-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anbinden eines Tisches an eine Seitenwand eines Schienenfahrzeugs für eine quer zur Fahrtrichtung angeordnete Sitzgruppe. Die Erfindung betrifft ferner ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
-
Schienenfahrzeuge zur Beförderung von Personen weisen in der Regel Sitzgruppen aus gegenüberliegenden, quer zur Fahrtrichtung angeordneten Sitzen auf, zwischen denen häufig ein fest installierter Tisch angeordnet ist. Solche Tische müssen die Beanspruchungen des Betriebs sowie definierten außergewöhnlichen Lasten (z.B. Vandalismus) ohne Beschädigung aushalten. Bei Kollisionen der Schienenfahrzeuge mit Hindernissen und daraus resultierenden hohen Längsverzögerungen treten durch den Aufprall der Insassen an der Tischplatte relativ hohe Lasten auf. Die Befestigung des Tisches im Schienenfahrzeug soll dabei eine kontrollierte Nachgiebigkeit der Tischplatte bereitstellen und die Aufprallkräfte zur Vermeidung oder Reduktion von Verletzungen begrenzen.
-
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Anbinden eines Tisches an eine Seitenwand eines Schienenfahrzeugs zu schaffen, die eine sichere und zuverlässige Stützstruktur bereitstellt, welche insbesondere eine Verletzungsgefahr für Fahrgäste im Betrieb eines Schienenfahrzeugs gering hält.
-
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
-
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine Vorrichtung zum Anbinden eines Tisches an eine Seitenwand eines Schienenfahrzeugs eine Tischplatte mit einer Oberseite und einer Unterseite sowie einen Stützbalken auf, der an der Unterseite der Tischplatte angeordnet ist. Der Stützbalken ist an einer ersten und einer zweiten Kopplungsposition mit der Tischplatte gekoppelt. Der Stützbalken ist dazu ausgebildet, die Tischplatte mittels einer Seitenwandanbindung mit der Seitenwand des Schienenfahrzeugs zu koppeln. Die erste Kopplungsposition bildet einen ersten Drehpunkt und die zweite Kopplungsposition einen zweiten Drehpunkt aus, um die die Tischplatte bezogen auf einen an der Seitenwand angeordneten Zustand der Vorrichtung jeweils relativ zu der Seitenwand drehbar ist. Die Vorrichtung weist ferner zumindest einen Energieabsorptionsmechanismus auf, der im Bereich der zweiten Kopplungsposition mit dem Stützbalken gekoppelt ist. Bezogen auf einen an der Seitenwand angeordneten Zustand der Vorrichtung bei einem Auftreten einer in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs auf die Tischplatte wirkenden Kraft lassen die Drehpunkte eine vorgegebene Rotation der Tischplatte relativ zu dem Stützbalken zu. Dabei lässt ferner der Energieabsorptionsmechanismus eine vorgegebene Energieumwandlung von Bewegungsenergie der Tischplatte auf Basis von Reibung zu.
-
Mittels der beschriebenen Vorrichtung ist eine sichere und zuverlässige Stützstruktur zur Seitenwandanbindung eines Tisches für eine quer zur Fahrtrichtung angeordnete Sitzgruppe eines Schienenfahrzeugs realisierbar. Die Vorrichtung ermöglicht es, bei gleichzeitig hoher Stabilität die Verletzungsgefahr der Fahrgäste im Betrieb, insbesondere bei Kollisionen, deutlich zu vermindern, ohne dass Komforteinbußen hingenommen werden müssen. Die Vorrichtung ist gemäß ihrem Aufbau so ausgebildet, dass Kräfte bzw. Drehmomente, die an der Tischplatte wirken, durch eine kontrollierte Drehung der Tischplatte und Energieaufnahme bzw. Energieumwandlung zuverlässig aufgenommen und sicher abgeleitet werden. Eine Widerstandskraft der Tischplatte, die bei einer Kollision auf den oder die auftreffenden Fahrgäste wirkt, kann dadurch gering gehalten werden.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung umfasst der zumindest eine Energieabsorptionsmechanismus ein Führungssystem mit einer ersten Führungsausnehmung und ein erstes Energieverzehrelement. Das erste Energieverzehrelement ist führbar in der ersten Führungsausnehmung angeordnet. Bei einem Auftreten einer in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs auf die Tischplatte wirkenden Kraft kontaktiert das erste Energieverzehrelement eine die erste Führungsausnehmung begrenzende Wandung. Auf Basis von Reibung wird eine plastische Umformung der Wandung bewirkt.
-
Das Energieverzehrelement ist zum Beispiel als stiftförmiger Bolzen ausgebildet, dessen Außenwand die Wandung der Führungsausnehmung reibend kontaktiert. Im Falle einer Kollision ist in Abhängigkeit von der auf die Tischplatte wirkenden Kraft die Reibung so groß, dass es durch den Bolzen zu einer plastischen Verformung der Führungsausnehmung kommt. Ein Material des Energieverzehrelements und der Wandung der Führungsausnehmung sowie die Geometrie der Wandung, die die Führungsausnehmung begrenzt, sind beispielsweise vorgegeben ausgebildet, um eine der Kollisionskraft entgegenwirkende Kraft bereitzustellen.
-
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Vorrichtung umfasst das Führungssystem des zumindest einen Energieabsorptionsmechanismus eine weitere, zweite Führungsausnehmung und ein weiteres, zweites Energieverzehrelement. Das zweite Energieverzehrelement ist führbar in der zweiten Führungsausnehmung angeordnet. Die zweite Führungsausnehmung ist so ausgebildet, dass bei einem Auftreten einer in entgegengesetzter Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs auf die Tischplatte wirkenden Kraft das zweite Energieverzehrelement eine die zweite Führungsausnehmung begrenzende Wandung kontaktiert und auf Basis von Reibung eine plastische Umformung der Wandung der zweiten Führungsausnehmung bewirkt. Auf diese Weise trägt die Vorrichtung zu einer sicheren Kraftaufnahme einer auf die Tischplatte in Fahrtrichtung oder entgegen der Fahrtrichtung wirkenden Kraft bei.
-
Die jeweilige Führungsausnehmung ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform länglich begrenzt und weist jeweils zwei gegenüberliegende Enden auf, wobei sich die Führungsausnehmung sich zumindest in Richtung eines der beiden Enden hin verjüngt. Die Führungsausnehmung oder Führungsausnehmungen sind zum Beispiel in Form von Langlöchern ausgebildet, welches in Richtung eines Endes hin schmaler ausgestaltet ist. Das schmalere Ende bietet dann für das eingreifende Energieverzehrelement einen größer werdenden Reibungswiderstand aus, sodass eine entsprechende Materialverdrängung auf Basis von Reibung mehr Kollisionsenergie aufnehmen bzw. umwandeln kann.
-
Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Vorrichtung weist zumindest eine Führungsausnehmung ein offenes Ende auf, durch die das jeweilige Energieverzehrelement bei einem Auftreten einer in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs auf die Tischplatte wirkenden Kraft aus der Führungsausnehmung heraus auskoppelbar ist. Auf diese Weise kann der Energieabsorptionsmechanismus mit der Führungsausnehmung schmal und platzsparend ausgestaltet werden, sodass weniger Bauraum benötigt wird und eine Einschränkung der Bewegungsfreiheit für die Beinen von Fahrgästen gering gehalten wird.
-
Zum Beispiel läuft ein Ende einer ersten Führungsausnehmung schmaler werdend zu und bildet einen vorgegebenen Widerstandsverlauf für das erste Energieverzehrelement aus. Die entsprechende Führungsrichtung des ersten Energieverzehrelements innerhalb der ersten Führungsausnehmung in Richtung des sich verjüngenden Endes ist zum Beispiel auf eine übliche Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs nach vorne ausgerichtet. Das andere Ende der ersten Führungsausnehmung ist zum Beispiel offen gestaltet, sodass bei einem Auftreffen eines Fahrgastes auf die Tischplatte entgegen der Fahrtrichtung das Energieverzehrelement aus der auskoppeln kann. Gemäß einer solchen Ausführungsform ist einer zweite Führungsausnehmung vorgesehen, die in einer entgegengesetzten Richtung zur ersten Führungsausnehmung schmaler werden zuläuft. Während das erste Energieverzehrelement aus der ersten Führungsausnehmung auskoppelt, drängt das zweite Energieverzehrelement in die sich verjüngende zweite Führungsausnehmung und bremst die Aufprallbewegung des Fahrgastes ab.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist zumindest ein Energieverzehrelement an der Unterseite der Tischplatte angeordnet und erstreckt sich in die zugehörige Führungsausnehmung hinein, die an einer Oberseite des Stützbalkens ausgebildet ist. Die Führungsausnehmung ist zum Beispiel in der Oberseite bzw. der oberen Wand des Stützbalkens eingebracht. Alternativ oder zusätzlich ist zwischen der Unterseite der Tischplatte und der Oberseite des Stützbalkens ein Führungselement vorgesehen, welches eine oder mehrere Führungsausnehmungen umfasst, die mit jeweiligen Energieverzehrelementen zusammenwirken. Ein solches Führungselement ist zum Beispiel als ein plattenförmiges Blech ausgebildet.
-
Gemäß einer weiteren Weiterbildung ist zumindest ein Energieverzehrelement unterhalb einer Unterseite des Stützbalkens angeordnet und erstreckt sich in eine Führungsausnehmung hinein, die an der Unterseite des Stützbalkens ausgebildet ist. Die Führungsausnehmung ist zum Beispiel in der Unterseite bzw. der unteren Wand des Stützbalkens eingebracht. Alternativ oder zusätzlich ist an der Unterseite des Stützbalkens ein Führungselement vorgesehen, welches eine oder mehrere Führungsausnehmungen umfasst, die mit jeweiligen Energieverzehrelementen zusammenwirken. Ein solches Führungselement ist zum Beispiel als ein plattenförmiges Blech ausgebildet. Das Blech stellt zum Beispiel einen Abschnitt einer Seitenwandanbindung dar.
-
Insbesondere weist die Vorrichtung zum Beispiel einen ersten und einen zweiten Energieabsorptionsmechanismus jeweils gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausgestaltung auf, die jeweils zumindest eine Führungsausnehmung und ein Energieverzehrelement umfassen. Die Führungsausnehmung und das Energieverzehrelement des ersten Energieabsorptionsmechanismus sind in Abstimmung auf den ersten Drehpunkt vorgegeben positioniert und ausgebildet sind. Die Führungsausnehmung und das Energieverzehrelement des zweiten Energieabsorptionsmechanismus sind in Abstimmung auf den zweiten Drehpunkt vorgegeben positioniert und ausgebildet sind. Mittels einer solchen Ausgestaltung der Vorrichtung ist ein zuverlässiger und sicherer Kollisionsapparat für ein Doppeltisch realisierbar, an dem jeweils zwei Fahrgäste nebeneinander sitzen können. Die Drehpunkte und die Energieabsorptionsmechanismen sind bevorzugt auf die voraussichtlichen Aufprallpositionen der Fahrgäste an der Tischplatte abgestimmt ausgebildet.
-
Zum Beispiel weist der jeweilige Energieabsorptionsmechanismus ein plattenförmiges Blech auf, in dem die jeweilige Führungsausnehmung eingebracht ist, und in die das jeweilige Energieverzehrelement eingreift, welches beispielsweise als Bolzen ausgebildet ist. Das plattenförmige Blech mit der jeweiligen Führungsausnehmung ist zum Beispiel an einer Oberseite oder einer Unterseite des Stützbalkens angeordnet und mit diesem verschraubt.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Schienenfahrzeug einen Wagenkasten mit einer Seitenwand und eine Ausgestaltung einer der zuvor beschriebenen Vorrichtung, die mittels einer Seitenwandanbindung mit der Seitenwand des Wagenkastens gekoppelt ist. Die Vorrichtung dient insbesondere zum Anbinden eines Tisches für eine quer zur Fahrtrichtung angeordnete Sitzgruppe. Dadurch, dass das Schienenfahrzeug, eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Vorrichtung umfasst, sind beschriebene Eigenschaften und Merkmale der Vorrichtung auch für das Schienenfahrzeug offenbart und umgekehrt.
-
In mehreren Normenwelten des Schienenverkehrs, insbesondere im englischen und amerikanischen Normungsbereich, gibt es Vorschriften, die die zulässigen gesundheitsschädlichen Auswirkungen des Aufpralls von Fahrgästen auf Tische im Falle einer Zugkollision oder -Entgleisung begrenzen sollen. Je nach Normenwelt haben diese Vorschriften zulassungsrelevanten oder empfehlenden Charakter. Höhe und Messung der zulässigen Gesundheitsschäden sind in den jeweiligen Normenwerken (z.B. GM/RT, APTA, TecRec) unterschiedlich definiert. Gemein haben diese Vorschriften, dass es das primäre Ziel ist, die eingeleitete Aufprallenergie in den menschlichen Körper zu begrenzen bzw. über einen gegenüber dem bloßen Aufprall verlängerten Zeitraum zu verteilen.
-
Es ist eine Erkenntnis im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass in oder an Schienenfahrzeugtischen verbaute konventionelle Systeme über eine Kombination aus translatorischer und rotatorischer Bewegung der Tischplatte ein Ableiten von Aufprallenergie ermöglicht wird. Die Anteile von Translation und Rotation variieren dabei je nach Aufprallpunkt der Person und je nach eingesetztem System. Da eine genaue Bewegungslinie auch von der Masse der aufprallenden Person abhängig ist, ist diese im Vorfeld nicht klar definiert. Zudem erfolgt ein Energieverzehr solcher Systeme üblicherweise durch Verformung oder Zerstörung von Bauteilen, z.B. Knickblechen oder speziellen Crashelementen.
-
Mittels der beschriebenen Vorrichtung ist ein Sicherheitssystem realisierbar, bei dem die Tischplatte bzw. deren Unterbau zwei definierte Drehpunkte aufweist, die jeweils einen Rotationspunkt bei einem Aufprall eines gangseitigen und/oder eines wandseitigen Passagiers eines Doppelsitzes am Tisch definieren. Die Bewegung des Tisches bzw. der Tischplatte wird bei einem Aufprall eines Passagiers an einer der beiden Positionen immer als klar definierte Rotation ausgeführt. Die Auftreffpositionen sind dabei durch die vorgegebenen Sitzpositionen in gewissem Maße bestimmt. Bei einem Aufprall zweier Personen an einer gemeinsamen Kante der Tischplatte ergibt sich aus der Summierung der beiden Rotationen eine ebenfalls klar definierte Translation.
-
Der Energieverzehr oder die Energieumwandlung von Bewegungsenergie der Tischplatte in Wärme und Verformung der entsprechenden Führungsausnehmung erfolgt in einem zwischen der Tischplatte und dem Stützbalken montierten Element. Der Stützbalken dient als Tragstruktur der Stabilität und dem Halt der Tischplatte und dient ferner als Befestigungskonsole dem Anbinden an die Seitenwand eines Wagenkastens eines Schienenfahrzeugs. Die Methode des Energieverzehrs basiert auf dem kontrollierten Aufweiten der Führungsausnehmung aufgrund von Materialverdrängung.
-
Zum Beispiel ist ein Energieverzehrelement als zylinderförmiger Bolzen ausgeführt, der in eine konisch oder teilkreisförmig begrenzte Nut eingreift, welche die Führungsausnehmung ausbildet. Der Bolzen kontaktiert zumindest mit einem Abschnitt seiner Außenwandung die Wandung der Nut und verdrängt bei entsprechender Aufprallkraft Material der Wandung. Bei Tischen für Doppelsitze weist die Vorrichtung vorzugsweise zwei Energieabsorptionsmechanismen auf, die voneinander getrennte Führungsausnehmungen besitzen. Die Führungsausnehmungen sind zum Beispiel als eine jeweilige Nut und die zugehörigen Energieverzehrelemente als ein jeweiliger Bolzen ausgebildet und auf die beiden definierten Rotationspunkte ausgerichtet. Auf diese Weise lässt sich ein getrenntes Einstellen der bei einer Kollision abzubauenden bzw. aufzunehmenden Energie nach individuellen Hebelverhältnissen und normativen Anforderungen einrichten.
-
Die Vorrichtung ermöglicht insbesondere eine reine Wandanbindung des Tisches, eine sogenannte Cantilever-Ausgestaltung. Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung aber zum Beispiel einen Tischfuß auf, der zur Abstützung betrieblicher und statischer Vertikalkräfte vorgesehen ist.
-
Im Vergleich zu bekannten Systemen sind die Bewegungen der Tischplatte gemäß der beschriebenen Vorrichtung bei einem Aufprall definiert vorgegeben. Somit ist eine präzise Simulation und Berechnung des Energieabbaus möglich und es kann der dabei zurückgelegte Weg der Tischplatte zur Einhaltung des Überlebensraumes der gegenüber an dem Tisch sitzenden Passagiere ermittelt werden.
-
Die Definition der Tischbewegung an beiden Aufprallpunkten als Rotation erlaubt die Nutzung von Hebelverhältnissen bei der Anordnung des oder der Energieabsorptionsmechanismen. Hierdurch ist der Weg des Energieverzehrs oder der Energieumwandlung im Gegensatz zu bekannten Systemen nicht begrenzend für den zurückgelegten Weg des aufprallenden Passagiers. Dadurch kann ein hinreichend weicher oder sanfter Energieabbau realisiert werden, welcher einer flachen Federkennlinie des Systems bzw. der Vorrichtung entspricht. Dies ist ferner möglich, ohne eine Breite des Tisches gemäß einer Abmessung in Fahrzeuglängsrichtung des Schienenfahrzeugs signifikant vergrößern zu müssen.
-
Die durch die Vorrichtung beschriebenen Methoden des Energieverzehrs bzw. der Energieumwandlung erlauben eine einfache Modifikation einer Federsteifigkeit der Vorrichtung zum Beispiel durch Anpassung einer Nutkonizität einer Führungsausnehmung in einem plattenförmigen Blech. Die Nutkonizität bezieht sich dabei auf eine Nut oder eine Ausnehmung in der Blechplatte, die konisch zuläuft.
-
Hierdurch lässt sich die Vorrichtung ohne Veränderung eines benötigten Bauraums auf unterschiedliche Hebelverhältnisse, zum Beispiel aufgrund verschiedener Sitzbreiten, und normative Anforderungen anpassen. In Bezug auf konventionelle Systeme stellt die Auslegung energieverzehrender Elemente gegebenenfalls einen begrenzenden Faktor für eine Größe des Gesamtsystems dar und erlaubt damit kaum Anpassungen.
-
Die Anordnung von Energieverzehrelementen gemäß der beschriebenen Vorrichtung in einem zwischen der Tischplatte und der Konsole bzw. dem Stützbalken montierten Element, wie einem plattenförmigen Blech, erlaubt es eine Konsole ohne besonders große Aufbaudicke in Fahrzeugquerrichtung zu verwenden. Hierdurch wird der verfügbare Knieraum für sitzende Passagiere nicht oder nur geringfügig eingeschränkt. Die Aufbaudicke bezieht sich auf eine Dicke der Tischkonsole entlang der Seitenwand.
-
Die oben genannten Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung und die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den entsprechenden Figuren weitergehend erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Anbinden eines Tisches an eine Seitenwand des Schienenfahrzeugs,
- 2 bis 8 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Anbinden eines Tisches an eine Seitenwand des Schienenfahrzeugs in verschiedenen Ansichten, und
- 9 bis 11 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Anbinden eines Tisches an eine Seitenwand des Schienenfahrzeugs in verschiedenen Kollisionsfällen.
-
Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind gegebenenfalls nicht alle Elemente in sämtlichen Figuren mit zugehörigen Bezugszeichen gekennzeichnet.
-
Wie nachfolgend anhand der 1 bis 11 erläutert wird, stellt die Vorrichtung 10 eine sichere und zuverlässige Stützstruktur bereit, welche insbesondere eine Verletzungsgefahr für Fahrgäste in einem Betrieb des Schienenfahrzeugs 1 gering hält. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Schienenfahrzeug 1 mit einem Wagenkasten 2 und einer Vorrichtung 10 zum Anbinden eines Tisches an eine Seitenwand 3 des Wagenkastens 2.
-
Die Vorrichtung 10 weist eine Tischplatte 11 mit einer Oberseite 111 und einer Unterseite 112 und einen Stützbalken 13 auf, der an der Unterseite 112 der Tischplatte 11 angeordnet ist. Begriffe wie „oben“, „unten“, „Oberseite“, „Unterseite“, „Fahrtrichtung“, „Querrichtung“ beziehen sich auf eine Ausrichtung der Vorrichtung 10 hinsichtlich eines betriebsgemäß angeordneten und einsatzbereiten Zustands an der Seitenwand 3 des Schienenfahrzeugs 1. Somit erstreckt sich die Tischplatte 11 im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene quer zu der Seitenwand 3 und parallel zu einem Boden des Schienenfahrzeugs 1.
-
Die 2 bis 8 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 10 in verschiedenen Ansichten. Der Stützbalken 13 ist an einer ersten und einer zweiten Kopplungsposition mit der Tischplatte 11 gekoppelt. Der Stützbalken 13 ist dazu ausgebildet, die Tischplatte 11 mittels einer Seitenwandanbindung 12 mit der Seitenwand 3 des Schienenfahrzeugs 1 zu koppeln. Die erste Kopplungsposition bildet einen ersten Drehpunkt D1 und die zweite Kopplungsposition einen zweiten Drehpunkt D2 aus, um die der Stützbalken 13 jeweils relativ zu der Tischplatte 11 drehbar ist.
-
Die Vorrichtung 10 weist ferner zwei Energieabsorptionsmechanismen 14 und 15 auf, die im Bereich der zweiten Kopplungsposition mit dem Stützbalken 13 gekoppelt sind. Bezogen auf einen an der Seitenwand 3 angeordneten Zustand der Vorrichtung 10 lassen die Drehpunkte D1 und D2 bei einem Auftreten einer in Fahrtrichtung F des Schienenfahrzeugs 1 auf die Tischplatte 11 wirkenden Kraft F1 und/oder F2 eine vorgegebene Rotation der Tischplatte 11 relativ zu dem Stützbalken 13 zu. Zudem erfolgt eine durch die Energieabsorptionsmechanismen 14 und 15 auf Basis von Reibung vorgegebene Energieumwandlung von Bewegungsenergie der Tischplatte 11.
-
2 zeigt eine Seitenansicht der Vorrichtung 10, zum Beispiel mit Blick in Fahrtrichtung F. Die erste Kopplungsposition ist gemäß einer solchen Ausführung gangseitig und die zweite Kopplungsposition wandseitig ausgebildet. Die erste Kopplungsposition und der erste Drehpunkt D1 sind somit einem ersten, gangseitigen Ende 114 der Tischplatte 11 zugeordnet. Die zweite Kopplungsposition und der zweite Drehpunkt D2 sind somit einem zweiten, wandseitigen Ende 115 der Tischplatte 11 zugeordnet. Die Drehpunkte D1 und D2 sind daher reale Drehpunkte innerhalb einer horizontalen Ebene parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der Tischplatte 11.
-
3 zeigt eine Draufsicht auf die Vorrichtung 10 nach 2, anhand derer zu erkennen ist, dass die Drehpunkte D1 und D2 beabstandet voneinander auf einer Längsachse L der Tischplatte 11 angeordnet bzw. ausgebildet sind. Ferner sind vorgegebene Sitzpositionen oder Aufprallpositionen von Personen P1 und P2 eingezeichnet, die als Fahrgäste im Falle einer Kollision des Schienenfahrzeugs 1 gegen eine Tischkante der Tischplatte 11 beschleunigt werden. Um ein Verletzungsrisiko für die Personen P1 und P2 gering zu halten, weist die Vorrichtung 10 die speziell ausgestalteten Energieabsorptionsmechanismen 14 und 15 auf. Kräfte bzw. Drehmomente, die durch die Fahrgäste P1 und/oder P2 an der Tischplatte 11 wirken, können durch eine kontrollierte Drehung der Tischplatte 11 und Energieaufnahme bzw. Energieumwandlung zuverlässig aufgenommen und sicher abgeleitet werden. Eine Widerstandskraft der Tischplatte 11, die bei einer Kollision auf den oder die auftreffenden Fahrgäste P1 und/oder P2 wirkt, kann dadurch gering gehalten werden.
-
Die Energieabsorptionsmechanismen 14 und 15 umfassen jeweils zwei Führungsausnehmungen 143, 144 und 153, 154, in die jeweils ein Energieverzehrelement 141, 142 und 151, 152 eingreift bzw. sich hinein erstreckt. Die Führungsausnehmungen 143 und 144 sowie die zugehörigen Energieverzehrelemente 141 und 142 des ersten Energieabsorptionsmechanismus 14 sind in Abstimmung auf den ersten Drehpunkt D1 vorgegeben positioniert und ausgebildet. Die Führungsausnehmungen 153 und 154 sowie die zugehörigen Energieverzehrelemente 151 und 152 des zweiten Energieabsorptionsmechanismus 15 sind in Abstimmung auf den zweiten Drehpunkt D2 vorgegeben positioniert und ausgebildet.
-
Die Führungsausnehmungen 143, 144 und 153, 154 bilden jeweilige Führungsbahnen für die zugehörigen Energieverzehrelemente 141, 142 und 151, 152 aus und erstrecken sich länglich jeweils bezogen auf den ersten oder den zweiten Drehpunkt D1 oder D2 entlang eines vorgegebenen Kreisbahnabschnitts (siehe 4). Die Führungsausnehmungen 143, 144 und 153, 154 sind in Form von Langlöchern in ein jeweiliges Blech 148 bzw. 158 des ersten bzw. des zweiten Energieabsorptionsmechanismus 14 bzw. 15 eingebracht. Die Führungsausnehmungen 143 und 144 des ersten Energieabsorptionsmechanismus 14 weisen ein geschlossenes und ein offenes Ende bezüglich ihrer länglichen Erstreckungsrichtung auf. In Richtung der geschlossenen Enden verjüngen sich die Führungsausnehmungen 143, 144, sodass in Kontakt mit dem Energieverzehrelement 141, 142 ein vorgegebener Widerstandsverlauf eingerichtet ist.
-
Die Führungsausnehmungen 153 und 154 des zweiten Energieabsorptionsmechanismus 15 sind bezüglich ihrer länglichen Erstreckungsrichtung beidseitig geschlossen ausgebildet und verjüngen sich in beide Richtungen ausgehend von einer Mitten- oder Normalstellung. 4 illustriert zum Beispiel eine betriebsbereite Normalstellung der Energieverzehrelemente 141, 142 und 151, 152 in den jeweiligen Führungsausnehmungen 143, 144 und 153, 154.
-
Die Energieverzehrelemente 141 und 142 sind dem ersten Drehpunkt D1 zugeordnet und jeweils nur in eine Richtung wirksam. Da aber ein Crash oder eine Kollision sowohl aus einer Vorwärtsrichtung als auch aus einer Rückwärtsrichtung kommen kann, sind die Energieverzehrelement 141, 142 auf zwei unterschiedlichen Führungsbahnen 143, 144 angelegt. Die Energieverzehrelemente 151 und 152 um den zweiten Drehpunkt D2 sind jeweils in beide Richtungen eines Kollisionsfalls wirksam.
-
5 zeigt einen Abschnitt der Tischplatte 11 im Bereich der zweiten Kopplungsposition in einer perspektivischen Darstellung. Die Tischplatte 11 ist durchsichtig dargestellt.
-
6 zeigt den in 5 kreisförmig umzeichneten Bereich in einer vergrößerten Schnittdarstellung. Der dargestellte Bolzen realisiert das Energieverzehrelement 142 und ist durch das Blech 148 gepresst und durch die Führungsausnehmung 144 zwangsgeführt. Eine Wandung 145 der Führungsausnehmung 144 ist konisch oder v-förmig ausgebildet und weist mit dem schmaleren Ende in Richtung des Bolzens. Der Bolzen verformt bei einer Kollision in reibendem Kontakt die Wandung der Führungsausnehmung 144, sodass es aufgrund einer gezielt vorgegebenen Materialverdrängung zu einer plastischen Umformung des Bleches 148 kommt und Bewegungsenergie der Tischplatte 11 abgebaut oder umgewandelt wird. Das Funktionsprinzip des Energieverzehrs bzw. der Energieumwandlung der weiteren Energieverzehrelemente 141, 151 und 152 im Zusammenwirken mit den Wandungen der Führungsausnehmungen 143, 153 und 154 um die Drehpunkte D1 und D2 ist analog ausgebildet.
-
Der Bolzen bzw. das Energieverzehrelement 142 ist hohl oder hülsenförmig ausgebildet. Ein Befestigungsbolzen oder eine Befestigungsschraube greift in das hülsenförmige Energieverzehrelement 142 ein und befestigt im Zusammenwirken mit einer Unterlegscheibe die dargestellten Elemente miteinander, sodass ein unkontrolliertes Abheben der Elemente voneinander verhindert wird.
-
7 zeigt die Vorrichtung 10 in einer perspektivischen Darstellung von unten. 8 zeigt eine vergrößerte Darstellung der zweiten Kopplungsposition nach 7. Der zweite Energieabsorptionsmechanismus 15 weist das Blech 158 auf, welches ein Führungssystem mit den Führungsausnehmungen 153 und 154 ausbildet, in die die Energieverzehrelemente 151 und 152 eingreifen. Das Blech 158 ist an einer Unterseite 132 des Stützbalkens 13 mittels Schrauben 16 mit diesem verschraubt. Eine mittig angeordnete Befestigung ist an der Position des zweiten Drehpunkts D2 vorgesehen.
-
Die 9 bis 11 zeigen in einer jeweiligen Aufsicht verschiedene Kollisionsfälle, in denen einer erste gangseitige Person P1 und/oder eine zweite, wandseitige Person P2 gegen eine Kante der Tischplatte 11 beschleunigt werden. Die erste Person P1 bewirkt bei einer Kollision entsprechend ihrer Masse und der Trägheit eine Kraft F1 auf die Tischplatte 11, die eine Drehung der Tischplatte 11 relativ zu der Seitenwand 3 um den Drehpunkt D2 bewirkt. Der Stützbalken 13 ist an der ersten Kopplungsposition, die den ersten Drehpunkt D1 definiert, an der Tischplatte 11 befestigt, zum Beispiel verschraubt, sodass der Stützbalken 13 mit der Tischplatte 11 um den Drehpunkt D2 bzw. um eine durch den Drehpunkt D2 durchlaufende vertikale Drehachse rotiert (siehe 9). Dabei verfahren die beiden bolzenförmigen Energieverzehrelemente 151 und 152 entlang der konisch begrenzten Führungsausnehmungen 153 und 154 in dem Blech 158 gegebenenfalls bis zu einem jeweiligen Endanschlag, der eine maximal zulässige Drehung der Tischplatte 11 bestimmt.
-
Die zweite Person P2 bewirkt bei einer Kollision entsprechend ihrer Masse und der Trägheit eine Kraft F2 auf die Tischplatte 11, die eine Drehung der Tischplatte 11 relativ zu der Seitenwand 3 um den Drehpunkt D1 bewirkt. Der Stützbalken 13 ist an der zweiten Kopplungsposition verschwenkbar mit der Tischplatte 11 gekoppelt, sodass die Tischplatte 11 relativ zu dem Stützbalken 13 um den Drehpunkt D1 bzw. um eine durch den Drehpunkt D1 durchlaufende vertikale Drehachse rotiert (siehe 10). Dabei verfahren die beiden bolzenförmigen Energieverzehrelemente 141 und 142 entlang der konisch begrenzten Führungsausnehmungen 143 und 144. Das Energieverzehrelement 141 koppelt dabei durch ein offenes oder freies Ende der Führungsausnehmung 143 aus und läuft frei. Das Energieverzehrelement 142 verfährt in den sich verjüngenden Bereich der Führungsausnehmung 142 gegebenenfalls bis zu einem Endanschlag, der eine maximal zulässige Drehung der Tischplatte 11 bestimmt.
-
Die 11 illustriert eine Kollisionssituation, in welcher zwei Personen P1 und P2 gegen die Tischplatte 11 beschleunigt werden. Dabei findet eine Drehbewegung der Tischplatte 11 um den ersten und den zweiten Drehpunkt D1 und D2 statt, die sich überlagern. Aus den Drehbewegungen kann dann eine Translation der Tischplatte 11 in Richtung der wirkenden Kräfte F1 und F2 resultieren.
-
Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen detailliert dargestellt und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele und die darin erläuterten konkreten Merkmalskombinationen beschränkt. Weitere Variationen der Erfindung können von einem Fachmann erhalten werden, ohne den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung zu verlassen.
