EP2548783A2 - Kollisionserfassung bei einem Fahrzeug - Google Patents

Kollisionserfassung bei einem Fahrzeug Download PDF

Info

Publication number
EP2548783A2
EP2548783A2 EP12177214A EP12177214A EP2548783A2 EP 2548783 A2 EP2548783 A2 EP 2548783A2 EP 12177214 A EP12177214 A EP 12177214A EP 12177214 A EP12177214 A EP 12177214A EP 2548783 A2 EP2548783 A2 EP 2548783A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
collision
vehicle
detection device
arm
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12177214A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2548783A3 (de
Inventor
Matthias Marggraf
Christian Böhme
Sebastian Brenncke
Thomas Rosa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transportation Germany GmbH
Original Assignee
Bombardier Transportation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bombardier Transportation GmbH filed Critical Bombardier Transportation GmbH
Publication of EP2548783A2 publication Critical patent/EP2548783A2/de
Publication of EP2548783A3 publication Critical patent/EP2548783A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/041—Obstacle detection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F19/00—Wheel guards; Bumpers; Obstruction removers or the like
    • B61F19/04—Bumpers or like collision guards

Definitions

  • the invention relates to a detection device for detecting a collision of a vehicle, in particular a rail vehicle, with a collision partner.
  • the detection device comprises a mounting bracket for connecting the detection device to the vehicle, at least one collision unit and at least one sensor device.
  • the collision unit comprises at least one collision element for contacting the collision partner and is mechanically connected to the mounting bracket.
  • the at least one sensor is designed to generate a collision signal due to a relative movement between the collision unit and the mounting bracket.
  • the invention relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with a vehicle structure and a detection device arranged thereon according to the invention, as well as a method for operating a vehicle.
  • a Bruierr that not only eliminates obstacles, but also recognizes, that is, in the event of a collision generates a further processable (here electrical) signal.
  • the obstacle recognition works in such a way that the collision element in the form of a collision bar is moved by the impact on an obstacle against the direction of travel and thereby comes into contact with sensors arranged behind the collision bar, which generate based on the contact said electrical signal.
  • the collision bar is firmly connected to two arms, which are spaced apart transversely to the direction of travel or longitudinal direction of the vehicle.
  • the arms have at their highest point (furthest from the rail top) a bend about an axis transverse to the vehicle's longitudinal direction and are connected behind the bend end to a mounting bracket fixedly mounted to a frame structure of the vehicle, namely the bogie frame, of the rail vehicle ,
  • the bend in the highest point of the respective arm causes a certain elasticity in this point, which is intended to allow the collision bar at the moment of impact of an obstacle against the direction of travel together with the arm slightly springs, thereby touching the sensor and then rebounding to the starting position
  • an additional compression spring is provided between the mounting bracket and the respective arm, which supports the rebound in the starting position.
  • the present invention solves this problem, in particular on the basis of a detection device according to the preamble of claim 1 by the features stated in the characterizing part of claim 1.
  • the present invention is based on the technical teaching that the ease of maintenance of the components for collision detection is increased in a simple manner when the collision unit is held in a predetermined position by fixing means which only when a predeterminable intensity of the collision, in particular a predetermined collision force, is exceeded on the collision element, and release a guided deflection of the collision unit with respect to the mounting bracket.
  • the release of the deflection of the collision unit only above a certain collision intensity also has the advantage that at a later time, for example based on the state of the fixative and / or the position of the collision unit, it can be easily recognized that a collision of certain severity has taken place requires appropriate maintenance.
  • the present invention therefore relates to a detection device for detecting a collision of a vehicle, in particular a rail vehicle, with a collision partner.
  • the detection device comprises a mounting bracket for connecting the detection device to the vehicle, at least one collision unit and at least one sensor device.
  • the collision unit comprises at least one collision element for contacting the collision partner and is mechanically connected to the mounting bracket.
  • the at least one sensor is designed to generate a collision signal due to a relative movement between the collision unit and the mounting bracket.
  • the collision unit is connected via a guide device with the mounting bracket, wherein the collision unit is held by at least one fixing means in a starting position relative to the mounting bracket.
  • the fixing means is designed to prevent the collision unit in the event of a collision in which a predeterminable collision force on the collision element is exceeded, release such that the Kolüsionsaku guided by the guide device from the initial position is deflected.
  • the sensor can basically be designed in any suitable manner.
  • the sensor is designed to generate a first collision signal or a second collision signal different from the first collision signal as a function of a deflection direction of the collision unit from the initial position.
  • a suitable arrangement and / or guidance of the Kolüsionshim hereby it is possible to distinguish different types of collisions that cause deflections of the collision unit in different directions, and accordingly trigger correspondingly different reactions.
  • a collision with an element of a traveled track for example a collision with a track of a traveled track, as occurs when derailment of the vehicle, be detected by a first Kolüsionssignals which is specific to the first deflection or first deflection direction occurring here
  • a collision with an obstacle on the travel path of the vehicle can be detected on the basis of a second collision signal, which is specific to the second deflection or second deflection direction occurring in this case. If the first and second deflection directions are different, the different types of collisions can also be easily distinguished and produce different reactions.
  • the sensor can continue to work according to any suitable operating principle.
  • contact sensors can be used.
  • the sensor operates according to a contactless principle of action.
  • the mounting bracket and the collision unit can basically be connected together in any suitable manner.
  • the collision unit and the mounting bracket engage each other in the region of an overlap, wherein they are connected to one another in the region of the overlap by means of the fixing means. This can be particularly robust configurations.
  • a detection device as described above is preferably used for attachment to a rail vehicle, in particular to a bogie frame of the rail vehicle. In principle, it is also conceivable, such Detecting device not only used in track-bound but also in non-track-bound vehicles.
  • the collision unit comprises at least one arm which connects the collision element via the guide means with the mounting bracket, wherein the arm is held by the fixing means in the starting position relative to the mounting bracket.
  • the guide device can in principle be designed in any suitable manner.
  • it can be designed, for example, in the manner of a linear guide.
  • the guide device is designed in the manner of a hinge connection, since in this way particularly easy-to-manufacture configurations can be achieved, in which, moreover, the deflection described above can be realized in different deflection directions in a simple manner.
  • the arm can basically be designed in any suitable manner.
  • the arm comprises a profile element, in particular a hollow profile element, since hereby the rigidity required for the respective application can be realized in a particularly simple manner.
  • the detection device has two arms spaced transversely to the longitudinal direction, which jointly hold the collision element, for example a collision beam. Both arms are then mechanically connected to the mounting bracket.
  • the mounting bracket can have, as connecting elements for connecting the detection device to the vehicle, in particular flange plates or the like, which are connected to the vehicle, for example by a screw connection, and which has a structure which serves to support the arms, namely the arm support structure explained in more detail below. connected in any suitable manner (for example, welded) are.
  • the said arm support structure is understood in the context of the invention as part of the mounting bracket.
  • the arm support structure may also be configured in any suitable manner.
  • the arm support structure comprises a profile element, in particular a hollow profile element, whereby a particularly simple, robust designed configuration is achieved in this area.
  • the arm is pivotally mounted in the profile element of the arm support structure.
  • the mounting bracket has an arm support structure associated with the arm, with which the arm is pivotally connected via the hinge connection
  • the arm support structure is preferably designed such that it limits a deflection movement of the arm from the starting position, in particular in two opposite pivot directions. This makes it possible in a simple manner to realize different or graded reactions to collisions of different intensities, in particular to oppose collision partners in the course of the collision different sized resistances. In this case, it is also possible to initiate different reactions of the vehicle during the collisions of different points, for example with different deflections of the collision unit.
  • the collision unit for example, the respective arm
  • the mounting bracket possibly said arm support structure of the mounting bracket
  • the collision unit is held over a corresponding portion (for example, the arm) by means of a fixing in its initial position, which fixative at a collision that exceeds a predeterminable intensity can release the corresponding section of the collision unit (for example the arm), it can be ensured that a correspondingly strong collision can not occur unnoticed while the collision unit is held in its initial position in the event of minor collisions.
  • This preferably applies at least for collisions with relatively low compression forces or impact forces, for example for a collision with obstacles weighing up to 5 kg and an impact speed of up to 30 km / h.
  • the obstacle can be removed from the infrastructure in a conventional manner by the collision unit held in its initial position.
  • the fixing means for releasing the collision unit for example deformed defined, for example sheared, whereby the arm, especially in the connection region to the mounting bracket (ie, for example, in the region of the hinge connection) at least initially takes no significant damage.
  • the obstacle can then be eliminated for example by the deflected from its initial position collision unit from the driveway.
  • the fixing means which may be, for example, a bolt-shaped element, in particular a shear pin, can be much easier to replace after a collision than a whole arm or the entirety of mounting bracket and arm.
  • the fixing means may be designed, for example, as a biased by a spring or the like element which engages for fixing in an associated recess and at a predetermined actuating force (for example, via inclined contact surfaces) is released from engagement with the recess, so that the collision unit is released ,
  • the fixing agent can optionally also be reversibly deformable, ie give way temporarily in the event of a collision in order to release the arm, but then again to deform back to the original state (elastic deformation).
  • the fixing agent is preferably made of metal, as it can withstand higher forces in this way.
  • the mounting bracket per arm has an arm support structure, with which the arm is pivotally connected via the hinge connection.
  • This arm support structure is configured to limit the deflection movement of the arm from the home position after it has been released by the fixation means in the event of a collision.
  • the arm is deflected controlled in a collision with a relatively low impact force.
  • the controlled deflection is in turn detected by the sensor and forwarded as an electrical signal, for example, to a control device of the rail vehicle, which then in turn preferably initiates a reaction of the vehicle (for example, braking).
  • the arm support structure is in particular configured such that it can limit the deflection movement of the arm from the starting position in two opposite pivoting directions.
  • the detection device can be used for detecting a derailment of a rail vehicle, in which then the collision element, after the wheels of the rail vehicle have left the rails, comes into contact with the rail top edge and in a compared to a collision with an obstacle on the rails opposite Swivel direction is deflected.
  • the arm support structure ensures that the arm is controlled, and not completely arbitrary, is deflected, whereby a correspondingly accurate and reliable detection of the deflection can be done by the sensor.
  • the sensor may send a corresponding signal to a control device of the rail vehicle, thereby causing a suitable reaction of the vehicle (for example, rapid braking).
  • the said arm support structure is preferably a profile element, in particular a hollow profile element.
  • a hollow profile element for example, have a tubular round or square or a U-shaped cross-section. In principle, for example, a profile element with an L-shaped cross section is conceivable.
  • the arm is then in particular pivotally mounted in the profile element, that is in its interior. The limitation of the pivoting movement takes place in this case by abutment of the arm on the surrounding profile element.
  • the arm may be a profile element, in particular a hollow profile element, which may also have the aforementioned cross-sectional shapes. If the arm is a profile element, then it is fundamentally also conceivable for the arm to be pivotally mounted outside the arm support structure (at this), that is to say at least partially surround the arm support structure. The limitation of the pivoting movement would then take place by abutment of the arm on the lying in its interior, the arm support structure forming profile element.
  • profile elements for arm and / or arm support structure has the advantage that they have a relatively high rigidity at the same time relatively low weight.
  • the arm if it is mounted in a profile element forming the arm support structure, may also consist of solid material instead of a profile element.
  • the arm support structure if it is at least partially inside a trained as a profile element arm, may also consist of solid material.
  • the collision unit for example the arm
  • has a first energy dissipation section for example a first predetermined bending point
  • the mounting support for example the arm support structure
  • has a second energy dissipation section for example a second predetermined bending point
  • a defined buckling point means a defined deformation zone.
  • the predetermined bending point is preferably in the form of a cross-sectional weakening, particularly preferably in the form of a material recess.
  • a cross-sectional weakening is meant a local weakening of the material forming the collision unit (for example the arm) or the mounting bracket (for example the arm support structure), in particular of the profile element. This can be caused for example by a locally changed material structure or a local cross-sectional reduction.
  • a material recess has proven to be particularly suitable to form the defined deformation zone.
  • Such a defined deformation zone or predetermined bending point has the advantage that in the event of a collision which results in a relatively high impact force, the frame structure of the vehicle, in particular the bogie frame of a rail vehicle, is not damaged.
  • the impact energy is not or only slightly forwarded to the vehicle structure by the defined deformation of the Energyverzehrabitess (ie, for example, the arm and / or arm support structure). This protects the vehicle from damage. In the case of a rail vehicle, this also prevents components of the detection device from getting under the wheels of the rail vehicle after a strong collision and causing a derailment.
  • the first and second Energy dissipation sections lie next to one another transversely to the longitudinal direction of the vehicle.
  • the detection device ideally bends in and out at only one point, namely preferably in an area in which the collision unit and the mounting bracket overlap (that is, for example, the arm and the arm support structure).
  • the arm is guided in the arm support structure is).
  • the relevant energy dissipation section (that is to say, for example, the predetermined kink point) is preferably configured such that it responds (eg, deforms or shears off) when a defined second collision force is exceeded which exceeds the defined first collision force at which the fixation means responds a deflection (for example, a bending) of the koilisions.00 the Energyverzehrabitess (ie For example, vertically below the predetermined bending point) lying portion of the detection device leads. Even in this case, however, the collision unit is previously released by the fixing means, whereby the collision unit can be deflected and the sensor can report a collision.
  • the guide device (that is, for example, the articulated connection) defines a pivot axis which runs essentially parallel to the plane of the wheel contact points (thus runs essentially horizontally on a straight planar path).
  • the pivot axis, about which the collision unit (thus, for example, the arm) is pivotable, extends transversely, in particular perpendicular, to the longitudinal direction of the vehicle.
  • the fixing means is a bolt-shaped element, in particular a shear pin, for example a metal pin.
  • an elastic element for example made of rubber is conceivable as a fixative.
  • the fixing means by a receptacle, in particular a bore, both in the arm and in the mounting bracket, in particular the arm support structure, out. After collisions, which cause a response of the fixing but no response of a Energyverzehrabitess (ie, for example, buckling at a predetermined bending point), only a new bolt needs to be used.
  • the fixing means is configured such that it is deformable, in particular shear-off, parallel to the longitudinal direction of the vehicle, that is to say in the direction of impact.
  • the fixing means is a bolt-shaped element, the bolt center axis preferably runs transversely to the longitudinal direction of the vehicle.
  • the senor is a distance sensor, which is preferably configured so that it can detect both an increase in distance and a reduction in distance between a section of the collision unit (for example the arm) and the sensor.
  • the sensor can detect both a collision with an obstacle in the guideway and a derailment and generate a corresponding collision signal (which in the case of derailment, for example, triggers an emergency braking of the vehicle).
  • the sensor may also preferably a change in distance between the arm and the arm support structure, in which case the sensor is attached in particular to the arm support structure.
  • a height adjustment device is provided between the collision element and the mounting bracket.
  • a defined distance between the collision element and the travel path (for example, the rail top edge) in a height direction of the vehicle can be adjusted.
  • the wheel diameter inevitably changes as a result of the wheel wear, in particular in the case of a rail vehicle, as a result of which the distance between the collision element and the travel path (for example the rail upper edge) decreases over time.
  • the height adjustment device is formed by a pair of toothed plates, which is arranged in particular between an arm and the collision element of the collision unit.
  • the present invention further relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, having a vehicle structure, wherein a detection device according to the invention is arranged on the vehicle structure.
  • the Kolüsionsaku is arranged for generating different collision signals of the detection device for a first collision with an element of a traveled track, in particular a track of the guideway, and a second collision with an obstacle on the track such that the Collision unit in the first collision and the second collision, starting from an initial position undergoes a deflection in different deflection directions.
  • the detection device is connected to a control device of the vehicle, which triggers different reactions of the vehicle, in particular different braking processes, as a function of different collision signals of the detection device.
  • a control device of the vehicle which triggers different reactions of the vehicle, in particular different braking processes, as a function of different collision signals of the detection device.
  • the vehicle according to the invention in the case of the design as a rail vehicle, preferably has an arm support structure and a bogie frame with a detection device according to the invention mounted on bogie frames.
  • the collision element for example a collision bar
  • the collision element is preferably arranged at least in sections in the longitudinal direction of the vehicle (impact direction) in front of the wheels and vertically above the driving lane (in the case of non-lane-bound vehicles) or vertically above the rails (in the case of lane-bound vehicles).
  • the distance between the collision element and the plane of the wheel contact points is preferably between 50 mm and 150 mm, preferably between 70 mm and 130 mm, particularly preferably between 80 mm and 120 mm.
  • the detection device has at least one energy dissipation section, in particular at least one predetermined kink point.
  • the at least one energy dissipation section defines a center of pivotal movement of the collision unit that occurs in the event of a collision-induced plastic deformation of the at least one energy dissipation section.
  • a distance (a) between the center and a nearest impeller of the vehicle is greater than a distance (b) between the center and a point of the collision element farthest from the center in a plane of pivotal movement.
  • an arm and / or an arm support structure of the detection device therefore has a predetermined bending point.
  • the distance between the center of the respective predetermined bending point and the nearest wheel is greater as the distance between the center of the predetermined buckling point and the point of the collision element (in the plane of the movement which occurs when the predetermined bending point responds).
  • the present invention further relates to a method for operating a vehicle, in particular a rail vehicle, by means of a detection device according to the invention in the event of a collision of the collision unit with a collision partner, in which a predetermined collision force on the collision element (4) is exceeded, by a deflection of the Collision unit from the initial position, a collision signal is generated, the collision signal is processed in a control device of the vehicle and the control device triggers a collision reaction of the vehicle.
  • the advantages and variants described above in connection with the detection device according to the invention or the vehicle according to the invention can be realized to the same extent, so that reference is made in this respect to the above statements.
  • the collision response of the vehicle includes an output of a collision message.
  • This collision message can be issued, for example (visually and / or acoustically) to the vehicle driver, who can then initiate appropriate measures.
  • the collision response may include the output of control signals for any components of the vehicle. These may be arbitrary components, which initiate measures in response to these control signals in order to reduce as far as possible a risk to the vehicle and / or the passengers due to the collision.
  • braking devices, drive devices, energy dissipation devices of the vehicle in particular between individual cars of the vehicle), door devices, passenger information devices, etc. are controlled.
  • at least one brake signal is generated in order to decelerate the vehicle and thus reduce the risk to the vehicle and / or passengers.
  • a derailment detection is caused by a first deflection the collision unit from the initial position in a first deflection direction, which in the course of a first collision of the collision unit with an element of a traveled track (in particular a rail of the travel path), generates a first collision signal.
  • the control device then triggers a first collision reaction, in particular a rapid braking signal, when the first collision signal is present.
  • a second collision signal is generated due to a second deflection of the collision unit from the starting position in a second deflection direction, which takes place in the course of a second collision of the collision unit with an obstacle on a traveled track.
  • the control device then triggers a second collision reaction, in particular a braking signal, when the second collision signal is present.
  • the collision unit is deflected on the collision element from the initial position in the second deflection direction when a predeterminable first collision force is exceeded, a brake signal being triggered in particular.
  • a third deflection of the collision unit takes place.
  • a third collision signal is generated, wherein the control device then triggers a third collision reaction, in particular a rapid deceleration signal, when the third collision signal is present.
  • FIG. 1a shows a perspective view of a preferred embodiment of a detection device according to the invention in the form of a Bruierrs 1.
  • the Bahnschreibr 1 is used for mounting on a rail vehicle in a manner as exemplified in FIG. 5 is shown.
  • the scraper 1 allows detection and removal of obstacles on a track, in particular the rails of a track (which in FIG. 1 is indicated by the Radaufstandsebene or defined by the top rail level 13), as well as the detection of a derailment.
  • FIG. 1b shows a front view of the Bruticianrs 1 from FIG. 1a ).
  • Figure 1c shows a sectional view of the Bruticianrs 1 along the section line AA in FIG. 1b ).
  • Figure 1d shows a plan view of the Bruschreibr 1 according to FIG. 1a ).
  • the Brueckr 1 is provided with a mounting bracket 2, which, like the Figures 1b ) and d), two flange plates as connecting elements 3 for connecting the Brusammlungrs 1 with the vehicle and two with the flange plates 3 (eg., By welding, riveting, screwing or gluing, etc.) connected Armhalte Modell 9 has.
  • the mounting bracket 2 is thus a one-piece component, which with the vehicle via Screw 3.1 is screwed. However, it can also be executed as a multipart component.
  • the track scraper 1 further comprises a collision element in the form of a collision beam 4 of a hollow profile extending between the left and right part of the mounting bracket, that is, between the two arm support structures 9 ( FIG. 1b) and d) ).
  • the collision bar 4 extends transversely to a longitudinal direction L which defines the direction of impact of a possible obstacle and runs parallel to a longitudinal direction of the vehicle or a direction of travel of the vehicle.
  • the collision bar 4 (in the straight, even track) is arranged horizontally and parallel to the plane 13, which is defined by the rail upper edges. It is understood that the collision bar in other variants of the invention can also protrude beyond the two Armhalte Modellen.
  • two arms 5 are provided, which are spaced transversely to the longitudinal direction L and which connect the collision bar 4 mechanically with the mounting bracket 2, to be precise, the two Armhalte Scheme 9 of the mounting bracket 2.
  • the arms 5 and the collision bar 4 together form a collision unit of the web remover 1.
  • a sensor 6 is connected to the mounting bracket 2, in each case in each case with an arm support structure 9, which serves to establish a relative movement between the collision beam 4 (or the arm 5) and the mounting bracket 2 (or the arm support structure 9) ) capture.
  • the sensor 6 may be a distance sensor or a motion sensor. In the present example, the sensor 6 operates without contact. However, it is understood that in other variants of the invention, a contact sensor can be used.
  • Each arm 5 is, in particular the sectional view in FIG. 2 along the section line BB in FIG. 1b ), via a guide device in the form of a hinge connection 7 pivotally connected to the mounting bracket 2, in particular the arm support structure 9, connected.
  • the respective arm 5 is further characterized by a bolt-shaped fixing means 8 in the form of a shear pin made of metal in his in FIG. 2 shown starting position held relative to the mounting bracket 2. Possible deflections from this starting position are in FIG. 3 and will be described in more detail below.
  • the bolt-shaped fixing means 8 is formed by the action of a defined first force, which results from a first collision force or impact force introduced into the collision bar 4, deformable, in this case destructible here by shearing, whereby the arm 5 is released and is deflected from the starting position.
  • the fixing means lies in a horizontal plane (in a straight plane track) which lies vertically below a horizontal plane in which the articulated connection 7 or the articulation axis of the articulated connection 7 runs.
  • the fixing means 8 lies in a horizontal plane which lies vertically above the horizontal plane in which the articulated connection 7 or articulation axis runs.
  • the arm support structure 9, with which the arm 5 is pivotally connected via the hinge connection 7, is configured to control the deflection movement of the arm 5, such as the FIGS. 3a ) and b), in two opposite directions of deflection, namely two opposite pivot directions limited.
  • FIG. 3a schematically illustrates the case that a collision with an acting in the longitudinal direction L on the collision bar 4 impact force F takes place. If the impact force F exceeds the value of a first collision force, the fixing means 8 responds by being deformed or sheared off, whereby the arm 5 is released and deflected in the longitudinal direction L.
  • the arm support structure 9, which like the arm 5 consists of a hollow profile is so stiff that the deflection movement is limited by the arm support structure 9 in the longitudinal direction L, unless a certain level of force is exceeded, as will be described in more detail below.
  • FIG. 3b shows a case in which the deflection movement of the arm 5 in the opposite direction, ie opposite to the longitudinal direction L, takes place and is optionally limited.
  • This case occurs when the rail vehicle derailed and thereby the collision bar 4 on an element of the guideway, namely the in Figure 1c ), which results in an impact force F in the vertical direction orthogonal to the longitudinal direction L, which also exceeds the first collision force, whereby the fixing means 8 responds and the arm 5 releases, so that the arm 5 with the collision bar 4th is pressed against the front end of the arm support structure 9.
  • the arm support structure 9 can be designed and the distance between the hinge connection 7 and rail 13 can be selected so that the arm support structure 9 withstands.
  • a sensor 6 in the form of a distance sensor detects the deflection of the arm 5 relative to the starting position and even recognizes preferably whether it is a reduction in distance (the sensor 6 outputs a first collision signal) or an increase in distance (the sensor 6 outputs a second collision signal).
  • a control device wired and / or wirelessly connected to the sensor can detect a derailment and an increase in distance (second collision signal) on the impact of an obstacle located in the travel path.
  • the control device can then trigger, for example, a reaction, such as a (optical and / or acoustic) output of a collision message and a brake signal to initiate a braking of the vehicle, such as rapid braking when derailing the rail vehicle.
  • a reaction such as a (optical and / or acoustic) output of a collision message and a brake signal to initiate a braking of the vehicle, such as rapid braking when derailing the rail vehicle.
  • a first energy dissipation section in the form of a predetermined kink point 5.1 on the arm 5 or a second energy dissipation section in the form of a predetermined kink point is for this case 9.1 provided on the arm support structure 9.
  • the two predetermined buckling points 5.1 and 9.1 which is each a material recess, transversely to the longitudinal direction L aligned one behind the other, so that the Brueckr 1 from the exceeding of the second collision force in the region of the two predetermined buckling points 5.1 and 9.1 is plastically deformed and accordingly defined yields.
  • the first energy dissipation section 5.1 and the second energy dissipation section 9.1 thus respond when the second collision force is exceeded, as a result of which at least part of the collision energy is absorbed and consequently the loads introduced into the vehicle structure are reduced.
  • FIGS. 4a ) and b) show various adjustment possibilities of a height adjustment device 10, which is provided between the collision bar 4 and the arm 5 or the mounting bracket 2.
  • the height adjustment device 10 is, in particular FIG. 2 illustrated, around a pair of toothed plates 10.1, 10.2, wherein the toothed plate 10.1 is mounted on the arm 5 and the toothed plate 10.2 on the collision bar 4.
  • the distance x between the collision bar 4 and the road surface or rail top 13 can be adjusted.
  • the distance x also corresponds to the distance between the horizontal plane in which the underside of the collision bar 4 lies and the horizontal plane in which the underside of the running surface of the wheels 12 of the vehicle lies ( FIG. 5 ).
  • the nominal value for x is typically 100 mm, measured from the top of the rail (level 13).
  • FIG. 1 shows a part of a vehicle structure 11, here in the form of a bogie frame of a rail vehicle, and a track clearer 1 mounted thereon.
  • the collision beam 4 lies at least in sections in the longitudinal direction L in front of the wheels 12 and vertically above the rail upper edge 13 on which the running surface of the wheels 12 rests.
  • FIG. 5 is clarified that according to the invention is preferred if the distance a between the center 5.11 or 9.11 of the respective predetermined buckling 5.1 or 9.1, which represents one (at least approximately) a center of a pivoting movement of the collision bar 4 in response to the predetermined buckling 5.1 or 9.1 , and the nearest wheel 12 is greater than the distance b between the center 5.11 and 9.11 of the predetermined bending point 5.1 or 9.1 and in the plane of the pivoting movement away from it most point 4.1 of the collision bar 4.
  • the senor 6 is connected to a portion of the mounting bracket 2 lying on the vehicle side of the predetermined buckling points 5.1 or 9.1 such that it is not deflected when the predetermined buckling points 5.1 and 9.1 respond. This makes it possible, via the sensor 6, to detect the response of the predetermined bending points 5.1 and 9.1, respectively, due to the further increase in distance occurring here (beyond the limit value which results when the arm 5 abuts against the arm support structure 9) and output a third collision signal. This third collision signal can then be used, for example, by the control device to trigger further reactions.
  • a service braking possibly with the highest possible braking performance of the service brake but still for the passengers usually easily manageable delay
  • an emergency braking possibly with maximum braking power of the available brake systems and thus maximum possible delay
  • the Brueckr 1 even after the response of the fixing means 8, possibly even after the response of the predetermined buckling 5.1 or 9.1 retains its ability to optionally clear the colliding obstacle on the track aside or to prevent in that the obstacle passes between the wheels 12 and the rails. If necessary, he can lose this function (if any) only with far advanced deformation of the predetermined bending points 5.1 or 9.1. In any case, the Bruschreibr 1 has this clearing function in the event of a collision with smaller obstacles, in which there is still no response of the fixing means 8.
  • FIG. 6 Another preferred embodiment of the detection device 1 according to the invention described.
  • the detection device 1 off FIG. 6 corresponds in its basic design and operation of the detection device 1 from the FIGS. 1 to 5 , so that only the differences should be discussed here.
  • the guide device 7 is designed as a linear guide in the form of a recess (for example, a cylindrical bore) in the mounting bracket 2, in which a firmly (in particular substantially rigidly) connected to the collision member 4 guide pin 5 (for example, a cylindrical pin) slidably mounted is.
  • the latching means have projections arranged on an elastic arm which respectively engage in an associated recess on the collision element 4.
  • the inclined to the direction of the collision force F contact surfaces between the projections of the locking means 8 and the collision element and the stiffness of the elastic arms of the locking means 8 are tuned so that the locking means in turn respond when exceeding the first collision force by a corresponding advance of the collision element. 4 are completely pressed out of the recesses in the collision element 4, whereby the positive connection between the locking means 8 and the collision element 4 is released and this (apart from the between the locking means 8 and the collision element 4 acting frictional force) can move substantially freely until it abuts against the mounting bracket 2.
  • the deflection (here the displacement) of the collision element 4 is detected again via the sensor 6 and transmitted in the form of corresponding collision signals to the control device of the vehicle.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Platform Screen Doors And Railroad Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Erfassungsvorrichtung (1) zum Erfassen einer Kollision eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, mit einem Kollisionspartner, umfassend eine Montagehalterung (2) zum Verbinden der Erfassungsvorrichtung (1) mit dem Fahrzeug, mindestens einer Kollisionseinheit (4, 5) und mindestens eine Sensoreinrichtung (6). Die Kollisionseinheit (4, 5) umfasst wenigstens ein Kollisionselement (4) zum Kontaktieren des Kollisionspartners und ist mechanisch mit der Montagehalterung (2) verbunden. Der mindestens eine Sensor (6) ist dazu ausgebildet, bedingt durch eine Relativbewegung zwischen der Kollisionseinheit (4, 5) und der Montagehalterung (2) ein Kollisionssignal zu generieren. Die Kollisionseinheit (4, 5) ist über eine Führungseinrichtung (7) mit der Montagehalterung (2) verbunden. Weiterhin wird die Kollisionseinheit (4, 5) durch mindestens ein Fixiermittel (8) in einer Ausgangsstellung relativ zu der Montagehalterung (2) gehalten. Das Fixiermittel (8) ist dazu ausgebildet, die Kollisionseinheit (4, 5) im Falle einer Kollision, bei der eine vorgebbare Kollisionskraft auf das Kollisionselement (4) überschritten wird, derart freizugeben, dass die Kollisionseinheit (4, 5) geführt durch die Führungseinrichtung (7) aus der Ausgangsstellung auslenkbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Kollision eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, mit einem Kollisionspartner. Die Erfassungsvorrichtung umfasst eine Montagehalterung zum Verbinden der Erfassungsvorrichtung mit dem Fahrzeug, mindestens eine Kollisionseinheit und mindestens eine Sensoreinrichtung. Die Kollisionseinheit umfasst wenigstens ein Kollisionselement zum Kontaktieren des Kollisionspartners und ist mechanisch mit der Montagehalterung verbunden ist. Der mindestens eine Sensor ist dazu ausgebildet, bedingt durch eine Relativbewegung zwischen der Kollisionseinheit und der Montagehalterung ein Kollisionssignal zu generieren. Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einer Fahrzeugstruktur und einer daran angeordneten erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs.
  • Aus dem Stand der Technik sind, insbesondere für Schienenfahrzeuge, verschiedene Arten von Bahnräumern bekannt. Bahnräumer dienen bei einem Schienenfahrzeug dazu, Hindernisse auf dem Gleis, und zwar auf den Schienen oder auch im Gleisbett, ab einer gewissen Höhe über der Schienenoberkante zu beseitigen. Manche Bahnräumer verfügen auch über eine Hindernisdetektionseinrichtung, die nach einer Kollision des Bahnräumers mit einem Hindernis ein elektrisches Signal generiert, das von der Steuerelektronik des Schienenfahrzeugs verarbeitet werden kann und beispielsweise eine Schnellbremsung auslöst.
  • Ein einfacher Bahnräumer, der nach dem Prinzip eines Schneepflugs aufgebaut ist und funktioniert, ist beispielsweise aus der EP 1 930 227 A1 bekannt. Ein vergleichbarer Bahnräumer ist auch in der EP 2 017 153 A2 beschrieben. Diese Bahnräumer dienen nur zum Beseitigen von Hindernissen und zum Verhindern von Beschädigungen am Fahrzeug.
  • In der KR 10-0837174 B1 , von der die vorliegende Erfindung ausgeht, ist ein Bahnräumer offenbart, der Hindernisse nicht nur beseitigt, sondern auch erkennt, das heißt im Falle einer Kollision ein weiterverarbeitbares (hier elektrisches) Signal generiert. Die Hinderniserkennung funktioniert auf die Weise, dass das Kollisionselement in Form eines Kollisionsbalkens durch den Aufprall auf ein Hindernis entgegen der Fahrtrichtung bewegt wird und dadurch mit hinter dem Kollisionsbalken angeordneten Sensoren in Kontakt kommt, die basierend auf der Kontaktierung besagtes elektrisches Signal generieren. Der Kollisionsbalken ist dabei mit zwei Armen fest verbunden, die quer zur Fahrtrichtung bzw. Längsrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sind. Die Arme weisen in ihrem höchsten (von der Schienenoberkante entferntesten) Punkt eine Biegung um eine Achse quer zur Fahrzeuglängsrichtung auf und sind hinter der Biegung endseitig mit einer Montagehalterung verbunden, die fest an einer Rahmenstruktur des Fahrzeugs, und zwar dem Drehgestellrahmen, des Schienenfahrzeugs montiert ist. Die Biegung im höchsten Punkt des jeweiligen Arms bewirkt eine gewisse Elastizität in diesem Punkt, die ermöglichen soll, dass der Kollisionsbalken im Augenblick des Aufpralls eines Hindernisses entgegen der Fahrtrichtung zusammen mit dem Arm etwas einfedert, dadurch den Sensor berührt und anschließend wieder in die Ausgangslage ausfedert. Zusätzlich ist zwischen der Montagehalterung und dem jeweiligen Arm noch eine zusätzliche Druckfeder vorgesehen, die das Ausfedern in die Ausgangslage unterstützt.
  • Problematisch bei diesem Stand der Technik ist jedoch, dass im Bereich der Biegung des jeweiligen Arms, das heißt in seinem höchsten Punkt, das Risiko einer durch vorangegangene Kollisionen bedingten plastischen Verformung und/oder Ermüdung des Materials besteht, was verhindert, dass der jeweilige Arm nach der Kollision wieder exakt in die ursprüngliche Ausgangslage ausfedert bzw. einer Kollision den ursprünglich definierten Widerstand entgegensetzt. Dies erfordert häufige, aufwändige Inspektionen und gegebenenfalls den Austausch der den Kollisionsbalken mit dem Fahrzeug verbindenden Arme. Wird dies versäumt, kann es zu einer fehlerhaften Detektion kommen, wenn beispielsweise der Kollisionsbalken bereits durch sehr kleine ungefährliche Hindernisse oder allein durch den Fahrtwind bereits in den Bereich der Sensoren bewegt wird, was wiederum eine nicht notwendige bzw. unerwünschte Schnellbremsung beim Schienenfahrzeug auslösen kann. Eine regelmäßige, aufwändige Überprüfung der Arme ist daher aus Sicherheitsgründen unumgänglich. Der Austausch der Arme führt dabei zu einem erheblichen Montageaufwand, da diese fest mit der Montagehalterung verbunden sind bzw. einstückig mit dieser ausgeführt sind.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Erfassungsvorrichtung, ein Fahrzeug bzw. ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, welche bzw. welches die oben genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße mit sich bringt und insbesondere die Wartungsfreundlichkeit der Komponenten zur Kollisionserfassung erhöht.
  • Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe insbesondere ausgehend von einer Erfassungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man auf einfache Weise die Wartungsfreundlichkeit der Komponenten zur Kollisionserfassung erhöht, wenn die Kollisionseinheit durch Fixiermittel in einer vorgegebenen Position gehalten wird, die erst bei Überschreiten einer vorgebbaren Intensität der Kollision, insbesondere also einer vorgebbaren Kollisionskraft auf das Kollisionselement, ansprechen und eine geführte Auslenkung der Kollisionseinheit bezüglich der Montagehalterung freigeben. Hiermit ist es in einfacher Weise möglich, leichtere Stöße (bei Kollisionen mit entsprechend kleinen bzw. leichten Hindernissen) ohne eine (nennenswerte) Auslenkung der Kollisionseinheit aufzunehmen und solche kleinen bzw. leichten Hindernisse gegebenenfalls auch einfach nur aus dem Weg zu räumen, während schwerere Stöße eine Auslenkung der Kollisionseinheit nach sich ziehen, die detektiert wird und bestimmte Reaktionen im Fahrzeug (beispielsweise eine Signalisierung an den Fahrzeugführer und/oder eine automatische Betätigung der Bremsen etc.) nach sich zieht.
  • Das Freigeben der Auslenkung der Kollisionseinheit erst oberhalb einer gewissen Kollisionsintensität hat zudem den Vorteil, dass zu einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise anhand des Zustands der Fixiermittel und/oder der Position der Kollisionseinheit, einfach erkannt werden kann, dass eine Kollision bestimmter Schwere stattgefunden hat, welche eine entsprechende Wartung erfordert.
  • Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung daher eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Kollision eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, mit einem Kollisionspartner. Die Erfassungsvorrichtung umfasst eine Montagehalterung zum Verbinden der Erfassungsvorrichtung mit dem Fahrzeug, mindestens eine Kollisionseinheit und mindestens eine Sensoreinrichtung. Die Kollisionseinheit umfasst wenigstens ein Kollisionselement zum Kontaktieren des Kollisionspartners und ist mechanisch mit der Montagehalterung verbunden. Der mindestens eine Sensor ist dazu ausgebildet, bedingt durch eine Relativbewegung zwischen der Kollisionseinheit und der Montagehalterung ein Kollisionssignal zu generieren. Die Kollisionseinheit ist über eine Führungseinrichtung mit der Montagehalterung verbunden, wobei die Kollisionseinheit durch mindestens ein Fixiermittel in einer Ausgangsstellung relativ zu der Montagehalterung gehalten wird. Das Fixiermittel ist dazu ausgebildet, die Kollisionseinheit im Falle einer Kollision, bei der eine vorgebbare Kollisionskraft auf das Kollisionselement überschritten wird, derart freizugeben, dass die Kolüsionseinheit geführt durch die Führungseinrichtung aus der Ausgangsstellung auslenkbar ist.
  • Der Sensor kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Bevorzugt ist der Sensor dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von einer Auslenkungsrichtung der Kollisionseinheit aus der Ausgangsstellung ein erstes Kollisionssignal oder ein von dem ersten Kollisionssignal verschiedenes zweites Kollisionssignal zu generieren. Insbesondere in Kombination mit einer geeigneten Anordnung und/oder Führung der Kolüsionseinheit ist es hiermit möglich, unterschiedliche Arten von Kollisionen, die Auslenkungen der Kollisionseinheit in unterschiedlichen Richtungen hervorrufen, zu unterscheiden und demgemäß entsprechend unterschiedliche Reaktionen auszulösen.
  • So kann beispielsweise eine Kollision mit einem Element eines befahrenen Fahrweges, beispielsweise eine Kollision mit einer Schiene eines befahrenen Gleises, wie sie beim Entgleisen des Fahrzeugs auftritt, anhand eines ersten Kolüsionssignals erfasst werden, welches für die hierbei auftretende erste Auslenkung bzw. erste Auslenkungsrichtung spezifisch ist. Ebenso kann eine Kollision mit einem Hindernis auf dem Fahrweg des Fahrzeugs anhand eines zweiten Kollisionssignals erfasst werden, welches für die hierbei auftretende zweite Auslenkung bzw. zweite Auslenkungsrichtung spezifisch ist. Sind die erste und zweite Auslenkungsrichtung unterschiedlich, so können auch die unterschiedlichen Kollisionsarten einfach unterschieden werden und unterschiedliche Reaktionen hervorrufen.
  • Der Sensor kann weiterhin nach einem beliebigen geeigneten Wirkprinzip arbeiten. So können beispielsweise Kontaktsensoren verwendet werden. Bei besonders vorteilhaft, weil wenig verschleißanfälligen Varianten der Erfindung arbeitet der Sensor nach einem kontaktlosen Wirkprinzip.
  • Die Montagehalterung und die Kollisionseinheit können grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise miteinander verbunden sein. Vorzugsweise greifen die Kollisionseinheit und die Montagehalterung im Bereich einer Überlappung ineinander ein, wobei sie im Bereich der Überlappung mittels des Fixiermittels miteinander verbunden sind. Hiermit lassen sich besonders robuste Konfigurationen erzielen.
  • Eine wie zuvor beschriebene Erfassungsvorrichtung dient bevorzugt zur Befestigung an einem Schienenfahrzeug, insbesondere an einem Drehgestellrahmen des Schienenfahrzeugs. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, eine solche Erfassungsvorrichtung nicht nur bei spurgebundenen sondern auch bei nichtspurgebundenen Fahrzeugen einzusetzen.
  • Bei bevorzugten, weil besonders einfach gestalteten Varianten der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung umfasst die Kollisionseinheit mindestens einem Arm, der das Kollisionselement über die Führungseinrichtung mit der Montagehalterung verbindet, wobei der Arm durch das Fixiermittel in der Ausgangsstellung relativ zu der Montagehalterung gehalten wird.
  • Die Führungseinrichtung kann grundsätzlich auf beliebige geeignete Weise ausgebildet sein. So kann sie beispielsweise nach Art einer Linearführung gestaltet sein. Vorzugsweise ist die Führungseinrichtung nach Art einer Gelenkverbindung ausgebildet, da hiermit besonders einfach zu fertigende Konfigurationen erzielt werden können, bei denen zudem in einfacher Weise die oben beschriebenen Auslenkung in unterschiedlichen Auslenkungsrichtungen realisiert werden können.
  • Auch der Arm kann grundsätzlich in beliebiger geeigneter Weise gestaltet sein. Vorzugsweise umfasst der Arm ein Profilelement, insbesondere ein Hohlprofilelement, da hiermit die für die jeweilige Anwendung erforderliche Steifigkeit noch besonders einfache Weise realisiert werden kann.
  • Vorzugsweise weist die Erfassungsvorrichtung zwei quer zur Längsrichtung voneinander beabstandete Arme auf, die das Kollisionselement, beispielsweise einen Kollisionsbalken gemeinsam halten. Beide Arme sind dann mit der Montagehalterung mechanisch verbunden. Die Montagehalterung kann als Verbindungselemente zum Verbinden der Erfassungsvorrichtung mit dem Fahrzeug insbesondere Flanschplatten oder dergleichen aufweisen, die mit dem Fahrzeug beispielsweise durch eine Schraubverbindung verbunden sind und die mit einer Struktur, die zur Lagerung der Arme dient, nämlich der im Weiteren noch näher erläuterten Armhaltestruktur, auf beliebige geeignete Weise verbunden (beispielsweise verschweißt) sind. Die genannte Armhaltestruktur wird dabei im Sinne der Erfindung als Teil der Montagehalterung verstanden.
  • Die Armhaltestruktur kann ebenfalls auf beliebige geeignete Weise gestaltet sein. Bevorzugt umfasst die Armhaltestruktur ein Profilelement, insbesondere ein Hohlprofilelement, wodurch auch in diesem Bereich eine besonders einfache, robust gestaltete Konfiguration erzielt wird. Vorzugsweise ist der Arm in dem Profilelement der Armhaltestruktur schwenkbar gelagert. Bei Varianten, bei denen die Montagehalterung eine dem Arm zugeordnete Armhaltestruktur aufweist, mit welcher der Arm über die Gelenkverbindung schwenkbar verbunden ist, ist die Armhaltestruktur vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie eine Auslenkbewegung des Armes aus der Ausgangsstellung, insbesondere in zwei entgegengesetzten Schwenkrichtungen, begrenzt. Hiermit ist es in einfacher Weise möglich, unterschiedliche bzw. abgestufte Reaktionen auf Kollisionen unterschiedlicher Intensität zu realisieren, insbesondere Kollisionspartnern im Laufe der Kollision unterschiedlich große Widerstände entgegenzusetzen. Hierbei ist es zudem möglich, im Laufe der Kollisionen unterschiedlichen Punkten, beispielsweise bei unterschiedlichen Auslenkungen der Kollisionseinheit, unterschiedliche Reaktionen des Fahrzeugs zu initiieren.
  • Indem die Kollisionseinheit (beispielsweise der jeweilige Arm) geführt (beispielsweise gelenkig) mit der Montagehalterung (gegebenenfalls besagter Armhaltestruktur der Montagehalterung) verbunden ist und die Kollisionseinheit über einen entsprechenden Abschnitt (beispielsweise den Arm) mittels eines Fixiermittels in ihrer Ausgangsstellung gehalten wird, welches Fixiermittel bei einer Kollision, die eine vorgebbare Stärke bzw. Intensität überschreitet, den entsprechenden Abschnitt der Kollisionseinheit (beispielsweise den Arm) freigibt, kann gewährleistet werden, dass eine entsprechend starke Kollision nicht unbemerkt erfolgen kann, während die Kollisionseinheit bei leichteren Kollisionen in ihrer Ausgangsposition gehalten wird. Dies gilt vorzugsweise zumindest für Kollisionen mit relativ geringen Kolüsionskräften bzw. Aufprallkräften, beispielsweise für eine Kollision mit Hindernissen mit einem Gewicht bis zu 5 kg und einer Aufprallgeschwindigkeit bis zu 30 km/h. In diesen Fällen kann das Hindernis beispielsweise in herkömmlicher Weise durch die in ihrer Ausgangsposition gehaltene Kollisionseinheit aus dem Fahrweg beseitigt werden. Bei größeren Kollisionskräften bzw. Aufprallkräften wird das Fixiermittel zur Freigabe der Kollisionseinheit beispielsweise definiert verformt, beispielsweise abgeschert, wodurch der Arm, insbesondere im Verbindungsbereich zur Montagehalterung (also beispielsweise im Bereich der Gelenkverbindung) zumindest zunächst keinen nennenswerten Schaden nimmt. Auch hier kann das Hindernis dann beispielsweise durch die aus ihrer Ausgangsposition ausgelenkte Kollisionseinheit aus dem Fahrweg beseitigt werden.
  • Das Fixiermittel, bei dem es sich beispielsweise um ein bolzenförmiges Element, insbesondere einen Scherstift, handeln kann, lässt sich nach einer Kollision wesentlich einfacher als ein ganzer Arm oder die Gesamtheit aus Montagehalterung und Arm austauschen.
  • Ebenso ist es möglich, das Fixiermittel nach Art eines Rastmittels zu gestalten, welches sich bei Überschreiten einer vorgebbaren Betätigungskraft löst. So kann das Fixiermittel beispielsweise als ein durch eine Feder oder dergleichen vorgespanntes Element gestaltet sein, welches zur Fixierung in eine zugehörige Ausnehmung eingreift und bei einer vorgebbaren Betätigungskraft (beispielsweise über geneigte Kontaktflächen) aus dem Eingriff mit der Ausnehmung gelöst wird, sodass die Kollisionseinheit freigegeben wird.
  • Wenn im Sinne der vorliegenden Erfindung von einer Verformbarkeit des Fixiermittels die Rede ist, ist nicht nur eine irreversible Verformung gemeint, sondern das Fixiermittel kann gegebenenfalls auch reversibel verformbar sein, also im Falle einer Kollision temporär nachgeben, um den Arm freizugeben, sich anschließend aber wieder in den Ursprungszustand zurückverformen (elastische Verformung). Das Fixiermittel besteht aber vorzugsweise aus Metall, da es auf diese Weise höheren Kräften standhält.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung weist die Montagehalterung je Arm eine Armhaltestruktur auf, mit der der Arm über die Gelenkverbindung schwenkbar verbunden ist. Diese Armhaltestruktur ist derart konfiguriert, dass sie die Auslenkbewegung des Arms aus der Ausgangsstellung, nachdem dieser von dem Fixiermittel im Kollisionsfall freigegeben wurde, begrenzt. Auf diese Weise wird der Arm bei einer Kollision mit einer relativ geringen Aufprallkraft kontrolliert ausgelenkt. Die kontrollierte Auslenkung wird wiederum von dem Sensor erfasst und als elektrisches Signal beispielsweise an eine Steuereinrichtung des Schienenfahrzeugs weitergeleitet, die dann wiederum vorzugsweise eine Reaktion des Fahrzeugs (beispielsweise eine Bremsung) einleitet.
  • Die Armhaltestruktur ist insbesondere derart konfiguriert, dass sie die Auslenkbewegung des Arms aus der Ausgangsstellung in zwei entgegengesetzte Schwenkrichtungen begrenzen kann. So ist es mit der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung nicht nur möglich, eine Kollision in Längsrichtung zu detektieren, wodurch der Arm aus seiner Ausgangsstellung in Längsrichtung ausgelenkt würde. Vielmehr kann die Erfassungsvorrichtung zur Detektion einer Entgleisung eines Schienenfahrzeugs eingesetzt werden, bei der dann das Kollisionselement, nachdem die Räder des Schienenfahrzeugs die Schienen verlassen haben, mit der Schienenoberkante in Kontakt kommt und in eine im Vergleich zu einer Kollision mit einem Hindernis auf den Schienen entgegengesetzte Schwenkrichtung ausgelenkt wird. Auch in letzterem Fall gewährleistet die Armhaltestruktur, dass der Arm kontrolliert, und nicht völlig beliebig, ausgelenkt wird, wodurch auch eine entsprechend genaue und zuverlässige Detektion der Auslenkung durch den Sensor erfolgen kann. Auch bei einer durch eine Entgleisung bedingten Auslenkung des Armes kann der Sensor ein entsprechendes Signal an eine Steuereinrichtung des Schienenfahrzeugs senden, wodurch sich eine geeignete Reaktion des Fahrzeugs (beispielsweise eine Schnellbremsung) auslösen lässt.
  • Bei der besagten Armhaltestruktur handelt es sich vorzugsweise um ein Profilelement, insbesondere ein Hohlprofilelement. Ein Hohlprofilelement kann beispielsweise einen rohrförmigen runden oder eckigen oder auch einen U-förmigen Querschnitt haben. Grundsätzlich ist beispielsweise auch ein Profilelement mit einem L-förmigen Querschnitt denkbar. Der Arm ist dann insbesondere in dem Profilelement, das heißt in dessen Innerem, schwenkbar gelagert. Die Begrenzung der Schwenkbewegung erfolgt in diesem Fall dann durch Anstoßen des Arms an dem ihn umgebenden Profilelement.
  • Auch bei dem Arm kann es sich um ein Profilelement, insbesondere ein Hohlprofilelement, handeln, welches ebenfalls die vorgenannten Querschnittsformen haben kann. Handelt es sich bei dem Arm um ein Profilelement, so ist es grundsätzlich auch denkbar, dass der Arm außerhalb der Armhaltestruktur (an dieser) schwenkbar gelagert ist, also die Armhaltestruktur zumindest teilweise umgibt. Die Begrenzung der Schwenkbewegung würde dann durch Anstoßen des Arms an dem in seinem Innern liegenden, die Armhaltestruktur bildenden Profilelement erfolgen.
  • Die Verwendung von Profilelementen für Arm und/oder Armhaltestruktur hat den Vorteil, dass diese eine relativ hohe Steifigkeit bei gleichzeitig relativ geringem Gewicht haben. Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass der Arm, wenn dieser in einem die Armhaltestruktur bildenden Profilelement gelagert ist, auch aus Vollmaterial anstelle eines Profilelements bestehen kann. Umgekehrt ist es auch denkbar, dass die Armhaltestruktur, wenn diese sich zumindest abschnittsweise im Innern eines als Profilelement ausgebildeten Arms befindet, ebenfalls aus Vollmaterial bestehen kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung weist die Kollisionseinheit (beispielsweise der Arm) einen ersten Energieverzehrabschnitt (beispielsweise eine erste Sollknickstelle), auf und/oder die Montagehalterung (beispielsweise die Armhaltestruktur) einen zweiten Energieverzehrabschnitt (beispielsweise eine zweite Sollknickstelle) auf. Hiermit ist es durch eine Energieabsorption im Bereich des betreffenden Energieverzehrabschnitts in vorteilhafter Weise möglich, die im Falle einer Kollision in das Fahrzeug eingeleiteten Lasten zu reduzieren.
  • Mit einer Sollknickstelle ist im Sinne der vorliegenden Erfindung eine definierte Verformungszone gemeint. Bevorzugt liegt die Sollknickstelle in Form einer Querschnittschwächung, besonders bevorzugt in Form einer Materialaussparung, vor. Mit einer Querschnittsschwächung ist eine lokale Schwächung des die Kollisionseinheit (beispielsweise den Arm) bzw. die Montagehalterung (beispielsweise die Armhaltestruktur) bildenden Materials, insbesondere des Profilelements, gemeint. Diese kann beispielsweise durch ein lokal verändertes Materialgefüge oder eine lokale Querschnittsreduzierung hervorgerufen werden. Gerade dann, wenn die Armhaltestruktur und/oder der Arm von einem Profilelement gebildet wird, hat sich eine Materialaussparung als besonders geeignet erwiesen, um die definierte Verformungszone zu bilden. Eine solche definierte Verformungszone bzw. Sollknickstelle hat den Vorteil, dass bei einer Kollision, die eine relativ hohe Aufprallkraft zur Folge hat, die Rahmenstruktur des Fahrzeugs, insbesondere der Drehgestellrahmen eines Schienenfahrzeugs, nicht beschädigt wird. Die Aufprallenergie wird durch die definierte Verformung des Energieverzehrabschnitts (also beispielsweise von Arm und/oder Armhaltestruktur) nicht oder nur in geringem Maße in die Fahrzeugstruktur weitergeleitet. Dies dient dem Schutz des Fahrzeugs vor Beschädigung. Bei einem Schienenfahrzeug kann dadurch außerdem verhindert werden, dass nach einer starken Kollision Bestandteile der Erfassungsvorrichtung unter die Räder des Schienenfahrzeugs geraten und eine Entgleisung hervorrufen.
  • Bevorzugt sind der erste und zweite Energieverzehrabschnitt (also beispielsweise die Sollknickstelle des Arms und die Sollknickstelle der Armhaltestruktur) zueinander fluchtend angeordnet, das heißt der erste und zweite Energieverzehrabschnitt (also beispielsweise die Sollknickstellen) liegen etwa auf gleicher Höhe bezogen auf die Erstreckungsrichtung bzw. die Längsmittelachse von Arm und Armhaltestruktur. Insbesondere liegen der erste und zweite Energieverzehrabschnitt (also beispielsweise die Sollknickstellen von Arm und Armhaltestruktur) quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs fluchtend nebeneinander. So knickt die Erfassungsvorrichtung bei einer schweren Kollision idealerweise an nur einer Stelle ein bzw. ab, nämlich vorzugsweise in einem Bereich, in dem die Kollisionseinheit und die Montagehalterung (also beispielsweise der Arm und die Armhaltestruktur) überlappen (der Arm also beispielsweise in der Armhaltestruktur geführt ist).
  • Der betreffende Energieverzehrabschnitt (also beispielsweise die Sollknickstelle) ist vorzugsweise so konfiguriert, dass er bei Überschreiten einer definierten zweiten Kollisionskraft, die größer als die definierte erste Kollisionskraft ist, bei der das Fixiermittel anspricht (sich also beispielsweise verformt bzw. abschert), wodurch es zu einer Auslenkung (beispielsweise einem Abknicken) des koilisionsseitig des Energieverzehrabschnitts (also beispielsweise vertikal unterhalb der Sollknickstelle) liegenden Abschnitts der Erfassungsvorrichtung führt. Auch in diesem Fall wird jedoch zuvor die Kollisionseinheit durch das Fixiermittel freigegeben, wodurch die Kollisionseinheit ausgelenkt werden kann und der Sensor eine Kollision melden kann.
  • Gemäß noch einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung definiert die Führungseinrichtung (also beispielsweise die Gelenkverbindung) eine Schwenkachse auf, die im Wesentlichen parallel zur Ebene der Radaufstandspunkte verläuft (auf gerader ebener Strecke also im Wesentlichen horizontal verläuft). Die Schwenkachse, um welche die Kollisionseinheit (mithin also beispielsweise der Arm) schwenkbar ist, verläuft quer, insbesondere senkrecht, zur Längsrichtung des Fahrzeugs.
  • Wie bereits erwähnt wurde, ist gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bahnräumers das Fixiermittel ein bolzenförmiges Element, insbesondere ein Scherstift, beispielsweise ein Metallstift. Auch ein elastisches Element, beispielsweise aus Gummi ist als Fixiermittel denkbar. Vorzugsweise ist das Fixiermittel durch eine Aufnahme, insbesondere eine Bohrung, sowohl im Arm als auch in der Montagehalterung, insbesondere der Armhaltestruktur, geführt. Nach Kollisionen, die zwar ein Ansprechen des Fixiermittels aber kein Ansprechen eines Energieverzehrabschnitts (also beispielsweise Einknicken an einer Sollknickstelle) hervorrufen, braucht lediglich ein neuer Bolzen eingesetzt zu werden.
  • Gemäß noch einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bahnräumers ist das Fixiermittel derart konfiguriert, dass es parallel zu der Längsrichtung des Fahrzeugs, das heißt in Aufprallrichtung, verformbar, insbesondere abscherbar, ist. Handelt es sich bei dem Fixiermittel um ein bolzenförmiges Element, so verläuft die Bolzenmittelachse vorzugsweise quer zur Längsrichtung des Fahrzeugs.
  • Gemäß wiederum einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung ist der Sensor ein Abstandssensor, der vorzugsweise so konfiguriert ist, dass er sowohl eine Abstandsvergrößerung als auch eine Abstandsverkleinerung zwischen einem Abschnitt der Kollisionseinheit (beispielsweise dem Arm) und dem Sensor erfassen kann. Auf diese Weise kann der Sensor sowohl eine Kollision mit einem Hindernis im Fahrweg als auch ein Entgleisen erfassen und ein entsprechendes Kollisionssignal generieren (welches im Fall des Entgleisens beispielsweise eine Schnellbremsung des Fahrzeugs auslöst). Der Sensor kann vorzugsweise auch eine Abstandsveränderung zwischen Arm und Armhaltestruktur erfassen, wobei der Sensor in diesem Fall insbesondere an der Armhaltestruktur befestigt ist.
  • Gemäß noch einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bahnräumers ist zwischen dem Kollisionselement und der Montagehalterung eine Höhenverstelleinrichtung vorgesehen. Auf diese Weise kann ein definierter Abstand zwischen dem Kollisionselement und dem Fahrweg (beispielsweise der Schienenoberkante) in einer Höhenrichtung des Fahrzeugs eingestellt werden. So ändert sich durch den Radverschleiß, insbesondere bei einem Schienenfahrzeug, zwangsläufig der Raddurchmesser, wodurch im Laufe der Zeit der Abstand zwischen dem Kollisionselement und dem Fahrweg (beispielsweise der Schienenoberkante) abnimmt. Mit Hilfe der Höhenverstelleinrichtung kann dieser Abstand nachjustiert werden. Bevorzugt wird die Höhenverstelleinrichtung von einem Zahnplattenpaar gebildet, das insbesondere zwischen einem Arm und dem Kollisionselement der Kollisionseinheit angeordnet ist.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit einer Fahrzeugstruktur, wobei an der Fahrzeugstruktur eine erfindungsgemäße Erfassungsvorrichtung angeordnet ist. Hiermit können die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung beschriebenen Vorteile und Varianten in demselben Maße realisiert werden, sodass insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Kolüsionseinheit zur Erzeugung unterschiedlicher Kollisionssignale der Erfassungsvorrichtung für eine erste Kollision mit einem Element eines befahrenen Fahrwegs, insbesondere einer Schiene des Fahrwegs, und eine zweite Kollision mit einem Hindernis auf dem Fahrweg derart angeordnet ist, dass die Kollisionseinheit bei der ersten Kollision und der zweiten Kollision ausgehend von einer Ausgangsstellung eine Auslenkung in unterschiedliche Auslenkungsrichtungen erfährt. Hiermit lassen sich in vorteilhafter Weise diese Kollisionen mit unterschiedlichen Kollisionspartnern unterscheiden.
  • Zusätzlich oder alternativ ist bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug bevorzugt vorgesehen, dass die Erfassungsvorrichtung mit einer Steuereinrichtung des Fahrzeugs verbunden ist, die in Abhängigkeit von unterschiedlichen Kollisionssignalen der Erfassungsvorrichtung unterschiedliche Reaktionen des Fahrzeugs, insbesondere unterschiedliche Bremsvorgänge, auslöst. Hierdurch können in vorteilhafter Weise Kollisionen nach Art und/oder Schwere unterschieden werden und, beispielsweise in Abhängigkeit von einer Gefahrenklassifikation, welcher eine aktuell erfasste Kollision zugeordnet ist, entsprechend angepasste Reaktionen ausgelöst werden.
  • Insbesondere im Zusammenhang mit der vorstehend beschriebenen Erfassung und Unterscheidung von Kollisionen mit unterschiedlichen Kollisionspartnern (beispielsweise der Kollision mit einer Schiene, wie sie beim Entgleisen erfolgt, und der Kollision mit einem Hindernis im Bereich der Schienen) können hierdurch unterschiedliche, der Kollisionssituation angepasste Reaktionen ausgelöst werden.
  • Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist im Fall der Gestaltung als Schienenfahrzeug vorzugsweise eine Armhaltestruktur und einen Drehgestellrahmen mit einer an Drehgestellrahmen montierten erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung auf. Dabei ist das Kollisionselement (beispielsweise ein Kollisionsbalken) vorzugsweise zumindest abschnittsweise in Längsrichtung des Fahrzeugs (Aufprallrichtung) vor den Laufrädern und vertikal über der Fahrspur (im Falle nicht-spurgebundener Fahrzeuge) bzw. vertikal über den Schienen (im Falle spurgebundener Fahrzeuge) angeordnet. Der Abstand zwischen zwischen dem Kollisionselement und der Ebene der Radaufstandspunkte (beispielsweise also auch der Schienenoberkante), liegt vorzugsweise zwischen 50 mm und 150 mm, bevorzugt zwischen 70 mm und 130 mm, besonders bevorzugt zwischen 80 mm und 120 mm.
  • Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Fahrzeugs weist die Erfassungsvorrichtung wenigstens einen Energieverzehrabschnitt, insbesondere wenigstens eine Sollknickstelle, auf. Der wenigstens eine Energieverzehrabschnitt definiert ein Zentrum einer Schwenkbewegung der Kollisionseinheit, die im Falle einer kollisionsbedingten plastischen Deformation des wenigstens einen Energieverzehrabschnitts auftritt. Ein Abstand (a) zwischen dem Zentrum und einem nächstgelegenen Laufrad des Fahrzeugs größer als ein Abstand (b) zwischen dem Zentrum und einem in einer Ebene der Schwenkbewegung von dem Zentrum entferntesten Punkt des Kollisionselements ist. Hierdurch kann in einfacher und zuverlässiger Weise verhindert werden, dass das Kollisionselement im Falle eines Ansprechens des Energieverzehrabschnitts und der daraus resultierenden Auslenkung der Kollisionseinheit in den Bereich der benachbarten Laufräder gelangt, wodurch sich andernfalls ein erhebliches Entgleisungsrisiko ergäbe.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs weist ein Arm und/oder eine Armhaltestruktur der Erfassungsvorrichtung daher eine Sollknickstelle auf. Dabei ist der Abstand zwischen Zentrum der jeweiligen Sollknickstelle und nächstliegendem Rad größer als der Abstand zwischen Zentrum der Sollknickstelle und dem (in der Ebene der Bewegung, die bei Ansprechen der Sollknickstelle erfolgt) davon entferntesten Punkt des Kollisionselements. Auf diese Weise wird zuverlässig verhindert, dass bei einer Kollision, die zu einer Verformung im Bereich der Sollknickstelle führt, Teile der Erfassungsvorrichtung zwischen die Laufräder und den Fahrweg (beispielsweise die Schienen) geraten, was gerade bei einem Schienenfahrzeug zu einer Entgleisung führen könnte.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, bei dem mittels einer erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung im Falle einer Kollision der Kollisionseinheit mit einem Kollisionspartner, bei der eine vorgebbare Kollisionskraft auf das Kollisionselement (4) überschritten wird, durch eine Auslenkung der Kollisionseinheit aus der Ausgangsstellung ein Kollisionssignal generiert wird, das Kollisionssignal in einer Steuereinrichtung des Fahrzeugs verarbeitet wird und die Steuereinrichtung eine Kollisionsreaktion des Fahrzeugs auslöst. Auch hiermit lassen sich die oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Fahrzeug beschriebenen Vorteile und Varianten in demselben Maße realisieren, sodass insoweit auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
  • Hierbei versteht es sich, dass grundsätzlich beliebige geeignete Kollisionsreaktionen ausgelöst werden können. Vorzugsweise umfasst die Kollisionsreaktion des Fahrzeugs eine Ausgabe einer Kollisionsmeldung. Diese Kollisionsmeldung kann beispielsweise (optisch und/oder akustisch) an den Fahrzeugführer ausgegeben werden, welcher dann entsprechende Maßnahmen einleiten kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Kollisionsreaktion die Ausgabe von Steuersignalen für beliebige Komponenten des Fahrzeugs umfassen. Hierbei kann es sich um beliebige Komponenten handeln, welche in Abhängigkeit von diesen Steuersignalen Maßnahmen einleiten, um eine Gefährdung des Fahrzeugs und/oder der Fahrgäste durch die Kollision möglichst weit gehend zu reduzieren. So einzeln oder in beliebiger Kombination Bremseinrichtungen, Antriebseinrichtungen, Energieverzehreinrichtungen des Fahrzeugs (insbesondere zwischen einzelnen Wagen des Fahrzeugs), Türeinrichtungen, Fahrgastinformationseinrichtungen etc. angesteuert werden. Vorzugsweise wird zusätzlich oder alternativ zur Kollisionsmeldung zumindest ein Bremssignal generiert, um das Fahrzeug zu verzögern und somit die Gefahr für Fahrzeug und/oder Passagiere zu reduzieren.
  • Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit denen beispielsweise eine Entgleisungsdetektion realisiert werden kann, wird bedingt durch eine erste Auslenkung der Kollisionseinheit aus der Ausgangsstellung in einer ersten Auslenkungsrichtung, die im Zuge einer ersten Kollision der Kollisionseinheit mit einem Element eines befahrenen Fahrwegs (insbesondere einer Schiene des Fahrwegs) erfolgt, ein erstes Kollisionssignal generiert. Die Steuereinrichtung löst dann bei Vorliegen des ersten Kollisionssignals eine erste Kollisionsreaktion, insbesondere ein Schnellbremssignal, aus.
  • Zusätzlich oder alternativ wird bedingt durch eine zweite Auslenkung der Kollisionseinheit aus der Ausgangsstellung in einer zweiten Auslenkungsrichtung, die im Zuge einer zweiten Kollision der Kollisionseinheit mit einem Hindernis auf einem befahrenen Fahrweg erfolgt, ein zweites Kollisionssignal generiert. Die Steuereinrichtung löst dann bei Vorliegen des zweiten Kollisionssignals eine zweite Kollisionsreaktion, insbesondere wiederum ein Bremssignal, aus.
  • Es versteht sich, dass beim Detektieren eines Entgleisens automatisch eine möglichst starke Bremsung (typischerweise eine so genannte Schnellbremsung) ausgelöst werden kann, während beim Detektieren einer Kollision mit einem Hindernis eine schwächere Reaktion bzw. Bremsung erfolgen kann. Vorzugsweise bemisst sich die Stärke der Reaktion auf die Kollision mit einem Hindernis nach der Intensität der Kollision. Bei bevorzugten Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher vorgesehen, dass die Kollisionseinheit im Zuge der zweiten Kollision bei Überschreiten einer vorgebbaren ersten Kollisionskraft auf das Kollisionselement aus der Ausgangsstellung in der zweiten Auslenkungsrichtung ausgelenkt wird, wobei insbesondere ein Bremssignal ausgelöst wird. Weiterhin erfolgt im Zuge der zweiten Kollision bei Überschreiten einer vorgebbaren zweiten Kollisionskraft auf das Kollisionselement, welche die erste Kollisionskraft überschreitet, insbesondere unter einer plastischen Deformation wenigstens eines Energieverzehrabschnitts der Erfassungsvorrichtung, eine dritte Auslenkung der Kollisionseinheit. Hierbei wird ein drittes Kollisionssignal generiert, wobei die Steuereinrichtung dann bei Vorliegen des dritten Kollisionssignals eine dritte Kollisionsreaktion, insbesondere ein Schnellbremssignal, auslöst.
  • Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen sowie der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, welche auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt. In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1a) bis d)
    verschiedene Ansichten eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs zum Einsatz kommt, welches mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens betrieben werden kann;,
    Figur 2
    eine Schnittansicht der Erfassungsvorrichtung aus Figur 1;
    Figur 3a) und b)
    schematische Darstellungen möglicher Auslenkbewegungen eines Arms einer erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung;
    Figur 4a) und b)
    schematische Darstellungen verschiedener Einstellmöglichkeiten einer erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung;
    Figur 5
    eine schematische Seitenansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit montierter Erfassungsvorrichtung;
    Figur 6
    eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung.
  • Figur 1a) zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung in Form eines Bahnräumers 1. Der Bahnräumer 1 dient zur Montage an einem Schienenfahrzeug in einer Weise, wie sie beispielhaft in Figur 5 dargestellt ist. Im montierten Zustand erlaubt der Bahnräumer 1 ein Erkennen und Beseitigen von Hindernissen auf einem Gleis, insbesondere den Schienen eines Gleises (welches in Figur 1 durch die Radaufstandsebene bzw. die durch die Schienenoberkante definierte Ebene 13 angedeutet ist), sowie die Erfassung eines Entgleisens.
  • Figur 1b) zeigt eine Vorderansicht des Bahnräumers 1 aus Figur 1a).
  • Figur 1c) zeigt eine Schnittansicht des Bahnräumers 1 entlang der Schnittlinie A-A in Figur 1b).
  • Figur 1d) zeigt eine Draufsicht auf den Bahnräumer 1 gemäß Figur 1a).
  • Der Bahnräumer 1 ist mit einer Montagehalterung 2 versehen, die, wie die Figuren 1b) und d) zeigen, zwei Flanschplatten als Verbindungselemente 3 zum Verbinden des Bahnräumers 1 mit dem Fahrzeug sowie zwei mit den Flanschplatten 3 (z. B. durch Schweißen, Nieten, Schrauben oder Kleben etc.) verbundene Armhaltestrukturen 9 aufweist. Die Montagehalterung 2 ist also ein einstückiges Bauteil, welches mit dem Fahrzeug über Schrauben 3.1 verschraubt wird. Sie kann jedoch auch als mehrteilige Komponente ausgeführt werden.
  • Der Bahnräumer 1 weist ferner ein Kollisionselement in Form eines Kollisionsbalkens 4 aus einem Hohlprofil auf, der sich zwischen dem linken und rechten Teil der Montagehalterung, das heißt zwischen den beiden Armhaltestrukturen 9, erstreckt (Figur 1b) und d)). Der Kollisionsbalken 4 verläuft dabei quer zu einer Längsrichtung L, welche die Aufprallrichtung eines möglichen Hindernisses definiert und parallel zu einer Längsrichtung des Fahrzeugs bzw. einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs verläuft. Wie Figur 1b) zeigt, ist der Kollisionsbalken 4 (im geraden, ebenen Gleis) horizontal und parallel zur Ebene 13 angeordnet, welche durch die Schienenoberkanten definiert wird. Hierbei versteht es sich, dass der Kollisionsbalken bei anderen Varianten der Erfindung auch über die beiden Armhaltestrukturen hinausragen kann.
  • Ferner sind zwei Arme 5 vorgesehen, die quer zur Längsrichtung L voneinander beabstandet sind und die den Kollisionsbalken 4 mechanisch mit der Montagehalterung 2, genau genommen den beiden Armhaltestrukturen 9 der Montagehalterung 2, verbinden. Die Arme 5 und der Kollisionsbalken 4 bilden zusammen eine Kollisionseinheit des Bahnräumers 1.
  • Schließlich ist je Arm 5 ein Sensor 6 mit der Montagehalterung 2, genau genommen jeweils mit einer Armhaltestruktur 9, verbunden, der dazu dient, eine Relativbewegung zwischen dem Kollisionsbalken 4 (bzw. dem Arm 5) und der Montagehalterung 2 (bzw. der Armhaltestruktur 9) zu erfassen. Der Sensor 6 kann ein Abstandssensor oder ein Bewegungssensor sein. Im vorliegenden Beispiel arbeitet der Sensor 6 berührungslos. Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Varianten der Erfindung auch ein Kontaktsensor verwendet werden kann.
  • Jeder Arm 5 ist, wie insbesondere die Schnittansicht in Figur 2 entlang der Schnittlinie B-B in Figur 1b) zeigt, über eine Führungseinrichtung in Form einer Gelenkverbindung 7 schwenkbar mit der Montagehalterung 2, insbesondere der Armhaltestruktur 9, verbunden. Der jeweilige Arm 5 wird ferner durch ein bolzenförmiges Fixiermittel 8 in Form eines Scherstiftes aus Metall in seiner in Figur 2 dargestellten Ausgangsstellung relativ zur Montagehalterung 2 gehalten. Mögliche Auslenkungen aus dieser Ausgangsstellung sind in Figur 3 dargestellt und werden im Folgenden noch näher beschrieben.
  • Das bolzenförmige Fixiermittel 8 ist durch Einwirken einer definierten ersten Kraft, die aus einer in den Kollisionsbalken 4 eingeleiteten ersten Kollisionskraft bzw. Aufprallkraft resultiert, verformbar, im konkreten Fall hier durch Abscheren zerstörbar, wodurch der Arm 5 freigegeben wird und aus der Ausgangsstellung ausgelenkt wird.
  • In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel liegt das Fixiermittel in einer (im geraden, ebenen Gleis) horizontalen Ebene, die vertikal unterhalb einer horizontalen Ebene liegt, in der die Gelenkverbindung 7 bzw. die Gelenkachse der Gelenkverbindung 7 verläuft. Erfindungsgemäß ist es aber auch denkbar, dass das Fixiermittel 8 in einer horizontalen Ebene liegt, die vertikal oberhalb der horizontalen Ebene liegt, in der die Gelenkverbindung 7 bzw. Gelenkachse verläuft.
  • Die Armhaltestruktur 9, mit der der Arm 5 über die Gelenkverbindung 7 schwenkbar verbunden ist, ist so konfiguriert, dass sie die Auslenkbewegung des Armes 5, wie die Figuren 3a) und b) zeigen, in zwei entgegengesetzten Auslenkungsrichtungen, nämlich zwei entgegengesetzten Schwenkrichtungen, begrenzt. So ist in Figur 3a) schematisch der Fall dargestellt, dass eine Kollision mit einer in der Längsrichtung L auf den Kollisionsbalken 4 wirkenden Aufprallkraft F erfolgt. Überschreitet die Aufprallkraft F den Wert einer ersten Kollisionskraft, spricht das Fixiermittel 8 an, indem es verformt bzw. abgeschert wird, wodurch der Arm 5 freigegeben und in der Längsrichtung L ausgelenkt wird. Die Armhaltestruktur 9, die wie der Arm 5 aus einem Hohlprofil besteht, ist so steif, dass die Auslenkbewegung durch die Armhaltestruktur 9 in der Längsrichtung L begrenzt wird, sofern ein bestimmtes Kraftniveau nicht überschritten wird, wie nachfolgend noch näher beschrieben wird.
  • Figur 3b) zeigt einen Fall, bei dem die Auslenkbewegung des Arms 5 in die entgegengesetzte Richtung, also entgegen der Längsrichtung L, erfolgt und gegebenenfalls begrenzt wird. Dieser Fall tritt dann auf, wenn das Schienenfahrzeug entgleist und dadurch der Kollisionsbalken 4 auf ein Element des Fahrwegs, nämlich die in Figur 1c) durch die Kontur 13 angedeutete Schienenoberkante, auftrifft, woraus eine Aufprallkraft F in vertikaler Richtung orthogonal zu der Längsrichtung L entsteht, die ebenfalls die erste Kollisionskraft übersteigt, wodurch das Fixiermittel 8 anspricht und den Arm 5 freigibt, sodass der Arm 5 mit dem Kollisionsbalken 4 gegen das vordere Ende der Armhaltestruktur 9 gedrückt wird. Hier kann die Armhaltestruktur 9 so ausgelegt und der Abstand zwischen Gelenkverbindung 7 und Schiene 13 so gewählt sein, dass die Armhaltestruktur 9 standhält.
  • Ein Sensor 6 in Form eines Abstandssensors (siehe Figur 2, Figur 3a) und b)) detektiert die Auslenkung des Armes 5 gegenüber der Ausgangsstellung und erkennt sogar vorzugsweise, ob es sich um eine Abstandsverkleinerung (der Sensor 6 gibt ein erstes Kollisionssignal aus) oder eine Abstandsvergrößerung (der Sensor 6 gibt ein zweites Kollisionssignal aus) handelt. Bei einer Abstandsverkleinerung (erstes Kollisionssignal) kann eine drahtgebunden und/oder drahtlos mit dem Sensor verbundene Steuereinrichtung auf ein Entgleisen und bei einer Abstandsvergrößerung (zweites Kollisionssignal) auf den Aufprall eines im Fahrweg befindlichen Hindernisses schließen. Die Steuereinrichtung kann daraufhin beispielsweise eine Reaktion, wie beispielsweise eine (optische und/oder akustische) Ausgabe einer Kollisionsmeldung sowie ein Bremssignal zur Einleitung einer Bremsung des Fahrzeugs, beispielsweise einer Schnellbremsung beim Entgleisen des Schienenfahrzeugs, auslösen.
  • Überschreitet die Aufprallkraft F eine vorgegebene zweite Kollisionskraft, die zu einer Beschädigung zumindest des Armes 5 und/oder der Armhaltestruktur 9 führt, so ist für diesen Fall ein erster Energieverzehrabschnitt in Form einer Sollknickstelle 5.1 am Arm 5 bzw. ein zweiter Energieverzehrabschnitt in Form einer Sollknickstelle 9.1 an der Armhaltestruktur 9 vorgesehen. Wie insbesondere Figur 1c) zeigt, liegen die beiden Sollknickstellen 5.1 und 9.1, bei denen es sich jeweils um eine Materialaussparung handelt, quer zur Längsrichtung L fluchtend hintereinander, so dass der Bahnräumer 1 ab Überschreiten der zweiten Kollisionskraft im Bereich der beiden Sollknickstellen 5.1 und 9.1 plastisch verformt wird und demgemäß definiert nachgibt. Mithin sprechen also der erste Energieverzehrabschnitt 5.1 und der zweite Energieverzehrabschnitt 9.1 bei Überschreiten der zweiten Kollisionskraft an, wodurch zumindest ein Teil der Kollisionsenergie absorbiert wird und folglich die in die Fahrzeugstruktur eingeleiteten Lasten reduziert werden.
  • Die Figuren 4a) und b) zeigen verschiedene Einstellmöglichkeiten einer Höhenverstelleinrichtung 10, die zwischen dem Kollisionsbalken 4 und dem Arm 5 bzw. der Montagehalterung 2 vorgesehen ist. Bei der Höhenverstelleinrichtung 10 handelt es sich, wie insbesondere Figur 2 veranschaulicht, um ein Zahnplattenpaar 10.1, 10.2, wobei die Zahnplatte 10.1 am Arm 5 und die Zahnplatte 10.2 am Kollisionsbalken 4 montiert ist. Durch Verstellen der Zahnplatten 10.1 und 10.2 relativ zueinander in vertikaler Richtung lässt sich der Abstand x zwischen Kollisionsbalken 4 und Fahrbahnebene bzw. Schienenoberkante 13 einstellen. Der Abstand x entspricht auch dem Abstand zwischen der horizontalen Ebene, in der die Unterseite des Kollisionsbalkens 4 liegt, und der horizontalen Ebene, in der die Unterseite der Lauffläche der Räder 12 des Fahrzeugs liegt (Figur 5). Der Sollwert für x beträgt typischerweise 100 mm, gemessen von der Schienenoberkante (Ebene 13).
  • Auf diese Weise kann eine Abnutzung der Laufräder 12, durch die die Rahmenstruktur 11 und damit der Bahnräumer 1 vertikal absinkt, ausgeglichen werden.
  • Figur 5 zeigt schließfich einen Teil einer Fahrzeugstruktur 11, hier in Form eines Drehgestellrahmens eines Schienenfahrzeugs, und einen daran montierten Bahnräumer 1. Der Kollisionsbalken 4 liegt zumindest abschnittsweise in Längsrichtung L vor den Rädern 12 und vertikal über der Schienenoberkante 13, auf der die Lauffläche der Räder 12 aufliegt.
  • In Figur 5 ist verdeutlicht, dass erfindungsgemäß bevorzugt ist, wenn der Abstand a zwischen dem Zentrum 5.11 bzw. 9.11 der jeweiligen Sollknickstelle 5.1 bzw. 9.1, welches jeweils ein (zumindest annähernd) ein Zentrum einer Schwenkbewegung des Kollisionsbalkens 4 bei Ansprechen der Sollknickstellen 5.1 bzw. 9.1 darstellt, und dem nächstliegenden Rad 12 größer als der Abstand b zwischen dem Zentrum 5.11 bzw. 9.11 der Sollknickstelle 5.1 bzw. 9.1 und dem in der Ebene der Schwenkbewegung davon entferntesten Punkt 4.1 des Kollisionsbalkens 4 ist. Auf diese Weise kann bei einer schweren Kollision eines Hindernisses mit dem Kollisionsbalken 4 in Längsrichtung und dem daraus resultierendem Ansprechen der Sollknickstellen 5.1 bzw. 9.1 kein Bestandteil des Bahnräumers 1 unter die Räder 12 geraten und dadurch eine Entgleisung hervorrufen.
  • Bei bestimmten Varianten der vorliegenden Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Sensor 6 derart mit einem fahrzeugseitig der Sollknickstellen 5.1 bzw. 9.1 liegenden Teil der Montagehalterung 2 verbunden ist, dass er bei einem Ansprechen der Sollknickstellen 5.1 bzw. 9.1 nicht mit ausgelenkt wird. Hiermit ist es möglich, über den Sensor 6 das Ansprechen der Sollknickstellen 5.1 bzw. 9.1 aufgrund der hierbei auftretenden weiteren Abstandsvergrößerung (über den Grenzwert hinaus, der sich beim Anliegen des Arms 5 an der Armhaltestruktur 9 ergibt) zu erfassen und ein drittes Kollisionssignal auszugeben. Dieses dritte Kollisionssignal kann dann beispielsweise von der Steuereinrichtung genutzt werden, um weitere Reaktionen auszulösen.
  • So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass durch das nach Ansprechen der Fixiermittel 8 generierte zweite Kollisionssignal lediglich eine Betriebsbremsung (gegebenenfalls mit möglichst hoher Bremsleistung der Betriebsbremse aber noch für die Passagiere in der Regel problemlos beherrschbarer Verzögerung) ausgelöst werden kann, während durch das nach Ansprechen der Sollknickstellen 5.1 bzw. 9.1 generierte dritte Kollisionssignal (ähnlich wie beim Entgleisen) eine Schnellbremsung (gegebenenfalls mit maximaler Bremsleistung der verfügbaren Bremsanlagen und damit maximal möglicher Verzögerung) ausgelöst wird, um das Fahrzeug auf schnellstem Wege zum Stillstand zu bringen.
  • Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass zusätzlich oder alternativ noch weitere Kollisionssignale vorgesehen sein können, welche der Sensor 6 bei bestimmten Auslenkungen des Arms 5 generiert und denen jeweils entsprechende Reaktionen der Steuereinrichtung zugeordnet sind.
  • Es sei an dieser Stelle weiterhin angemerkt, dass der Bahnräumer 1 auch nach dem Ansprechen der Fixiermittel 8, gegebenenfalls auch noch nach dem Ansprechen der Sollknickstellen 5.1 bzw. 9.1 seine Fähigkeit beibehält, das kollidierende Hindernis auf dem Fahrweg gegebenenfalls beiseite zu räumen bzw. zu verhindern, dass das Hindernis zwischen die Laufräder 12 und die Schienen gelangt. Gegebenenfalls kann er diese Funktion (sofern überhaupt) auch erst mit weit fortgeschrittener Deformation der Sollknickstellen 5.1 bzw. 9.1 verlieren. In jedem Fall weist der Bahnräumer 1 diese Räumfunktion im Fall einer Kollision mit kleineren Hindernissen auf, bei welcher es noch zu keinem Ansprechen der Fixiermittel 8 kommt.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figur 6 ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung 1 beschrieben. Die Erfassungsvorrichtung 1 aus Figur 6 entspricht in ihrer grundsätzlichen Gestaltung und Funktionsweise der Erfassungsvorrichtung 1 aus den Figuren 1 bis 5, sodass hier lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.
  • Ein Unterschied besteht in der Gestaltung der Führungseinrichtung 7, welche die Auslenkung des Kollisionselements 4 nach dem Ansprechen der Fixiermittel 8 übernimmt. Im vorliegenden Beispiel ist die Führungseinrichtung 7 als Linearführung in Form einer Ausnehmung (beispielsweise einer zylindrischen Bohrung) in der Montagehalterung 2 ausgebildet, in der ein mit dem Kollisionselement 4 fest (insbesondere im wesentlichen starr) verbundener Führungsbolzen 5 (beispielsweise ein zylindrischer Bolzen) gleitend gelagert ist.
  • Ein weiterer Unterschied liegt in der Gestaltung der Fixiermittel 8, welche im vorliegenden Beispiel als elastische Rastmittel 8 gestaltet sind. Die Rastmittel weisen an einem elastischen Arm angeordnete Vorsprünge auf, welche jeweils in eine zugehörige Ausnehmung an dem Kollisionselement 4 eingreifen. Die zur Richtung der Kollisionskraft F geneigten Kontaktflächen zwischen den Vorsprüngen der Rastmittel 8 und dem Kollisionselement sowie die Steifigkeit der elastischen Arme der Rastmittel 8 sind so abgestimmt, dass die Rastmittel wiederum bei Überschreiten der ersten Kollisionskraft ansprechen, indem sie durch einen entsprechenden Vorschub des Kollisionselements 4 vollständig aus den Ausnehmungen im Kollisionselement 4 heraus gedrückt werden, wodurch der Formschluss zwischen den Rastmitteln 8 und dem Kollisionselement 4 gelöst wird und dieses (abgesehen von der zwischen den Rastmitteln 8 und dem Kollisionselement 4 wirkenden Reibkraft) im Wesentlichen frei verschieben kann, bis es gegen die Montagehalterung 2 anschlägt.
  • Übersteigt die Kollisionskraft F eine zweite Kollisionskraft, so erfolgt auch hier wiederum eine plastische Deformation der Montagehalterung 2 im Bereich eines Energieverzehrabschnitts in Form einer Sollknickstelle 9.1 der Montagehalterung 2.
  • Auch im vorliegenden Beispiel wird die Auslenkung (hier die Verschiebung) des Kollisionselements 4 wieder über den Sensor 6 erfasst und in Form entsprechender Kollisionssignale an die Steuereinrichtung des Fahrzeugs übermittelt.
  • Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend ausschließlich anhand von Beispielen für Schienenfahrzeuge beschrieben. Es sei hier nochmals erwähnt, dass sie jedoch auch im Zusammenhang mit beliebigen anderen Fahrzeugen Verwendung finden kann.

Claims (15)

  1. Erfassungsvorrichtung (1) zum Erfassen einer Kollision eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, mit einem Kollisionspartner, umfassend
    - eine Montagehalterung (2) zum Verbinden der Erfassungsvorrichtung (1) mit dem Fahrzeug,
    - mindestens einer Kollisionseinheit (4, 5) und
    - mindestens eine Sensoreinrichtung (6), wobei
    - die Kollisionseinheit (4, 5) wenigstens ein Kollisionselement (4) zum Kontaktieren des Kollisionspartners umfasst,
    - die Kollisionseinheit (4, 5) mechanisch mit der Montagehalterung (2) verbunden ist, und
    - der mindestens eine Sensor (6) dazu ausgebildet ist, bedingt durch eine Relativbewegung zwischen der Kollisionseinheit (4, 5) und der Montagehalterung (2) ein Kollisionssignal zu generieren,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Kollisionseinheit (4, 5) über eine Führungseinrichtung (7) mit der Montagehalterung (2) verbunden ist, wobei
    - die Kollisionseinheit (4, 5) durch mindestens ein Fixiermittel (8) in einer Ausgangsstellung relativ zu der Montagehalterung (2) gehalten wird und wobei
    - das Fixiermittel (8) dazu ausgebildet ist, die Kollisionseinheit (4, 5) im Falle einer Kollision, bei der eine vorgebbare Kollisionskraft auf das Kollisionselement (4) überschritten wird, derart freizugeben, dass die Kollisionseinheit (4, 5) geführt durch die Führungseinrichtung (7) aus der Ausgangsstellung auslenkbar ist.
  2. Erfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Sensor (6) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer Auslenkungsrichtung der Kollisionseinheit (4, 5) aus der Ausgangsstellung ein erstes Kollisionssignal oder ein von dem ersten Kollisionssignal verschiedenes zweites Kollisionssignal zu generieren,
    und/oder
    - der Sensor (6) nach einem kontaktlosen Wirkprinzip arbeitet.
  3. Erfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollisionseinheit (4, 5) und die Montagehalterung (2) im Bereich einer Überlappung ineinander eingreifen und im Bereich der Überlappung mittels des Fixiermittels (8) miteinander verbunden sind.
  4. Erfassungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Kollisionseinheit (4, 5) mindestens einem Arm (5) aufweist, wobei
    - der Arm (5) das Kollisionselement (4) über die Führungseinrichtung (7) mit der Montagehalterung (2) verbindet und
    - der Arm (5) durch das Fixiermittel (8) in der Ausgangsstellung relativ zu der Montagehalterung (2) gehalten wird, wobei
    - die Führungseinrichtung (7) insbesondere nach Art einer Gelenkverbindung (7) ausgebildet ist
    und/oder
    - der Arm (5) insbesondere ein Profilelement, insbesondere ein Hohlprofilelement, umfasst.
  5. Erfassungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Montagehalterung (2) eine dem Arm (5) zugeordnete Armhaltestruktur (9) aufweist, mit welcher der Arm (5) über die Gelenkverbindung (7) schwenkbar verbunden ist, wobei
    - die Armhaltestruktur (9) derart ausgebildet ist, dass sie eine Auslenkbewegung des Armes (5) aus der Ausgangsstellung, insbesondere in zwei entgegengesetzten Schwenkrichtungen, begrenzt
    und/oder
    - die Armhaltestruktur (9) ein Profilelement, insbesondere ein Hohlprofilelement, umfasst, wobei der Arm (5) insbesondere in dem Profilelement schwenkbar gelagert ist.
  6. Erfassungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - zur Reduzierung von im Falle einer Kollision in das Fahrzeug eingeleiteten Lasten die Kollisionseinheit (4, 5) einen ersten Energieverzehrabschnitt (5.1), insbesondere eine erste Sollknickstelle (5.1), aufweist und/oder die Montagehalterung (2) einen zweiten Energieverzehrabschnitt (9.1), insbesondere eine zweite Sollknickstelle (9.1), aufweist, wobei
    - der Energieverzehrabschnitt (5.1, 9.1) insbesondere in Form einer Querschnittsschwächung, vorzugsweise in Form einer Materialaussparung, ausgebildet ist,
    und/oder.
    - der erste Energieverzehrabschnitt (5.1) und der zweite Energieverzehrabschnitt (9.1) insbesondere im Wesentlichen fluchtend nebeneinander, vorzugsweise quer zu einer Längsrichtung (L) des Fahrzeugs im Wesentlichen fluchtend, angeordnet sind.
  7. Erfassungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (7) eine Schwenkachse (X) definiert, die quer zu einer Längsrichtung (L) des Fahrzeugs, insbesondere im Wesentlichen senkrecht zu der Längsrichtung (L) des Fahrzeugs, verläuft.
  8. Erfassungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das mindestens eine Fixiermittel (8) ein bolzenförmiges Element, insbesondere ein Scherstift, ist
    und/oder
    - das mindestens eine Fixiermittel (8) derart konfiguriert ist, dass es parallel zu einer Längsrichtung (L) des Fahrzeugs verformbar, insbesondere abscherbar, ist und/oder
    - das mindestens eine Fixiermittel (108) nach Art eines elastisch gelagerten Rastelements ausgebildet ist.
  9. Erfassungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) ein Abstandssensor ist, der vorzugsweise so konfiguriert ist, dass er sowohl eine Abstandsvergrößerung als auch eine Abstandsverkleinerung zwischen der Kollisionseinheit (4, 5) und dem Sensor (6) erfassen kann.
  10. Erfassungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine Höhenverstelleinrichtung (10) zur Verstellung einer Position des Kollisionselements (4) bezüglich der Montagehalterung (9) in einer Höhenrichtung des Fahrzeugs vorgesehen ist, wobei die Höhenverstelleinrichtung (10) insbesondere ein Zahnplattenpaar (10.1, 10.2) umfasst,
    und/oder
    - die Kollisionseinheit (4, 5) dazu ausgebildet ist, einen Kollisionspartner, insbesondere im Falle einer Kollision, bei der die vorgebbare Kollisionskraft auf das Kollisionselement (4) unterschritten wird, aus einem Fahrweg des Fahrzeugs zu räumen.
  11. Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einer Fahrzeugstruktur (11), dadurch gekennzeichnet, dass
    - an der Fahrzeugstruktur (11) eine Erfassungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche angeordnet ist, wobei
    - insbesondere vorgesehen ist, dass die Kollisionseinheit (4, 5) zur Erzeugung unterschiedlicher Kollisionssignale der Erfassungsvorrichtung (1) für eine erste Kollision mit einem Element eines befahrenen Fahrwegs, insbesondere einer Schiene des Fahrwegs, und eine zweite Kollision mit einem Hindernis auf dem Fahrweg derart angeordnet ist, dass die Kollisionseinheit (4, 5) bei der ersten Kollision und der zweiten Kollision ausgehend von einer Ausgangsstellung eine Auslenkung in unterschiedliche Auslenkungsrichtungen erfährt,
    und/oder
    - insbesondere vorgesehen ist, dass die Erfassungsvorrichtung (1) mit einer Steuereinrichtung des Fahrzeugs verbunden ist, die in Abhängigkeit von unterschiedlichen Kollisionssignalen der Erfassungsvorrichtung (1) unterschiedliche Reaktionen des Fahrzeugs, insbesondere unterschiedliche Bremsvorgänge, auslöst.
  12. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Erfassungsvorrichtung (1) wenigstens einen Energieverzehrabschnitt (5.1, 9.1), insbesondere wenigstens eine Sollknickstelle (5.1, 9.1), aufweist, wobei
    - der wenigstens eine Energieverzehrabschnitt (5.1, 9.1) ein Zentrum (5.11, 9.11) einer Schwenkbewegung der Kollisionseinheit (4, 5) definiert, die im Falle einer kollisionsbedingten plastischen Deformation des wenigstens einen Energieverzehrabschnitts (5.1, 9.1) auftritt, und wobei
    - ein Abstand (a) zwischen dem Zentrum (5.11, 9.11) und einem nächstgelegenen Laufrad (12) des Fahrzeugs größer als ein Abstand (b) zwischen dem Zentrum (5.11, 9.11) und einem in einer Ebene der Schwenkbewegung von dem Zentrum (5.11, 9.11) entferntesten Punkt (4.1) des Kollisionselements (4) ist.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, bei dem
    - mittels einer Erfassungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüchen 1 bis 10 im Falle einer Kollision der Kollisionseinheit (4, 5) mit einem Kollisionspartner, bei der eine vorgebbare Kollisionskraft auf das Kollisionselement (4) überschritten wird, durch eine Auslenkung der Kollisionseinheit (4, 5) aus der Ausgangsstellung ein Kollisionssignal generiert wird, das Kollisionssignal in einer Steuereinrichtung des Fahrzeugs verarbeitet wird und die Steuereinrichtung eine Kollisionsreaktion des Fahrzeugs auslöst, wobei
    - die Kollisionsreaktion des Fahrzeugs insbesondere eine Ausgabe einer Kollisionsmeldung und/oder eines Bremssignals umfasst.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
    - durch eine erste Auslenkung der Kollisionseinheit (4, 5) aus der Ausgangsstellung in einer ersten Auslenkungsrichtung, die im Zuge einer ersten Kollision der Kollisionseinheit (4, 5) mit einem Element eines befahrenen Fahrwegs, insbesondere einer Schiene des Fahrwegs, erfolgt, insbesondere zur Entgleisungsdetektion, ein erstes Kollisionssignal generiert wird und die Steuereinrichtung bei Vorliegen des ersten Kollisionssignals eine erste Kollisionsreaktion, insbesondere ein Schnellbremssignal, auslöst
    und/oder
    - durch eine zweite Auslenkung der Kollisionseinheit (4, 5) aus der Ausgangsstellung in einer zweiten Auslenkungsrichtung, die im Zuge einer zweiten Kollision der Kollisionseinheit (4, 5) mit einem Hindernis auf einem befahrenen Fahrweg erfolgt, ein zweites Kollisionssignal generiert wird und die Steuereinrichtung bei Vorliegen des zweiten Kollisionssignals eine zweite Kollisionsreaktion, insbesondere ein Bremssignal, auslöst.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Kollisionseinheit (4, 5) im Zuge der zweiten Kollision bei Überschreiten einer vorgebbaren ersten Kollisionskraft auf das Kollisionselement (4) aus der Ausgangsstellung in der zweiten Auslenkungsrichtung ausgelenkt wird und insbesondere ein Bremssignal ausgelöst wird, und
    - im Zuge der zweiten Kollision bei Überschreiten einer vorgebbaren, die erste Kollisionskraft überschreitenden zweiten Kollisionskraft auf das Kollisionselement (4), insbesondere unter einer plastischen Deformation wenigstens eines Energieverzehrabschnitts (5.1, 9.1) der Erfassungsvorrichtung (1), eine dritte Auslenkung der Kollisionseinheit (4, 5) erfolgt, ein drittes Kollisionssignal generiert wird und die Steuereinrichtung bei Vorliegen des dritten Kollisionssignals eine dritte Kollisionsreaktion, insbesondere ein Schnellbremssignal, auslöst.
EP12177214.9A 2011-07-22 2012-07-20 Kollisionserfassung bei einem Fahrzeug Withdrawn EP2548783A3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011052070A DE102011052070A1 (de) 2011-07-22 2011-07-22 Kollisionserfassung bei einem Fahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2548783A2 true EP2548783A2 (de) 2013-01-23
EP2548783A3 EP2548783A3 (de) 2016-03-02

Family

ID=46551409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP12177214.9A Withdrawn EP2548783A3 (de) 2011-07-22 2012-07-20 Kollisionserfassung bei einem Fahrzeug

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2548783A3 (de)
DE (1) DE102011052070A1 (de)
SG (1) SG187359A1 (de)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT515578A1 (de) * 2014-03-12 2015-10-15 Siemens Ag Oesterreich Vorrichtung zur Hinderniserkennung bei Schienenfahrzeugen
WO2015155420A1 (fr) * 2014-04-07 2015-10-15 Alstom Transport Technologies Dispositif de détection d'obstacle et de déraillement pour un véhicule ferroviaire
EP3072750A1 (de) 2015-03-25 2016-09-28 Bombardier Transportation GmbH Kollisionserkennung für ein fahrzeug
CN107709132A (zh) * 2015-07-23 2018-02-16 川崎重工业株式会社 铁道车辆的排障装置
FR3056177A1 (fr) * 2016-09-21 2018-03-23 Alstom Transport Technologies Dispositif de detection d'obstacle pour un vehicule ferroviaire
CN108189864A (zh) * 2018-01-22 2018-06-22 中冶赛迪装备有限公司 行车轨面障碍物检测及清除装置
CN109835355A (zh) * 2019-01-31 2019-06-04 浙江众合科技股份有限公司 一种接触式列车障碍物检测装置高度调节机构
CN110254479A (zh) * 2019-06-18 2019-09-20 江苏必得科技股份有限公司 障碍物与脱轨检测装置
CN113479239A (zh) * 2021-06-24 2021-10-08 中车株洲电力机车有限公司 一种轨道车辆及其障碍物检测方法与系统
US11193814B2 (en) 2014-03-12 2021-12-07 Siemens Mobility Austria Gmbh Device and method for identifying obstacles for rail vehicles
EP4074574A1 (de) * 2021-04-12 2022-10-19 Bombardier Transportation GmbH Überfahrschutzvorrichtung und fahrzeug mit einer überfahrschutzvorrichtung
EP4095011A1 (de) * 2021-05-26 2022-11-30 SNCF Voyageurs Sensorschutzvorrichtung für ein motorgetriebenes eisenbahnrollmaterial
CN108189864B (zh) * 2018-01-22 2024-05-28 中冶赛迪装备有限公司 行车轨面障碍物检测及清除装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3028235B1 (fr) 2014-11-06 2016-12-23 Alstom Transp Tech Vehicule ferroviaire a dispositif d'obstacle integre et procede associe
CN106004927B (zh) * 2016-06-17 2018-03-27 吉林瑞电科技有限公司 轨道车辆障碍物检测装置
DE102016223737B4 (de) * 2016-11-30 2021-04-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Erkennen einer Kollision eines Schienenfahrzeugs
CN113799839A (zh) * 2020-06-15 2021-12-17 阿尔斯通运输科技公司 用于轨道车辆的障碍物和脱轨检测装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100837174B1 (ko) 2007-03-05 2008-06-11 현대로템 주식회사 장애물 감지장치
EP1930227A1 (de) 2006-12-04 2008-06-11 ANSALDOBREDA S.p.A. Hindernisabweiser für den Frontwagen eines Zuges
EP2017153A2 (de) 2007-07-18 2009-01-21 Hitachi, Ltd. Schienenfahrzeug mit Hindernisabweiser

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4247138A (en) * 1979-04-06 1981-01-27 Quinton Hazell Limited Shock absorbing apparatus for vehicles
DE4303549A1 (de) * 1993-02-08 1994-08-11 Bergische Stahlindustrie Schienenfahrzeug-Stosstange mit Stossverzehrglied
US6764116B2 (en) * 2002-01-18 2004-07-20 Transfreight Technology, Llc Adjustable safety bumper
DE102004025096A1 (de) * 2004-05-21 2005-12-15 Siemens Ag Bahnräumer für Schienenfahrzeuge

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1930227A1 (de) 2006-12-04 2008-06-11 ANSALDOBREDA S.p.A. Hindernisabweiser für den Frontwagen eines Zuges
KR100837174B1 (ko) 2007-03-05 2008-06-11 현대로템 주식회사 장애물 감지장치
EP2017153A2 (de) 2007-07-18 2009-01-21 Hitachi, Ltd. Schienenfahrzeug mit Hindernisabweiser

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10286936B2 (en) 2014-03-12 2019-05-14 Siemens Ag Österreich Device for detecting obstacles for rail vehicles
US11193814B2 (en) 2014-03-12 2021-12-07 Siemens Mobility Austria Gmbh Device and method for identifying obstacles for rail vehicles
AT515578B1 (de) * 2014-03-12 2015-12-15 Siemens Ag Oesterreich Vorrichtung zur Hinderniserkennung bei Schienenfahrzeugen
AT515578A1 (de) * 2014-03-12 2015-10-15 Siemens Ag Oesterreich Vorrichtung zur Hinderniserkennung bei Schienenfahrzeugen
KR102143677B1 (ko) 2014-04-07 2020-08-11 알스톰 트랜스포트 테크놀로지스 철도 차량에 대한 장애물 및 탈선 검출 디바이스
KR20170041169A (ko) * 2014-04-07 2017-04-14 알스톰 트랜스포트 테크놀로지스 철도 차량에 대한 장애물 및 탈선 검출 디바이스
WO2015155420A1 (fr) * 2014-04-07 2015-10-15 Alstom Transport Technologies Dispositif de détection d'obstacle et de déraillement pour un véhicule ferroviaire
EP3072750A1 (de) 2015-03-25 2016-09-28 Bombardier Transportation GmbH Kollisionserkennung für ein fahrzeug
CN107709132A (zh) * 2015-07-23 2018-02-16 川崎重工业株式会社 铁道车辆的排障装置
FR3056177A1 (fr) * 2016-09-21 2018-03-23 Alstom Transport Technologies Dispositif de detection d'obstacle pour un vehicule ferroviaire
EP3299248A1 (de) * 2016-09-21 2018-03-28 ALSTOM Transport Technologies Erkennungsvorrichtung eines hindernisses für schienenfahrzeug
CN108189864A (zh) * 2018-01-22 2018-06-22 中冶赛迪装备有限公司 行车轨面障碍物检测及清除装置
CN108189864B (zh) * 2018-01-22 2024-05-28 中冶赛迪装备有限公司 行车轨面障碍物检测及清除装置
CN109835355A (zh) * 2019-01-31 2019-06-04 浙江众合科技股份有限公司 一种接触式列车障碍物检测装置高度调节机构
CN110254479A (zh) * 2019-06-18 2019-09-20 江苏必得科技股份有限公司 障碍物与脱轨检测装置
EP4074574A1 (de) * 2021-04-12 2022-10-19 Bombardier Transportation GmbH Überfahrschutzvorrichtung und fahrzeug mit einer überfahrschutzvorrichtung
EP4095011A1 (de) * 2021-05-26 2022-11-30 SNCF Voyageurs Sensorschutzvorrichtung für ein motorgetriebenes eisenbahnrollmaterial
FR3123290A1 (fr) * 2021-05-26 2022-12-02 SNCF Voyageurs Dispositif de protection de capteur pour un matériel roulant ferroviaire moteur
CN113479239A (zh) * 2021-06-24 2021-10-08 中车株洲电力机车有限公司 一种轨道车辆及其障碍物检测方法与系统

Also Published As

Publication number Publication date
SG187359A1 (en) 2013-02-28
DE102011052070A1 (de) 2013-01-24
EP2548783A3 (de) 2016-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2548783A2 (de) Kollisionserfassung bei einem Fahrzeug
EP2594452B1 (de) Kupplungsanordnung für die Stirnseite eines spurgeführten Fahrzeuges
EP2072370B1 (de) Energieverzehrvorrichtung für einen Wagenkasten eines mehrgliedrigen Fahrzeuges
EP2233327B1 (de) Mittelbügelsystem für ein Gelenkfahrzeug
EP2277762B1 (de) Schienenfahrzeug mit Crashabsorber-Anordnung, insbesondere Straßenbahn
EP1990251B1 (de) Energieverzehreinrichtung für mehrgliedrige Fahrzeuge
EP3116762B1 (de) Vorrichtung zur hinderniserkennung bei schienenfahrzeugen
EP1153805A2 (de) Sicherheitseinrichtung für die Lagerung von Pedalen
WO2015014455A1 (de) Schutzeinrichtung für einen kraftwagen
DE102013207144A1 (de) Vorderradaufhängung für ein zweispuriges Fahrzeug sowie ein Lenker für eine solche Vorderradaufhängung und ein zweispuriges Fahrzeug mit einer solchen Vorderradaufhängung
EP2969700B1 (de) Sicherheitsvorrichtung für schienenfahrzeuge
AT510958B1 (de) Anordnung zur umlenkung einer durch das versagen einer überlastsicherung im zuge eines zusammenstosses abgetrennten mittelpufferkupplung eines schienenfahrzeugs
DE102006050028A1 (de) Aufkletterschutzvorrichtung für Schienenfahrzeuge
EP1633615B1 (de) Aufkletterschutz für eisenbahnwagen
DE102008062504A1 (de) Schutzvorrichtung für eine Tür eines Kraftwagens
EP2407371A1 (de) Sicherheitsstruktur für Fahrzeuge
WO2016146170A1 (de) Schienenfahrzeug, insbesondere eine lokomotive
DE19817861C2 (de) Kollisionsschutzeinrichtung für Schienenfahrzeuge
EP3530544B1 (de) Deformationsvorrichtung mit aufkletterschutz für schienenfahrzeuge
WO2008090024A1 (de) Mehrgliedriges fahrzeug
DE102012000953A1 (de) Vorrichtung zur Befestigung eines Scheinwerfers an einer Karosserie eines Fahrzeugs
DE102015205283A1 (de) Frontanordnung eines Schienenfahrzeugs sowie Verfahren zum Betreiben und Herstellen des Schienenfahrzeugs
EP3771609B1 (de) Hülsenpuffer mit abschnittsweise ummanteltem stössel
EP0370459B1 (de) Stirnseite eines Eisenbahnreisezugwagens
DE102015210296B4 (de) Crash-Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: B60R 21/0136 20060101ALI20160127BHEP

Ipc: B61L 23/04 20060101AFI20160127BHEP

Ipc: B61F 19/04 20060101ALI20160127BHEP

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160903