DE102013211273A1 - Rail vehicle with a device for the protection of passers-by and a device for the protection of passers-by - Google Patents

Rail vehicle with a device for the protection of passers-by and a device for the protection of passers-by Download PDF

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DE102013211273A1
DE102013211273A1 DE102013211273.4A DE102013211273A DE102013211273A1 DE 102013211273 A1 DE102013211273 A1 DE 102013211273A1 DE 102013211273 A DE102013211273 A DE 102013211273A DE 102013211273 A1 DE102013211273 A1 DE 102013211273A1
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Gerald Newesely
Michael Fischer
Pavel Hora
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
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    • B61L23/00Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains
    • B61L23/04Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/041Obstacle detection

Abstract

Schienenfahrzeug (1) mit einer Einrichtung zum Passantenschutz im Falle einer Kollision mit der Fahrzeugfront des Fahrzeuges, wobei die Einrichtung (4) an der Unterseite der Schienenfahrzeugfront angeordnet ist, wobei die Einrichtung (4) aus mindestens einer Struktur (7) besteht, welche mittels eines Gasmediums (6) aufblasbar ist, um jenen Zeitbereich formstabil zu überdauern, in dem das Fahrzeug zum Stillstand gebracht werden kannRail vehicle (1) with a device for protecting pedestrians in the event of a collision with the front of the vehicle, the device (4) being arranged on the underside of the rail vehicle front, the device (4) consisting of at least one structure (7), which by means of a gas medium (6) is inflatable in order to outlast the dimensionally stable period in which the vehicle can be brought to a standstill

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einer Einrichtung zum Passantenschutz im Falle einer Kollision mit der Fahrzeugfront des Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Einrichtung zum Passantenschutz für den Einsatz an Schienenfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7. The invention relates to a rail vehicle with a device for pedestrian protection in the event of a collision with the vehicle front of the vehicle according to the preamble of claim 1, and a device for pedestrian protection for use on rail vehicles according to the preamble of claim. 7
  • Schienenfahrzeuge, wie z.B. Nieder- oder Mittelflurstraßenbahnen oder Stadtbahnen, verkehren zumeist in gemischtem Fahrbetrieb. Dies bedeutet, dass sie Teilnehmer am öffentlichen Verkehr darstellen und damit in Interaktion mit Personen als Straßenbenutzer treten. Rail vehicles, such as Low or medium-floor trams or light rail vehicles, usually run in mixed driving. This means that they represent participants in public transport and thus interact with people as road users.
  • Seit jeher stellt das Überfahren von Personen, die sich unmittelbar vor dem Fahrzeug befinden, ein Problem dar, da z.B. personenbefördernde Schienenfahrzeuge durch die Aufstandspaarung Metall-Metall zwischen Rad und Schiene, in Verbindung mit der hohen Fahrzeugmasse, in einem längeren Halteweg zum Stillstand kommen als z.B. Automobile, die sowohl weniger Masse als auch durch die Aufstandspaarung Gummi-Asphalt zwischen Rad und Fahrweg eine höhere Friktion aufweisen. Since time immemorial, driving over persons directly in front of the vehicle poses a problem because e.g. Personenbefördernde rail vehicles through the Aufstandssparung metal-metal between the wheel and rail, in conjunction with the high vehicle mass, come to a standstill in a longer than, e.g. Automobiles that have both a lower mass and a higher friction due to the uprising rubber asphalt between the wheel and the track.
  • Das Überfahren von Personen gestaltet sich in mehreren Bereichen problematisch. Einerseits besteht schon beim "Einziehen" der Person in den Spalt an der Fahrzeugfront unter das Fahrzeug signifikante Verletzungsgefahr. Des Weiteren sind Verletzungen beim Überrollen der eingezogenen Person oder Teilen der Person durch die Räder eigentlich kaum zu vermeiden. Zudem birgt ein offener Kupplungsbereich am Fahrzeug eine zusätzlich hohe Verletzungsgefahr. Kommt ein Schienenfahrzeug zum Stillstand, noch bevor eine bereits unter das Fahrzeug geratene Person in den unmittelbaren Gefahrenbereich der Räder gelangt, kann man lebensgefährliche Verletzungen auf ein Minimalmaß reduzieren, wenn auch niemals gänzlich ausschließen. Driving over people is problematic in several areas. On the one hand, there is already a significant risk of injury when the person is "pulled in" into the gap at the front of the vehicle. Furthermore, injuries when rolling over the retracted person or parts of the person through the wheels can hardly be avoided. In addition, an open coupling area on the vehicle carries an additional high risk of injury. If a rail vehicle comes to a standstill, even before a person who has already gotten under the vehicle gets into the immediate danger zone of the wheels, one can reduce life-threatening injuries to a minimum, though never completely exclude them.
  • Schutzsysteme, die in den Begriffsbereich "Abweiser-Obstacle deflector" fallen, sind seit Anbeginn der Schienenfahrzeug-Geschichte bekannt und wurden auch schon in den verschiedensten Ausprägung realisiert. Bekannte Einrichtungen bzw. Lösungen im Bereich Abweiser-Obstacle deflector arbeiten dabei auf Basis der Minimierung der Verletzungsgefahr im Falle des Einziehens oder Überfahrens einer Person in den Spalt an der Fahrzeugfront zwischen Unterboden und Fahrweg. Protection systems, which fall into the term "deflector obstacle deflector" are known since the beginning of rail vehicle history and have already been implemented in various forms. Known devices or solutions in the area deflector obstacle deflector work on the basis of minimizing the risk of injury in the case of pulling or driving over a person in the gap on the vehicle front between the subfloor and infrastructure.
  • Im Bereich rein mechanisch abweisender Schutzsysteme und Einrichtungen lag und liegt der Fokus auf der Minimierung von Verletzungen einer Person durch Maßnahmen, die ein Einziehen der bereits teilweise überfahrenen Person in den Aufstandsbereich von Rad und Schiene weitestgehend limitieren oder verhindern sollen. Grundgedanke dieser Systeme ist das Ziel, Personen so lange vom unmittelbaren Gefahrenbereich fernzuhalten, bis das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist. Dabei spielt der Spalt zwischen Fahrzeugunterbau und Fahrweg an der Fahrzeugfront eine entscheidende Rolle. Ist der Spalt hinreichend schmal, sollte es dabei gar nicht erst zu einem Einziehen einer Person unter das Fahrzeug kommen können. In the area of purely mechanically repellent protective systems and facilities, the focus was and is on minimizing injuries to a person by means of measures which are intended to limit or prevent as far as possible the entry of the partially overrun person into the contact area between the wheel and the rail. The basic idea of these systems is the goal of keeping people away from the immediate danger area until the vehicle has come to a standstill. The gap between the vehicle chassis and the track at the front of the vehicle plays a decisive role. If the gap is sufficiently narrow, it should not even be able to come to a pulling a person under the vehicle.
  • Allerdings stellen die Einsatzbedingungen des Fahrzeuges geometrische Anforderungen an diesen Spalt: zugesicherte verfügbare Bodenfreiheit beim Befahren von vertikalen Radien (Kuppe und Wanne) in Zusammenhang mit den kinematischen Gegebenheiten der Fahrgestellabstände zum vorderen Überhang. Vielfach realisierte Lösungen des Personenschutzes sehen vor, dass ein Hindernis von entsprechender Größe, das z.B. eine vor dem Fahrzeug liegende Person darstellt, auf eine unmittelbar am Beginn des Spaltes an der Fahrzeugfront vertikal hängende Struktur trifft. Diese Struktur ist so beschaffen, dass sie Hindernisse bis zu einer gewissen Masse schadlos vor sich herschieben kann. Ist jedoch ein Hindernis so beschaffen, dass es entweder aus Gründen zu großer Masse oder zu großer Reibung gegen die Fahrtrichtung nicht weitergeschoben werden kann, lässt diese Struktur eine weitere Struktur vom Unterboden auf den Fahrweg herunterklappen, bevor die erste zu zerbrechen droht. Dabei bildet diese zweite herunterklappende Struktur eine "Rampe" unmittelbar vor dem ersten Fahrgestell, so dass im Falle des Durchbrechens des Hindernisses an der ersten Struktur ein "Auflesen" noch vor dem Gefahrenbereich stattfinden kann. Ein derartiges System ist aus der Anwendung bei zum Beispiel Hochflur-Straßenbahnen, beispielsweise Fabrikat „DUEWAG“, seit den 1960er Jahren weitläufig bekannt. However, the operating conditions of the vehicle make geometric demands on this gap: assured available ground clearance when driving on vertical radii (dome and trough) in connection with the kinematic conditions of the chassis distances to the front overhang. Many implemented personal protection solutions provide that an obstacle of appropriate size, e.g. represents a person lying in front of the vehicle, on a directly at the beginning of the gap on the vehicle front hanging vertically hangs structure. This structure is designed to hinder obstacles to a certain extent. However, if an obstacle is such that it can not be pushed further either for reasons of too great mass or too much friction against the direction of travel, this structure allows another structure to be folded down from the underbody onto the roadway before the first one threatens to break. In this case, this second fold-down structure forms a "ramp" immediately in front of the first chassis, so that in case of breaking through of the obstacle on the first structure, a "reading" can take place even before the danger zone. Such a system has been widely used since, for example, high floor trams, such as the DUEWAG brand, since the 1960s.
  • Diese Systeme finden allerdings nur dann sinnvollen Einsatz, wenn eine hinreichend große Bodenfreiheit am Fahrzeug existiert, die ein Hindernis von der Größe einer überfahrenen Person überhaupt sinnvoll vor dem Gefahrenbereich abweisen kann, ohne dass die überfahrene Person zuvor bereits großen Schaden genommen hat. However, these systems find meaningful use only if a sufficiently large ground clearance exists on the vehicle, which can dismiss an obstacle of the size of a person who has been driven over in any meaningful way before the danger zone, without the person who has already traveled having already suffered great damage.
  • Ein Nachteil dieser Schutzsysteme ist daher, dass die Mehrheit der Fahrzeugtypen, die diese einsetzen, Hoch- oder Mittelflurfahrzeuge sind, welche üblicherweise mit einer geeigneten Bodenfreiheit ausgestattet sind. A disadvantage of these protective systems is therefore that the majority of vehicle types using them are high or medium floor vehicles, which are usually equipped with a suitable ground clearance.
  • Ein weiterer Nachteil ist, dass es zu scharfkantigen Verformungen oder Brüchen an den vorhandenen Schutzstrukturen kommen kann, wenn diese die Last der "zu schiebenden" Person nicht tragen können. Another disadvantage is that it can come to sharp-edged deformations or fractures of the existing protective structures, if they can not support the burden of the "person to be pushed".
  • Andere rein mechanische Lösungen zum Überfahrschutz, die im Bereich von Niederflurfahrzeugen zum Einsatz kommen, funktionieren ähnlich dem oben erwähnten Prinzip für Mittel- und Hochflurbahnen jedoch mit dem Unterschied, dass die erste Schutzstruktur nicht "tragend" ausgeführt ist. Zudem liegen diese ersten Strukturen oder Bügel auch bereits in signifikantem Abstand zur Fahrzeugfront. Dies bedeutet zum einen, dass eine überfahrene Person schon relativ weit unter das Fahrzeug geraten sein muss, bevor sie in Kontakt mit der ersten Struktur kommt. Zum anderen ist diese Struktur nicht dafür ausgelegt, die Person weiter vor sich herzuschieben, sondern lediglich die finale "Fangstruktur" herunterklappen zu lassen. Other purely mechanical solutions for rollover protection, which are used in the field of low-floor vehicles, similar to the above-mentioned principle for middle and high-floor railways but with the difference that the first protective structure is not carried "carrying". In addition, these first structures or brackets are already at a significant distance from the front of the vehicle. On the one hand, this means that an overridden person must have already gotten far enough under the vehicle before coming into contact with the first structure. On the other hand, this structure is not designed to push the person further in front of him, but merely to let down the final "catching structure".
  • Der Einsatz von Airbags in einem Schutzsystem für vor dem Fahrzeug befindlichen Personen wurde von der Schienenfahrzeugindustrie zwar bereits beschrieben, aber bislang nur verhalten realisiert – meist aus dem Argument heraus, dass ein Schutzsystem, das ausschließlich aus Airbag-Applikationen besteht, nach der Airbag-Auslösung nicht reversibel in die Ausgangslage gebracht werden kann. Eine derartige Lösung wird beispielsweise u.a. in der DE 102013204555 A1 beschrieben. Although the use of airbags in a protection system for persons in front of the vehicle has already been described by the railway industry, it has so far been implemented only cautiously - usually on the grounds that a protective system consisting exclusively of airbag applications will deploy after the airbag has deployed can not be reversibly brought into the starting position. Such a solution is, for example, in the DE 102013204555 A1 described.
  • Eine weitere Schwierigkeit stellt die Formgebung dieser Airbags dar, die ja auch Schutz gegen ein Einziehen in bzw. Überfahren unter das Fahrzeug im Bereich des Spaltes zwischen dem Unterboden an der Fahrzeugfront und dem Fahrweg sicherstellen soll. Another difficulty is the shape of these airbags, which should also ensure protection against retraction in or driving over under the vehicle in the gap between the underbody at the front of the vehicle and the track.
  • Bekannte Airbagtechnologien erschlaffen nach dem Aufblasvorgang durch Druckabfall. Dadurch stellt sich das Problem der Formhaltigkeit – der Luftsack sollte im aufgeblasenen Zustand, jedenfalls nach dem Aufblasvorgang, zumindest formstabil jenen Zeitbereich überdauern, in dem ein Fahrzeug zum Stillstand gebracht werden kann. Known airbag technologies slacken after inflation by pressure drop. This raises the problem of dimensional stability - the air bag should last in the inflated state, at least after inflation, at least dimensionally stable those time range in which a vehicle can be brought to a standstill.
  • Relativ weit verbreitete Systeme für den Schutz für vor dem Fahrzeug befindliche Personen stellen sogenannte "Soft-Noses" dar. Hier wird eine dämpfende weiche Schicht, z.B. ein polyurethan(PU)-haltiger Kunststoff, an die vorderste Fahrzeugkontur angebracht, um ein maximales Dämpfen des Aufpralles einer kollidierenden Person mit dem Fahrzeug zu ermöglichen. Diese Systeme bieten allerdings keinen Schutz gegen das Einziehen oder Überfahren von Personen unter das Fahrzeug. Ein derartige Lösung wird beispielsweise in den „Hermelijn“-Niederflur-Straßenbahnen des Betreibers „De Lijn“ im Belgischen Gent und Antwerpen bekannt. Relatively widespread systems for protecting people in the vehicle are so-called "soft-noses." Here, a cushioning soft layer, e.g. a polyurethane (PU) -containing plastic, attached to the frontmost vehicle contour to allow maximum damping of the impact of a colliding person with the vehicle. However, these systems offer no protection against the pulling or driving over of persons under the vehicle. Such a solution is known for example in the "Hermelijn" low-floor trams of the operator "De Lijn" in the Belgian Ghent and Antwerp.
  • Von den Fahrzeugherstellern wird ferner bereits versucht, die Öffnung an der Fahrzeugfront zwischen Unterboden und dem Fahrweg so klein wie möglich zu halten, um ein Einziehen von Personen unter das Fahrzeug weitestgehend zu unterbinden. Hier gibt es aber den Konflikt von nicht nur vom Betreiber geforderter Mindestbodenfreiheit des Fahrzeugs, sondern auch kinematischen Grenzbedingungen in allen Einsatzbedingungen, vor allem sogenannten "Wannenfahrten". In diesen Zuständen durchfährt das Fahrzeug einen vertikalen Radius mit ansteigendem Gradienten ("Wanne" im Gegensatz zur "Kuppe"), der den vertikalen freien Abstand des vordersten Fahrzeugpunktes zum Fahrweg auf ein Minimum reduziert. Dieser Effekt hängt von den kinematischen Zusammenhängen zwischen den Abständen des vordersten Fahrzeugpunktes zum Drehpunkt des ersten Fahrgestelles in Kombination des Abstandes dieses Drehpunktes zum Drehpunkt des nächsten Fahrgestelles oder Wagengelenkes. Furthermore, the vehicle manufacturers are already trying to keep the opening on the vehicle front between the underbody and the travel path as small as possible in order to prevent as far as possible the entry of persons under the vehicle. Here, however, there is the conflict of not only required by the operator minimum ground clearance of the vehicle, but also kinematic boundary conditions in all conditions of use, especially so-called "tub rides". In these states, the vehicle passes through a vertical radius of increasing gradient ("pan" as opposed to "dome") which minimizes the vertical free distance of the foremost vehicle point to the travel path. This effect depends on the kinematic relationships between the distances of the foremost vehicle point to the pivot point of the first chassis in combination of the distance of this pivot point to the pivot point of the next chassis or carriage joint.
  • Der Großteil bisheriger eingesetzter Schutzeinrichtungen, die das Überfahren einer Person verhindern sollen, zielt darauf ab, die Person vor dem direkten Gefahrenbereich, dem Aufstandsbereich von Rad und Schiene, abzuweisen und damit fernzuhalten. Diese meist mehrstufig funktionierenden Abweisersysteme (z.B. DE 102013204555 A1 ) initiieren den Schutzmechanismus erst, wenn ein physischer Kontakt mit dem überrollenden Hindernis den Abweisemechanismus im Bereich unter der Fahrzeugfront auslöst. Das setzt aber bereits ein teilweises Überrollen der Person durch das Fahrzeug voraus. Ein Vorteil von rein mechanischen Systemen ist jedoch deren unmittelbares und leichtes Re-Initialisierungsvermögen nach erfolgter Applikation, sofern keine funktionsmindernden Schäden am System aufgetreten sind. The majority of existing protective devices that are intended to prevent a person from driving over, aims to the person in front of the direct danger area, the footprint of the wheel and rail, reject and thus keep away. These mostly multi-level functioning deflector systems (eg DE 102013204555 A1 ) initiate the protection mechanism only when physical contact with the overcoming obstacle triggers the deflector mechanism in the area under the vehicle front. However, this already requires a partial overrunning of the person by the vehicle. An advantage of purely mechanical systems, however, is their immediate and easy re-initialization after application, if no dysfunctional damage to the system occurred.
  • Weitere bekannte Lösungen bestehen aus einer Abweiserstruktur, die sich unmittelbar hinter der Fahrzeugkante befindet und, als "Wägelchen" auf eigenen Rollen ausgebildet, mittels schubfester Verbindung zum Unterbau permanent aktiviert ist. Diese Struktur ist schubfest aber kardanisch am Unterbau befestigt und kann daher Höhenunterschiede, die der Vorbau während der Fahrt durchführt, ausgleichen und weist durch die eigenen Rollen dabei einen konstanten Abstand zum Fahrweg auf. Nachteil dieser Lösung ist, dass vor allem bei wechselnden Wetterbedingungen wie Schnee und Eis, Sand und Steinen das "Wägelchen" in Mitleidenschaft gezogen wird und mehr ein Hindernis für den Betrieb darstellt. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise an Straßenbahnen in Sevilla oder Zaragoza montiert. Other known solutions consist of a Abweiserstruktur, which is located immediately behind the edge of the vehicle and, designed as a "carts" on their own roles, permanently activated by means of shear-resistant connection to the substructure. This structure is shear-resistant but gimbal attached to the substructure and can therefore compensate for differences in height, which performs the stem while driving, and has its own roles while a constant distance to the track on. Disadvantage of this solution is that especially in changing weather conditions such as snow and ice, sand and stones, the "Wägelchen" affected and more of an obstacle to the operation is. Such devices are mounted, for example, on trams in Seville or Zaragoza.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schienenfahrzeug mit einer Einrichtung vorzustellen, welche das komplette "Abweisen" vom Gefahrenbereich einer vor das Fahrzeug geratenen Person ermöglicht. Ziel ist es dabei, das Überrollen eines Passanten gänzlich zu verhindern. The object of the invention is to present a rail vehicle with a device that allows the complete "rejection" from the danger zone of a person advised in front of the vehicle. The aim is to completely prevent the passing of a passerby.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst. Die Erfindung beinhaltet dazu eine Einrichtung, die aus einer Anordnung eines oder mehrerer aufblasbarer Strukturen in einem Bereich unter der Frontverkleidung besteht, welche mittels eines Gasmediums aufblasbar ist. Vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass die jeweilige Struktur nicht nur offen, sondern auch einen geschlossenen Körper darstellen kann. Weiter ist vorteilhaft, dass neben anderen verwendeten Materialien die Strukturen aus metallischen Werkstoffen bestehen können. Ebenfalls vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass bei verwendeten metallischen Werkstoffen die Struktur aus einer geschweißten flexiblen Doppelplatine besteht, die über eine Zuführleitung mit einem Gasmedium durch Innendruckumformung aufblasbar ist. In Optimierungsschritten kann die Metallstruktur entweder durch Wahl der Wandstärke oder Substitution mit anderen flexiblen Metallstrukturen verändert werden. According to the invention this object is solved by the features of claims 1 and 9. The invention includes a device consisting of an arrangement of one or more inflatable structures in an area under the front panel, which is inflatable by means of a gas medium. Advantageously, it is provided that the respective structure can not only open, but also represent a closed body. It is also advantageous that, in addition to other materials used, the structures may consist of metallic materials. Also advantageously, it is provided that when used metallic materials, the structure consists of a welded flexible double board, which is inflatable via a supply line with a gas medium by internal pressure deformation. In optimization steps, the metal structure can be changed either by choosing the wall thickness or substituting it with other flexible metal structures.
  • Im Folgenden beschreibt die Erfindung eine gewählte Ausprägung der aufblasbaren Struktur als geschlossene geschweißte metallische Doppelplatine mit geringer Wandstärke. Diese Wahl stellt nur eine der möglichen Kombinationen der Erfindung dar und beschränkt sich nicht ausschließlich auf diese Auswahl. In the following, the invention describes a selected embodiment of the inflatable structure as a closed welded metallic double board with a small wall thickness. This choice represents only one of the possible combinations of the invention and is not limited to this selection.
  • Nach einem besonderen Merkmal wird das Aufblasen der Metallstruktur über eine Sensorik ausgelöst, welche an der Fahrzeugfront angeordnet ist. Vorteilhaft ist die Sensorik mit Messmitteln versehen, die den frontalen Aufprall einer Person auf die Fahrzeugfront erkennen und/oder detektieren. Nach einem besonderen Merkmal ist vorgesehen, dass die Metallstruktur im aktivierten Zustand einen geometrieadaptiven Formkörper bildet, der den Hohlraum zwischen dem Fahrzeugunterbau und dem Schienenweg ausfüllt. Das Aufblasen der Metallstruktur erfolgt dabei vorteilhaft mit einer entsprechenden Expansionsgeschwindigkeit, die die Gefahr des Einziehens einer Person unter das Fahrzeug verhindert. According to a special feature, the inflation of the metal structure is triggered by a sensor, which is arranged on the vehicle front. Advantageously, the sensor system is provided with measuring means which detect and / or detect the frontal impact of a person on the vehicle front. According to a special feature, it is provided that the metal structure in the activated state forms a geometrieadaptiven shaped body, which fills the cavity between the vehicle body and the rail. The inflation of the metal structure is advantageously carried out with a corresponding expansion speed, which prevents the risk of pulling a person under the vehicle.
  • Vorteilhaft verbindet die Erfindung dabei das Grundprinzip vom kompletten "Abweisen" vom Gefahrenbereich einer vor das Fahrzeug geratenen Person durch Einsatz einer geschlossenen Metallstruktur, die durch Aufblasung aktiviert wird. Die Lehre beruht außerdem auf dem Zusammenspiel von elektromechanisch-pneumatischen Funktionsweisen. Die Erfindung verhindert dabei sowohl das Einziehen/Überfahren einer unvermutet und unmittelbar vor der Fahrzeugfront auf dem Fahrweg zum liegen kommenden Person in den nominellen Spalt an der Fahrzeugfront, als auch jede weitere Gefahr des Überrollens durch die Schienenräder. Nach Aktivierung kann die geschlossene Metallstruktur unter dem Fahrzeug verbleiben, da sie sich an verändernde Bodenfreiheiten anpasst. Advantageously, the invention combines the basic principle of the complete "rejection" from the danger zone of a person in front of the vehicle by using a closed metal structure, which is activated by inflation. The teaching is also based on the interaction of electromechanical-pneumatic functions. The invention prevents both the retraction / driving over an unexpected and immediately before the vehicle front on the driveway coming to rest person in the nominal gap on the front of the vehicle, as well as any further risk of rolling over the rail wheels. Once activated, the closed metal structure may remain under the vehicle as it adapts to changing ground clearance.
  • Die vorliegende Erfindung lässt sich in alle Schienenfahrzeuge mit Frontverkleidung integrieren. Es ist dabei prinzipiell unerheblich, ob es sich um Niederflur-, Mittelflur- oder Hochflurfahrzeuge handelt. Das erfindungsgemäße Schutzsystem kann dabei in alle neuen Schienenfahrzeuge eingebaut werden und auch in alle in Gebrauch befindlichen Schienenfahrzeuge nachgerüstet werden. The present invention can be integrated in all rail vehicles with front panel. It is basically irrelevant, whether it is low-floor, mid-floor or high-floor vehicles. The protection system according to the invention can be installed in all new rail vehicles and retrofitted in all rail vehicles in use.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigen The invention will be described in more detail with reference to embodiments illustrated in the drawings. In the drawings show
  • 1a: ein Schienenfahrzeug in einer Seitenansicht mit einer Person im Frontbereich, 1a : a rail vehicle in a side view with a person in the front area,
  • 1b: ein Schienenfahrzeug in einer Vorderansicht mit einer Person im Frontbereich, 1b : a rail vehicle in a front view with a person in the front area,
  • 2a: ein Schienenfahrzeug in einer Seitenansicht mit einer mit einer Einrichtung zum Passantenschutz, 2a : a rail vehicle in a side view with one with a device for passers-by,
  • 2b: ein Schienenfahrzeug in einer Vorderansicht mit einer Einrichtung zum Passantenschutz, 2 B : a rail vehicle in a front view with a device for pedestrian protection,
  • 3a: ein Schienenfahrzeug in einer Seitenansicht mit einer mit einer Einrichtung zum Passantenschutz im aktivierten Zustand, 3a : a rail vehicle in a side view with one with a device for passers-by protection in the activated state,
  • 3b: ein Schienenfahrzeug in einer Vorderansicht mit einer Einrichtung zum Passantenschutz im aktivierten Zustand, 3b : a rail vehicle in a front view with a device for passers-by protection in the activated state,
  • 4a–c: eine Prinzipdarstellung der Wirkungsweise einer Einrichtung zum Passantenschutz. 4a -C: a schematic representation of the operation of a device for pedestrian protection.
  • Im Schienenverkehr, insbesondere im innerstädtischen Tram-Verkehr, sind Kollisionen zwischen einem Schienenfahrzeug 1 und Personen (Fußgängern) 2 keine Seltenheit. Insbesondere beim frontalen Aufprall kommt es dabei zu schweren und tödlichen Verletzungen, wenn die Person 2 nach dem Aufprall in den Hohlraum zwischen Schienenfahrzeug 1 und Untergrund 3 gerät. In rail traffic, especially in urban tram traffic, collisions are between a rail vehicle 1 and persons (pedestrians) 2 No rarity. In particular, in a frontal impact it comes to serious and fatal injuries when the person 2 after impact into the cavity between rail vehicle 1 and underground 3 device.
  • Durch die erfindungsgemäße Einrichtung soll das Verletzungsrisiko signifikant zu verringert werden, indem der Hohlraum zwischen Schienenfahrzeug 1 und Untergrund 3 unmittelbar vor oder nach der Kollision durch die an der Unterseite der Schienenfahrzeugfront angebrachte Einrichtung 4 derart gefüllt wird, dass die an der Kollision beteiligte Person 2 nicht unter das Schienenfahrzeug 1 geraten kann und vorzugsweise neben die Fahrzeuggleise abgelenkt wird. Auch dabei sind Verletzungen nicht auszuschließen, diese sollten jedoch deutlich geringer und ohne Lebensgefährdung ausfallen. By the device according to the invention, the risk of injury is to be significantly reduced by the cavity between the rail vehicle 1 and underground 3 immediately before or after the collision by the device attached to the underside of the rail vehicle front 4 is filled so that the person involved in the collision 2 not under the rail vehicle 1 can be advised and is preferably deflected next to the vehicle tracks. Also, injuries can not be ruled out, but these should be much lower and without endangering life.
  • Eine Strukturmaterial-Auswahl der erfindungsgemäßen Einrichtung basiert dabei auf einer Struktur 7, ausgeprägt als Metallstruktur, nämlich auf einer Dünnblechstruktur, welche durch ein über Zuführleitungen 11 eingebrachtes Gasmedium 6 expandiert bzw. aufgeblasen wird (verschiedene Aufblaszustände 8, 9). Vorteilhaft ist, dass durch die Wandstärke die Flexibilität der Metallstruktur einstellbar ist und diese Struktur als „Tailored Blank" (geschweisste Doppelplatine) vorliegen kann, wobei auch alternative, weichere Metall-Materialien denkbar sind. Dabei ist diese Anordnung im Ausgangszustand vor Aktivierung einer Detektionstechnologie (nicht Inhalt dieser Erfindung) von außen nicht sichtbar. Das Auslösen der Einrichtung erfolgt über eine Sensorik 10, welche an der Schienenfahrzeugfront adaptiert wird und welche auf optischen, mechanischen oder anderer Messprinzipien den frontalen Aufprall einer Person 2 detektiert oder den Aufprall vorhersieht. Der Mechanismus ist dabei bezüglich der Expansionsgeschwindigkeit derart ausgelegt, dass die vollständige Endgeometrie des Formkörpers bereits dann erreicht ist, bevor die Gefahr des "Hineinziehens" der Person entsteht. Dies sind im Regelfall wenige Millisekunden. A structure material selection of the device according to the invention is based on a structure 7 , pronounced as a metal structure, namely on a thin sheet structure, which through a feed lines 11 introduced gas medium 6 is expanded or inflated (different inflation conditions 8th . 9 ). It is advantageous that the flexibility of the metal structure can be set by the wall thickness and this structure can be in the form of "tailored blank", whereby alternative, softer metal materials are also conceivable. not content of this invention) is not visible from the outside The triggering of the device takes place via a sensor system 10 which is adapted to the rail vehicle front and which on optical, mechanical or other measuring principles the frontal impact of a person 2 detected or anticipates the impact. The mechanism is designed with respect to the expansion rate such that the complete final geometry of the molding is already reached before the risk of "pulling in" of the person arises. These are usually a few milliseconds.
  • Um den Anforderung einer dauerhaft sicheren Funktionalität der Personenschutzkomponente nachkommen zu können, muss die Struktur flexible, aufblasbare, rissresistente und kontaktresistente Eigenschaften aufweisen. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug 1 umfasst eine Einrichtung (Abweiser-Obstacle deflector), die dem Stoßverzehrsystem des Fahrzeuges vorgelagert ist und welches ohne Auslösung durch eine Aktivierungseinrichtung nicht anspricht. Dies soll die volle Funktionsfähigkeit des darüber befindlichen Stoßverzehrsystems bei Crashes ohne Überfahr-Gefahr einer Person sicherstellen. In order to be able to meet the requirement of permanently secure functionality of the personal protection component, the structure must have flexible, inflatable, crack-resistant and contact-resistant properties. The rail vehicle according to the invention 1 includes a device (deflector-obstacle deflector), which is upstream of the impact absorption system of the vehicle and which does not respond without being triggered by an activation device. This is to ensure the full functionality of the overlying Stoßverzehrsystems crashes without danger of overrun a person.
  • Die Auslösung des Abweisers-Obstacle deflectors erfolgt entweder durch den Fahrer mittels Betätigung einer Einrichtung am Fahrerpult oder durch die automatische Detektionstechnologie (nicht Inhalt dieser Erfindung) der im Vorfeld des Schienenfahrzeuges integrierten Detektionseinrichtung. Jedenfalls löst das erste Ansprechen einer dieser Einrichtungen den Abweiser-Obstacle deflector aus. Dabei bläst ein Gasgenerator die geschlossene Metallstruktur, die gefaltet in Ausgangsposition liegt, auf. Je nach Geometrie der geschlossenen, gefaltet angebrachten Metallstruktur wird während des Aufblasens und Entfaltens Richtung Fahrweg eine zusätzliche Abweiserbewegung durchgeführt, die die im Überfahrenwerden befindliche(n) Person(en) sozusagen unter dem Fahrzeug herausbewegt. The triggering of the deflector-obstacle deflector is carried out either by the driver by means of actuation of a device on the driver's desk or by the automatic detection technology (not content of this invention) of the integrated in advance of the rail vehicle detection device. In any case, the first response of one of these devices triggers the deflector obstacle deflector. In this case, a gas generator inflates the closed metal structure, which lies folded in the starting position. Depending on the geometry of the closed, folded metal structure, an additional deflecting movement is performed during inflation and deployment in the direction of the travel path, which moves the person (s) who are being driven over, so to speak under the vehicle.
  • Dies setzt natürlich eine Abstimmung der Geometrie der geschlossenen Metallstruktur an die Verhältnisse zwischen Frontverkleidung und Fahrweg voraus. Of course, this requires a coordination of the geometry of the closed metal structure to the relationships between the front panel and the track.
  • Die geschlossene, gefaltet angebrachte Metallstruktur kann auch mehrteilig ausgeführt sein, um besondere Krümmungen des Stoßbügels auszugleichen. The closed, folded attached metal structure can also be designed in several parts to compensate for particular curvatures of the shock bar.
  • Ein besonderes Merkmal der aktivierten (= aufgeblasenen) geschlossenen Metallstruktur, und damit eine deutliche Verbesserung zu bekannten Airbag-Technologien, ist, dass diese nach dem Aufblasvorgang formstabil in Lage und Position bleibt. Dies bedeutet, dass nach Druckbeaufschlagung (= Aufblasvorgang) per se kein (konstanter) Druck in der Struktur mehr sein muss, um diese in aufgeblasenen Zustand zu behalten. Die geschlossenen Metallstruktur kann sich jedoch vielmehr an sich ändernde vertikale Platzverhältnisse wie z.B. an eine Verringerung der nominellen Bodenfreiheit zwischen Stoßbügel und Fahrweg anpassen: sie wird durch das Eigengewicht des Fahrzeuges ganz einfach zusammengedrückt. Nach dieser Reduktion der Höhe der geschlossenen Metallstruktur verbleibt diese im Zustand der reduzierten Höhe. A special feature of the activated (= inflated) closed metal structure, and thus a significant improvement over known airbag technologies, is that it remains dimensionally stable in position and position after the inflation process. This means that after pressurization (= inflation) per se no (constant) pressure in the structure must be more to keep them in the inflated state. The closed metal structure may, however, be more responsive to changing vertical space conditions such as e.g. to adapt to a reduction in nominal ground clearance between bumper and track: it is simply compressed by the weight of the vehicle itself. After this reduction in the height of the closed metal structure remains in the state of reduced height.
  • Der gesamt Vorgang der Hinderniserkennung sowie Auslösung und Aufblasung der geschlossenen Metallstruktur soll dabei in Echtzeit geschehen. Durch die vorliegende Erfindung soll in jedem Fall die parallel stattfindende Aktion zum Schutz von Personen hinsichtlich des Überfahrens ergänzt werden: das rechtzeitige Anhalten des Schienenfahrzeuges, bevor eine Person durch Einziehen / Überfahren unter das Fahrzeug verletzt werden kann. The entire process of obstacle detection and triggering and inflating the closed metal structure should be done in real time. The present invention is in any case to complement the action taken in parallel to protect people with regard to driving over: timely stopping of the rail vehicle before a person can be injured by pulling / driving under the vehicle.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Claims (16)

  1. Schienenfahrzeug (1) mit einer Einrichtung zum Passantenschutz im Falle einer Kollision mit der Fahrzeugfront des Fahrzeuges, wobei die Einrichtung (4) an der Unterseite der Schienenfahrzeugfront angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (4) aus mindestens einer Struktur (7) besteht, welche mittels eines Gasmediums (6) aufblasbar ist, um jenen Zeitbereich formstabil zu überdauern, in dem das Fahrzeug zum Stillstand gebracht werden kann Rail vehicle ( 1 ) with a device for pedestrian protection in the event of a collision with the vehicle front of the vehicle, the device ( 4 ) is arranged on the underside of the rail vehicle front, characterized in that the device ( 4 ) of at least one structure ( 7 ), which by means of a gas medium ( 6 ) is inflatable in order to survive in that time range dimensionally stable, in which the vehicle can be brought to a standstill
  2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (7) aus einer Metallstruktur besteht, die über eine Zuführleitung (11) mit einem Gasmedium (6) durch Innendruckumformung aufblasbar ist. Rail vehicle according to claim 1, characterized in that the structure ( 7 ) consists of a metal structure, which via a feed line ( 11 ) with a gas medium ( 6 ) is inflatable by internal pressure deformation.
  3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (7) aus einer geschlossenen Struktur besteht, die über eine Zuführleitung (11) mit einem Gasmedium (6) durch Innendruckumformung aufblasbar ist. Rail vehicle according to claim 1, characterized in that the structure ( 7 ) consists of a closed structure, which via a feed line ( 11 ) with a gas medium ( 6 ) is inflatable by internal pressure deformation.
  4. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (7) als geschlossene Metallstruktur ausgebildet ist und aus einer geschweißten Doppelplatine besteht, die über eine Zuführleitung (11) mit einem Gasmedium (6) durch Innendruckumformung aufblasbar ist. Rail vehicle according to one of claims 1 to 3, characterized in that the structure ( 7 ) is formed as a closed metal structure and consists of a welded double board, which via a feed line ( 11 ) with a gas medium ( 6 ) is inflatable by internal pressure deformation.
  5. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufblasen der Struktur (7) über eine Sensorik (10) ausgelöst wird, welche an der Fahrzeugfront angeordnet ist. Rail vehicle according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inflation of the structure ( 7 ) via a sensor system ( 10 ) is triggered, which is arranged on the vehicle front.
  6. Schienenfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (10) Messmittel aufweist, die den frontalen Aufprall einer Person (2) auf die Fahrzeugfront erkennen und/oder detektieren. Rail vehicle according to claim 5, characterized in that the sensors ( 10 ) Measuring means, the frontal impact of a person ( 2 ) recognize and / or detect on the vehicle front.
  7. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (7) im aktivierten Zustand einen geometrieadaptiven Formkörper (5) bildet, der den Hohlraum zwischen dem Fahrzeugunterbau und dem Schienenweguntergrund (3) ausfüllt. Rail vehicle according to one of claims 1 to 6, characterized in that the structure ( 7 ) in the activated state, a geometry-adaptive shaped body ( 5 ) forming the cavity between the vehicle chassis and the railroad track ( 3 ).
  8. Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufblasen der Struktur (7) mit einer Expansionsgeschwindigkeit erfolgt, die die Gefahr des Einziehens einer Person (2) unter das Fahrzeug (1) verhindert. Rail vehicle according to one of claims 1 to 7, characterized in that the inflation of the structure ( 7 ) takes place at an expansion rate which reduces the risk of a person being ( 2 ) under the vehicle ( 1 ) prevented.
  9. Einrichtung zum Passantenschutz im Falle einer Kollision mit der Fahrzeugfront eines Schienenfahrzeuges (1), wobei die Einrichtung (4) an der Unterseite der Schienenfahrzeugfront angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens eine Struktur (7) umfasst, welche mittels eines Gasmediums (6) aufblasbar ist, um jenen Zeitbereich zu formstabil zu überdauern, in dem das Fahrzeug zum Stillstand gebracht werden kann. Passenger protection device in the event of a collision with the vehicle front of a rail vehicle ( 1 ), the facility ( 4 ) is arranged on the underside of the rail vehicle front, characterized in that it comprises at least one structure ( 7 ), which by means of a gas medium ( 6 ) is inflatable to dimensionally stable those time range in which the vehicle can be brought to a standstill.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (7) als Metallstruktur besteht, die über eine Zuführleitung (11) mit einem Gasmedium (6) durch Innendruckumformung aufblasbar ist. Device according to claim 9, characterized in that the structure ( 7 ) consists of a metal structure, which via a supply line ( 11 ) with a gas medium ( 6 ) is inflatable by internal pressure deformation.
  11. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (7) als geschlossene Struktur besteht, die über eine Zuführleitung (11) mit einem Gasmedium (6) durch Innendruckumformung aufblasbar ist. Device according to claim 9, characterized in that the structure ( 7 ) as a closed structure, which via a supply line ( 11 ) with a gas medium ( 6 ) is inflatable by internal pressure deformation.
  12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (7) als geschlossene Metallstruktur ausgebildet ist und aus einer geschweißten Doppelplatine besteht, die über eine Zuführleitung (11) mit einem Gasmedium (6) aufblasbar ist. Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the structure ( 7 ) is formed as a closed metal structure and consists of a welded double board, which via a feed line ( 11 ) with a gas medium ( 6 ) is inflatable.
  13. Einrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufblasen der Struktur (7) über eine Sensorik (10) ausgelöst wird, welche an der Fahrzeugfront des Schienenfahrzeuges (1) angeordnet ist. Device according to claims 9 to 12, characterized in that the inflation of the structure ( 7 ) via a sensor system ( 10 ), which at the vehicle front of the rail vehicle ( 1 ) is arranged.
  14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (10) Messmittel aufweist, die den frontalen Aufprall einer Person (2) auf die Fahrzeugfront des Schienenfahrzeuges (1) erkennen und/oder detektieren. Device according to claim 13, characterized in that the sensors ( 10 ) Measuring means, the frontal impact of a person ( 2 ) on the vehicle front of the rail vehicle ( 1 ) recognize and / or detect.
  15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (7) im aktivierten Zustand einen geometrieadaptiven Formkörper (5) bildet, der den Hohlraum zwischen dem Fahrzeugunterbau im Frontbereich des Schienenfahrzeuges (1) und dem Schienenweguntergrund (3) ausfüllt. Device according to one of claims 9 to 14, characterized in that the structure ( 7 ) in the activated state, a geometry-adaptive shaped body ( 5 ) forming the cavity between the vehicle body in the front region of the rail vehicle ( 1 ) and the railway underground ( 3 ).
  16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufblasen der Struktur (7) mit einer Expansionsgeschwindigkeit erfolgt, die Gefahr des Einziehens einer Person (2) unter das Fahrzeug (1) verhindert. Device according to one of claims 9 to 15, characterized in that the inflation of the structure ( 7 ) with an expansion speed, the risk of a person ( 2 ) under the vehicle ( 1 ) prevented.
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