparungen. Fahrzeugspezifische Anpassarbeiten kommen in Wegfall. Hinsichtlich der individuellen Ausrüstbarkeit durch modulare Systemkomponenten ist diese Lösung an unterschiedliche Betriebsbedingungen von Bahnbetrieben anpassbar. Gegeben ist weiterhin ein hoher Grad an Variabilität der einzelnen modularen Baugruppen. Weitere wesentliche Vorteile ergeben sich dadurch, dass der Fahrzeugführer eine ergonomisch optimale und arbeitsmedizinisch vorteilhafte Sitz- und Bedienposition einnehmen kann. Unabhängig von der Körpergröße finden die Fahrzeugführer nahezu identische Sichtverhältnisse auf die Bahnstrecke und Signale ebenso wie auf Instrumente und Bedienelemente im Führerstand vor. Der neue Führerstand kommt auch dem Trend zu einem transparenten Fahrgastraum entgegen. The advantages of the invention result from the fact that the innovative Compact driver's cab is designed as a self-sufficient modular system. Both at the Manufacturing and assembly result in considerable savings. Vehicle-specific adjustments are no longer necessary. In terms of individual This solution can be equipped with modular system components different operating conditions of railway companies adaptable. Given is still a high degree of variability of the individual modular assemblies. Further significant advantages result from the fact that the vehicle driver has a ergonomically optimal and occupational medical advantageous sitting and operating position can take. Regardless of body size, the drivers find almost identical visibility on the railway line and signals as well as on Instruments and controls in the driver's cab. The new cab comes also counteracts the trend towards a transparent passenger compartment.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: The invention is illustrated below with reference to the drawings Exemplary embodiments explained in more detail. The drawings show:
Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht auf einen Führerstand; Figure 1 is a three-dimensional view of a driver's cab.
Fig. 2 eine dreidimensionale Ansicht auf eine Variante auf einen Führerstand und Fig. 2 is a three-dimensional view of a variant on a cab and
Fig. 3 eine Ansicht nach Fig. 2 in verschiedenen Stellungen. Fig. 3 is a view of FIG. 2 in different positions.
Der Führerstand wird im wesentlichen gebildet aus einem autarken Baukastensystem, bestehend aus verschiedenen modularen Baugruppen, die da sind eine Bodenplattform 1, ein Sitzträger 2, zwei seitliche Bedienpulte 3, ein Zentraldisplay 4sowie ein Fußbord 5. Die Bodenplattform 1 dient als Basistragelement für alle anderen Baugruppen. In der Bodenplattform 1 sind Leitungen für die Energiezuführung und Kanälen für die Klimaanlage integriert und zwar so, dass die Ausgänge an der Bodenplattform 1 durch an sich bekannte Steckverbindungen mit der Fahrzeugtechnik verbunden werden können. The driver's cab is essentially formed from a self-sufficient modular system consisting of various modular assemblies, which are a floor platform 1 , a seat support 2 , two side control panels 3 , a central display 4 and a footboard 5 . The floor platform 1 serves as a base support element for all other assemblies. In the bottom platform 1 lines are integrated for the energy supply and channels for the air conditioning in such a way that the outputs on the base platform 1 can be connected by per se known plug connections with the vehicle equipment.
Auf der Bodenplattform 1 ist auf einem Ende der Sitzträger 2 befestigt. Er kann sowohl plattenförmig, wie in Fig. 1, als auch säulenförmig in Form einer Tragsäule 6, wie in Fig. 2 und 3, ausgebildet sein. Auf dem Sitzträger 2 ist der Fahrersitz, bestehend aus einer Sitzfläche 7 sowie einer Rückenlehne 8 mit integrierter Kopfstütze 9, höhenverstellbar gelagert. In Abhängigkeit von den Körpergrößen der Fahrzeugführer hat sich aus den entsprechenden Torsomaßdifferenzen (Gesäß-Augenhöhe) ein erforderlicher Sitzhöhenverstellbereich von ca. 150 mm ergeben. Daraus resultiert ferner eine arbeitsmedizinisch vorteilhafte Gestaltung des Fahrersitzes, indem die Sitzfläche 7 eine Neigung zur Rückenlehne 8 von ca. 3° zur Horizontalen aufweist, ein offener Sitzwinkel zwischen Sitzfläche 7 und Rückenlehne 8 von ca. 120° besteht und sich ein offener Beinstreckwinkel von ca. 140° ergibt. Diese Verhältnisse entsprechen einer relaxten vergleichbaren PKW-Sitzhaltung. Eine Variante des Fahrersitzes, in den Fig. 2 und 3 erkennbar, zeichnet sich dadurch aus, dass die Rückenlehne 8 im mittleren Bereich gegenüber dem Übergangsbereich Rückenlehne 8/Sitzfläche 7 eine Verengung besitzt sowie körperstabilisierend im Hüft- und/oder Schulterbereich ausgeführt ist und an der verstellbaren Kopfstütze 9 seitlich je eine Schulterstütze 10 angeformt ist. Als Teil der Kommunikationseinrichtung ist in der Kopfstütze 9 ein Lautsprecher bzw. ein Mikrofon installiert. Die Elemente des Fahrersitzes, wie Sitzfläche 7, Rückenlehne 8, Kopfstütze 9, Schulterstütze 10 sowie im Wirbelsäulenbereich sind wahlweise gemeinsam oder auch einzeln einstellbar. Es ist denkbar, dass diese Einstellungen mit Unterstützung durch Hilfsenergie oder automatisiert, z. B. durch elektrische Betätigungselemente vorgenommen werden. The seat support 2 is fastened on the floor platform 1 at one end. It can be both plate-shaped, as in FIG. 1, and columnar in the form of a support column 6 , as in FIGS. 2 and 3. The driver's seat, consisting of a seat 7 and a backrest 8 with an integrated headrest 9 , is mounted on the seat support 2 in a height-adjustable manner. Depending on the body size of the vehicle driver, the required seat height adjustment range of approx. 150 mm has resulted from the corresponding differences in torso dimensions (buttocks eye height). This also results in an occupationally advantageous design of the driver's seat, in that the seat 7 has an inclination to the backrest 8 of approx. 3 ° to the horizontal, there is an open seat angle between the seat 7 and backrest 8 of approx. 120 ° and there is an open leg extension angle of approx . 140 ° results. These conditions correspond to a relaxed comparable car sitting position. A variant of the driver's seat, recognizable in FIGS. 2 and 3, is characterized in that the backrest 8 has a constriction in the middle area compared to the transition area backrest 8 / seat 7 and is designed to stabilize the body in the hip and / or shoulder area and on the adjustable headrest 9 has a shoulder rest 10 formed on each side. As part of the communication device, a loudspeaker or a microphone is installed in the headrest 9 . The elements of the driver's seat, such as seat surface 7 , backrest 8 , headrest 9 , shoulder support 10 and in the spinal area can be adjusted jointly or individually. It is conceivable that these settings with the support of auxiliary energy or automated, e.g. B. be made by electrical actuators.
Rechts und links vom Fahrzeugführer sind je ein Bedienpult 3 angeordnet. Wie in Fig. 1 dargestellt können die Bedienpulte 3 am Korpus des Zentraldisplay 4 oder, wie in Fig. 2 und 3 zu sehen, am Fahrersitz angeordnet sein. Diese Bedienpulte 3 sind mit bedienbaren Displays 14 (Multifunktions- und/oder Informationsdisplays im Dialogsystem) für fahrrelevante Betriebs- und Bedientechnik ausgerüstet, die individuell nach den Erfordernissen gestaltet sein können. Dazu gehören u. a. Darstellung von Betriebszuständen, Funktionsmeldungen, Fehlerdiagnosen sowie des elektronischen permanent aktualisierten Buchfahrplanes. Auf einem der Bedienpulte 3 ist ein Fahrschalter 12 installiert. Dieser Fahrschalter 12 ist ähnlich einem Joystick konzipiert und mit einer Tip-Impulssteuerung für alle Fahrstufen, mit einer Zug- Bremskraftregelung, mit einem Sifa-Taster und einem Taster für "sanden" versehen. Die Bedienpulte 3 sind höhenverstellbar und um eine horizontale Achse schwenkbar ausgeführt. A control panel 3 is arranged to the right and left of the vehicle driver. As shown in Fig. 1, the control panels can be seen, may be arranged at the driver's seat 3 on the body of the central display 4 or, as shown in Fig. 2 and 3. These control panels 3 are equipped with operable displays 14 (multifunction and / or information displays in the dialog system) for driving-related operating and operating technology, which can be designed individually according to the requirements. This includes, among other things, representation of operating states, function messages, error diagnoses and the electronic, constantly updated book timetable. A drive switch 12 is installed on one of the control panels 3 . This drive switch 12 is designed similar to a joystick and is provided with a tip impulse control for all speed levels, with a pull-brake force control, with a Sifa button and a button for "sanding". The control panels 3 are adjustable in height and can be pivoted about a horizontal axis.
In den Fig. 2 und 3 ist zu sehen, dass die Bedienpulte 3 am vorderen Ende einer Armauflage 13, die an jeder Seite der Sitzfläche 7 am Fahrersitz angeordnet ist, integriert sind. Hierbei sind die Armauflage 13 seitlich verschwenkbar und höhenverstellbar ausgebildet. Gleichfalls am vorderen Ende ist zur Innenseite hin der Fahrschalter 12 installiert. In FIGS. 2 and 3 it can be seen that the control panels 3 at the front end of an arm rest 13 which is disposed on each side of the seating surface 7 at the driver's seat are integrated. Here, the armrest 13 are laterally pivotable and adjustable in height. Likewise at the front end, the driving switch 12 is installed on the inside.
Auf der Bodenplattform 1 ist der Tragsäule 6 gegenüberliegend eine Tragsäule 15 angeordnet, an der zentral vor dem Fahrzeugführer in Fahrt-Sichtrichtung ein Korpus für das Zentraldisplay 4 höhenverstellbar gelagert ist. Auf dem Zentraldisplay 4 können z. B. Permanent-Darstellungen vom digitalen Tachometer, Zeituhr, Bremswegdiagramm, Ist-/Sollgeschwindigkeit dargestellt werden. Gleichfalls auf der Tragsäule 15 ist der höhen- und winkelverstellbare Fußbord 5 angeordnet. Dieser nivelierbare Fußbord 5 dient zum Abstützen der Füße des Fahrzeugführeres und ist erforderlich um eine entspannte (relaxte) Körperhaltung auch bei kleineren Fahrzeugführern, die auf einem höheren Sitzniveau positioniert sind, proportional beibehalten zu können. On the floor platform 1 , a support column 15 is arranged opposite the support column 6 , on which a body for the central display 4 is mounted in a height-adjustable manner centrally in front of the vehicle driver in the direction of travel. On the central display 4 z. B. Permanent representations of the digital tachometer, time clock, braking distance diagram, actual / target speed are shown. The height and angle adjustable footboard 5 is also arranged on the support column 15 . This leveling footboard 5 serves to support the feet of the vehicle driver and is necessary in order to be able to maintain a relaxed (relaxed) posture even with smaller vehicle drivers who are positioned at a higher seating level.
Der beschriebene Führerstand ist als "frei stehender Einrichtungsgegenstand"
konzipiert und kann außerhalb des Fahrzeuges montiert werden. Er wird als
betriebsfähige Komponente einbaufertig vorproduziert, beim Einbau in einen beliebig
gestalteten Führerraum in der vorgesehenen Position fixiert und über Stecksysteme mit der
Fahrzeugtechnik verbunden. Bei der Anpassung an die Fahrzeugführer wird ein für
alle infrage kommenden Fahrergrößen (ca. 1600-1950 mm bei ausgewogenen
Proportionen), ein im Sichtraum frei fixierter (horizontal/vertikal) Augenpunkt
festgelegt. Dieser maßgebende Augenpunkt ergibt sich aus einer ergonomisch optimalen
und arbeitsmedizinisch vorteilhaften Sitzposition der größten angenommenen
Fahrergröße. Es ist vorsehbar, dass danach für jeden Fahrzeugführer sämtliche, für eine
ergonomisch richtige Fahr- und Bedienposition (Körperhaltung zur
Bedienoberfläche) notwendigen Einstellungen der fahrerbezogenen Ausrüstung (Equipments)
elektronisch koordiniert und abgespeichert werden. Das bedeutet, dass
Fahrzeugführer jeder Körpergröße und Proportion nach einmaliger Positionierung
der verstellbaren Fahrersitzkomponenten, insbesondere Sitzfläche 7, Rückenlehne 8,
Kopfstütze 9, Schulterstütze 10, Bedienpult 3, Zentraldisplay 4 und Fußbord 5 ihre
Einstellwerte individuell abspeichern können. Durch personenbezogene
Identifikation werden die Werte vor Inbetriebnahme des Fahrzeuges eingelesen, die
komplette Arbeitsplatz-Konfiguration fährt automatisiert in die entsprechende Position
und das Betriebssystem wird aktiviert. Die individuelle Einstellung (Positionierung)
der wichtigsten oder der kompletten fahrerbezogenen Führerstands-Konfiguration
kann automatisiert und durch personenbezogene Identifikation, z. B. durch
Identifikationselemente (Keycards, Schlüssel mit Chips etc.) oder durch Abfrage von
individuellen Körpermerkmalen (z. B. Fingerabdruck, Augenmerkmale etc.) mittels
Abfrage- und Auswerteinrichtungen erfolgen.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Bodenplattform
2 Sitzträger
3 Bedienpult
4 Zentraldisplay
5 Fußbord
6 Tragsäule
7 Sitzfläche
8 Rückenlehne
9 Kopfstütze
10 Schulterstütze
11 Mikrofon
12 Fahrschalter
13 Armauflage
14 Display
15 Tragsäule
The driver's cab described is designed as a "free-standing piece of furniture" and can be installed outside the vehicle. It is prefabricated as a ready-to-use component, fixed when installed in an arbitrarily designed driver's cab in the intended position and connected to the vehicle technology via plug-in systems. When adapting to the vehicle driver, an eye point is fixed for all possible driver sizes (approx. 1600-1950 mm with balanced proportions), an eye point that is freely fixed in the viewing area (horizontal / vertical). This key point of view results from an ergonomically optimal and occupationally advantageous sitting position of the largest assumed driver size. It is foreseeable that afterwards all settings of the driver-related equipment (equipment) necessary for an ergonomically correct driving and operating position (posture to the user interface) are electronically coordinated and saved. This means that vehicle drivers of all sizes and proportions can individually save their setting values after positioning the adjustable driver seat components, in particular seat 7 , backrest 8 , headrest 9 , shoulder rest 10 , control panel 3 , central display 4 and footboard 5 . Through personal identification, the values are read in before the vehicle is put into operation, the complete workplace configuration moves automatically into the corresponding position and the operating system is activated. The individual setting (positioning) of the most important or the complete driver-related driver's cab configuration can be automated and through personal identification, e.g. B. by means of identification elements (key cards, keys with chips, etc.) or by querying individual body characteristics (e.g. fingerprint, eye characteristics, etc.) by means of query and evaluation devices. List of reference numbers used 1 floor platform
2 seat supports
3 control panel
4 central display
5 footboard
6 support column
7 seat
8 backrest
9 headrest
10 shoulder rest
11 microphone
12 travel switches
13 armrest
14 display
15 support column
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