Schienenfahrzeug mit einer Einrichtung zum Passantenschutz sowie Einrichtung zum Passantenschutz Rail vehicle with a device for the protection of passers-by and a device for the protection of passers-by
Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einer Einrichtung zum Passantenschutz im Falle einer Kollision mit der Fahrzeugfront des Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , sowie eine Einrichtung zum Passantenschutz für den Einsatz an The invention relates to a rail vehicle with a device for the protection of pedestrians in the event of a collision with the vehicle front of the vehicle according to the preamble of claim 1, as well as a device for pedestrian protection for use
Schienenfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7. Rail vehicles according to the preamble of claim 7.
Schienenfahrzeuge, wie z.B. Nieder- oder Mittelflurstraßenbahnen oder Stadtbahnen, verkehren zumeist in gemischtem Fahrbetrieb. Dies bedeutet, dass sie Teilnehmer am öffentlichen Verkehr darstellen und damit in Interaktion mit Personen als Straßenbenutzer treten. Rail vehicles, such as Low or medium-floor trams or light rail vehicles, usually run in mixed driving. This means that they represent participants in public transport and thus interact with people as road users.
Seit jeher stellt das Überfahren von Personen, die sich unmittelbar vor dem Fahrzeug befinden, ein Problem dar, da z.B. personenbefördernde Schienenfahrzeuge durch die Aufstandspaarung Metall-Metall zwischen Rad und Schiene, in Verbindung mit der hohen Fahrzeugmasse, in einem längeren Halteweg zum Stillstand kommen als z.B. Automobile, die sowohl weniger Masse als auch durch die Aufstandspaarung Gummi-Asphalt zwischen Rad und Fahrweg eine höhere Friktion aufweisen. Since time immemorial, driving over persons directly in front of the vehicle poses a problem because e.g. Personenbefördernde rail vehicles through the Aufstandssparung metal-metal between the wheel and rail, in conjunction with the high vehicle mass, come to a standstill in a longer than, e.g. Automobiles that have both a lower mass and a higher friction due to the uprising rubber asphalt between the wheel and the track.
Das Überfahren von Personen gestaltet sich in mehreren Bereichen problematisch. Driving over people is problematic in several areas.
Einerseits besteht schon beim "Einziehen" der Person in den Spalt an der Fahrzeugfront unter das Fahrzeug signifikante Verletzungsgefahr. Des Weiteren sind Verletzungen beim Überrollen der eingezogenen Person oder Teilen der Person durch die Räder eigentlich kaum zu vermeiden. Zudem birgt ein offener Kupplungsbereich am Fahrzeug eine zusätzlich hohe Verletzungsgefahr. Kommt ein Schienenfahrzeug zum Stillstand, noch bevor eine bereits unter das Fahrzeug geratene Person in den unmittelbaren Gefahrenbereich der Räder gelangt, kann man lebensgefährliche Verletzungen auf ein Minimalmaß reduzieren, wenn auch niemals gänzlich ausschließen. On the one hand, there is already a significant risk of injury when the person is "pulled in" into the gap at the front of the vehicle. Furthermore, injuries when rolling over the retracted person or parts of the person through the wheels can hardly be avoided. In addition, an open coupling area on the vehicle carries an additional high risk of injury. If a rail vehicle comes to a standstill, even before a person who has already gotten under the vehicle gets into the immediate danger zone of the wheels, one can reduce life-threatening injuries to a minimum, though never completely exclude them.
Schutzsysteme, die in den Begriffsbereich "Abweiser - Obstacle deflector" fallen, sind seit Anbeginn der Schienenfahrzeug-Geschichte bekannt und wurden auch schon in den verschiedensten Ausprägung realisiert. Bekannte Einrichtungen bzw. Lösungen im Bereich Abweiser-Obstacle deflector arbeiten dabei auf Basis der Minimierung der Verletzungsgefahr im Falle des Einziehens oder Überfahrens einer Person in den Spalt an der Fahrzeugfront zwischen Unterboden und Fahrweg.
Im Bereich rein mechanisch abweisender Schutzsysteme und Einrichtungen lag und liegt der Fokus auf der Minimierung von Verletzungen einer Person durch Maßnahmen, die ein Einziehen der bereits teilweise überfahrenen Person in den Aufstandsbereich von Rad und Schiene weitestgehend limitieren oder verhindern sollen. Grundgedanke dieser Systeme ist das Ziel, Personen so lange vom unmittelbaren Gefahrenbereich fernzuhalten, bis das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist. Dabei spielt der Spalt zwischen Fahrzeugunterbau und Fahrweg an der Fahrzeugfront eine entscheidende Rolle. Ist der Spalt hinreichend schmal, sollte es dabei gar nicht erst zu einem Einziehen einer Person unter das Fahrzeug kommen können. Protection systems, which fall into the term "deflector - obstacle deflector", have been known since the beginning of rail vehicle history and have already been implemented in various forms. Known devices or solutions in the area deflector obstacle deflector work on the basis of minimizing the risk of injury in the case of pulling or driving over a person in the gap on the vehicle front between the subfloor and infrastructure. In the area of purely mechanically repellent protective systems and facilities, the focus was and is on minimizing injuries to a person by means of measures which are intended to limit or prevent as far as possible the entry of the partially overrun person into the contact area between the wheel and the rail. The basic idea of these systems is the goal of keeping people away from the immediate danger area until the vehicle has come to a standstill. The gap between the vehicle chassis and the track at the front of the vehicle plays a decisive role. If the gap is sufficiently narrow, it should not even be able to come to a pulling a person under the vehicle.
Allerdings stellen die Einsatzbedingungen des Fahrzeuges geometrische Anforderungen an diesen Spalt: zugesicherte verfügbare Bodenfreiheit beim Befahren von vertikalen Radien (Kuppe und Wanne) in Zusammenhang mit den kinematischen Gegebenheiten der However, the operating conditions of the vehicle make geometric demands on this gap: assured available ground clearance when driving on vertical radii (dome and trough) in connection with the kinematic conditions of the vehicle
Fahrgestellabstände zum vorderen Überhang. Vielfach realisierte Lösungen des Chassis distances to the front overhang. Many realized solutions of the
Personenschutzes sehen vor, dass ein Hindernis von entsprechender Größe, das z.B. eine vor dem Fahrzeug liegende Person darstellt, auf eine unmittelbar am Beginn des Spaltes an der Fahrzeugfront vertikal hängende Struktur trifft. Diese Struktur ist so beschaffen, dass sie Hindernisse bis zu einer gewissen Masse schadlos vor sich herschieben kann. Ist jedoch ein Hindernis so beschaffen, dass es entweder aus Gründen zu großer Masse oder zu großer Reibung gegen die Fahrtrichtung nicht weitergeschoben werden kann, lässt diese Struktur eine weitere Struktur vom Unterboden auf den Fahrweg herunterklappen, bevor die erste zu zerbrechen droht. Dabei bildet diese zweite herunterklappende Struktur eine "Rampe" unmittelbar vor dem ersten Fahrgestell, so dass im Falle des Durchbrechens des Personal protection provides that an obstacle of appropriate size, e.g. represents a person lying in front of the vehicle, on a directly at the beginning of the gap on the vehicle front hanging vertically hangs structure. This structure is designed to hinder obstacles to a certain extent. However, if an obstacle is such that it can not be pushed further either for reasons of too great mass or too much friction against the direction of travel, this structure allows another structure to be folded down from the underbody onto the roadway before the first one threatens to break. In this case, this second down-folding structure forms a "ramp" immediately in front of the first chassis, so that in case of breaking through the
Hindernisses an der ersten Struktur ein "Auflesen" noch vor dem Gefahrenbereich stattfinden kann. Ein derartiges System ist aus der Anwendung bei zum Beispiel Hochflur- Straßenbahnen, beispielsweise Fabrikat„DUEWAG",seit den 1960er Jahren weitläufig bekannt. Obstacle at the first structure a "reading up" can still take place before the danger area. Such a system is widely known from the application to, for example, high-floor trams, such as the "DUEWAG" brand, since the 1960's.
Diese Systeme finden allerdings nur dann sinnvollen Einsatz, wenn eine hinreichend große Bodenfreiheit am Fahrzeug existiert, die ein Hindernis von der Größe einer überfahrenen Person überhaupt sinnvoll vor dem Gefahrenbereich abweisen kann, ohne dass die überfahrene Person zuvor bereits großen Schaden genommen hat. However, these systems find meaningful use only if a sufficiently large ground clearance exists on the vehicle, which can dismiss an obstacle of the size of a person who has been driven over in any meaningful way before the danger zone, without the person who has already traveled having already suffered great damage.
Ein Nachteil dieser Schutzsysteme ist daher, dass die Mehrheit der Fahrzeugtypen, die diese einsetzen, Hoch- oder Mittelflurfahrzeuge sind, welche üblicherweise mit einer geeigneten Bodenfreiheit ausgestattet sind.
Ein weiterer Nachteil ist, dass es zu scharfkantigen Verformungen oder Brüchen an den vorhandenen Schutzstrukturen kommen kann, wenn diese die Last der "zu schiebenden" Person nicht tragen können. A disadvantage of these protective systems is therefore that the majority of vehicle types using them are high or medium floor vehicles, which are usually equipped with a suitable ground clearance. Another disadvantage is that it can come to sharp-edged deformations or fractures of the existing protective structures, if they can not support the burden of the "person to be pushed".
Andere rein mechanische Lösungen zum Überfahrschutz, die im Bereich von Other purely mechanical solutions for rollover protection in the range of
Niederflurfahrzeugen zum Einsatz kommen, funktionieren ähnlich dem oben erwähnten Prinzip für Mittel- und Hochflurbahnen jedoch mit dem Unterschied, dass die erste Low-floor vehicles are used, similar to the above-mentioned principle for middle and high-floor railways with the difference that the first
Schutzstruktur nicht "tragend" ausgeführt ist. Zudem liegen diese ersten Strukturen oder Bügel auch bereits in signifikantem Abstand zur Fahrzeugfront. Dies bedeutet zum einen, dass eine überfahrene Person schon relativ weit unter das Fahrzeug geraten sein muss, bevor sie in Kontakt mit der ersten Struktur kommt. Zum anderen ist diese Struktur nicht dafür ausgelegt, die Person weiter vor sich her zu schieben, sondern lediglich die finale "Fangstruktur" herunterklappen zu lassen. Protective structure is not "carrying" executed. In addition, these first structures or brackets are already at a significant distance from the front of the vehicle. On the one hand, this means that an overridden person must have already gotten far enough under the vehicle before coming into contact with the first structure. On the other hand, this structure is not designed to push the person further in front of him, but merely to let down the final "catching structure".
Der Einsatz von Airbags in einem Schutzsystem für vor dem Fahrzeug befindlichen The use of airbags in a protection system located in front of the vehicle
Personen wurde von der Schienenfahrzeugindustrie zwar bereits beschrieben, aber bislang nur verhalten realisiert - meist aus dem Argument heraus, dass ein Schutzsystem, das ausschließlich aus Airbag-Applikationen besteht, nach der Airbag-Auslösung nicht reversibel in die Ausgangslage gebracht werden kann. Eine derartige Lösung wird beispielsweise u.a. in der DE 102013204555 A1 beschrieben. Although persons have been described by the rail vehicle industry, they have so far only reacted cautiously - mostly on the grounds that a protection system consisting exclusively of airbag applications can not be reversibly returned to its original position after the airbag deployment. Such a solution is for example u.a. described in DE 102013204555 A1.
Eine weitere Schwierigkeit stellt die Formgebung dieser Airbags dar, die ja auch Schutz gegen ein Einziehen in bzw. Überfahren unter das Fahrzeug im Bereich des Spaltes zwischen dem Unterboden an der Fahrzeugfront und dem Fahrweg sicherstellen soll. Another difficulty is the shape of these airbags, which should also ensure protection against retraction in or driving over under the vehicle in the gap between the underbody at the front of the vehicle and the track.
Bekannte Airbagtechnologien erschlaffen nach dem Aufblasvorgang durch Druckabfall. Dadurch stellt sich das Problem der Formhaltigkeit - der Luftsack sollte im aufgeblasenen Zustand, jedenfalls nach dem Aufblasvorgang, zumindest formstabil jenen Zeitbereich überdauern, in dem ein Fahrzeug zum Stillstand gebracht werden kann. Known airbag technologies slacken after inflation by pressure drop. This raises the problem of dimensional stability - the air bag should last in the inflated state, at least after inflation, at least dimensionally stable those time range in which a vehicle can be brought to a standstill.
Relativ weit verbreitete Systeme für den Schutz für vor dem Fahrzeug befindliche Personen stellen sogenannte "Soft-Noses" dar. Hier wird eine dämpfende weiche Schicht, z.B. ein polyurethan(PU)-haltiger Kunststoff, an die vorderste Fahrzeugkontur angebracht, um ein maximales Dämpfen des Aufpralles einer kollidierenden Person mit dem Fahrzeug zu ermöglichen. Diese Systeme bieten allerdings keinen Schutz gegen das Einziehen oder Überfahren von Personen unter das Fahrzeug. Ein derartige Lösung wird beispielsweise in den„Hermelijn"-Niederflur-Straßenbahnen des Betreibers„De Lijn" im Belgischen Gent und
Antwerpen bekannt. Relatively widespread systems for the protection of people in front of the vehicle represent so-called "soft-noses". Here, a damping soft layer, such as a polyurethane (PU) -containing plastic, attached to the frontmost vehicle contour to maximize damping of Impact of a colliding person with the vehicle to allow. However, these systems offer no protection against the pulling or driving over of persons under the vehicle. Such a solution is for example in the "Hermelijn" -Liederflur trams of the operator "De Lijn" in the Belgian Ghent and Antwerp known.
Von den Fahrzeugherstellern wird ferner bereits versucht, die Öffnung an der Fahrzeugfront zwischen Unterboden und dem Fahrweg so klein wie möglich zu halten, um ein Einziehen von Personen unter das Fahrzeug weitestgehend zu unterbinden. Hier gibt es aber den Konflikt von nicht nur vom Betreiber geforderter Mindestbodenfreiheit des Fahrzeugs, sondern auch kinematischen Grenzbedingungen in allen Einsatzbedingungen, vor allem so genannten "Wannenfahrten". In diesen Zuständen durchfährt das Fahrzeug einen vertikalen Radius mit ansteigendem Gradienten ("Wanne" im Gegensatz zur "Kuppe"), der den vertikalen freien Abstand des vordersten Fahrzeugpunktes zum Fahrweg auf ein Minimum reduziert. Dieser Effekt hängt ab von den kinematischen Zusammenhängen zwischen den Abständen des vordersten Fahrzeugpunktes zum Drehpunkt des ersten Fahrgestelles in Kombination des Abstandes dieses Drehpunktes zum Drehpunkt des nächsten Fahrgestelles oder Wagengelenkes. Furthermore, the vehicle manufacturers are already trying to keep the opening on the vehicle front between the underbody and the travel path as small as possible in order to prevent as far as possible the entry of persons under the vehicle. Here, however, there is the conflict of not only required by the operator minimum ground clearance of the vehicle, but also kinematic boundary conditions in all conditions of use, especially so-called "tub rides". In these states, the vehicle passes through a vertical radius of increasing gradient ("pan" as opposed to "dome") which minimizes the vertical free distance of the foremost vehicle point to the travel path. This effect depends on the kinematic relationships between the distances of the foremost vehicle point to the fulcrum of the first chassis in combination of the distance of this fulcrum to the fulcrum of the next chassis or carriage joint.
Der Großteil bisheriger eingesetzter Schutzeinrichtungen, die das Überfahren einer Person verhindern sollen, zielt darauf ab, die Person vor dem direkten Gefahrenbereich, dem Aufstandsbereich von Rad und Schiene, abzuweisen und damit fernzuhalten. Diese meist mehrstufig funktionierenden Abweisersysteme (z.B. DE 102013204555 A1 ) initiieren den Schutzmechanismus erst, wenn ein physischer Kontakt mit dem überrollenden Hindernis den Abweisemechanismus im Bereich unter der Fahrzeugfront auslöst. Das setzt aber bereits ein teilweises Überrollen der Person durch das Fahrzeug voraus. Ein Vorteil von rein The majority of existing protective devices that are intended to prevent a person from driving over, aims to the person in front of the direct danger area, the footprint of the wheel and rail, reject and thus keep away. These mostly multi-stage deflector systems (e.g., DE 102013204555 A1) do not initiate the protection mechanism until physical contact with the overrun obstacle triggers the deflector mechanism in the under-vehicle area. However, this already requires a partial overrunning of the person by the vehicle. An advantage of pure
mechanischen Systemen ist jedoch deren unmittelbares und leichtes Re-Initialisierungs- vermögen nach erfolgter Applikation, sofern keine funktionsmindernden Schäden am System aufgetreten sind. However, mechanical systems have their immediate and easy re-initialisation capability after successful application, provided that no damage has occurred to the system.
Weitere bekannte Lösungen bestehen aus einer Abweiserstruktur, die sich unmittelbar hinter der Fahrzeugvorderkante befindet und, als "Wägelchen" auf eigenen Rollen ausgebildet, mittels schubfester Verbindung zum Unterbau permanent aktiviert ist. Diese Struktur ist schubfest aber höhenvariabel am Unterbau befestigt und kann daher Höhenunterschiede, die der Vorbau während der Fahrt durchführt, ausgleichen und weist durch die eigenen Rollen dabei einen konstanten Abstand zum Fahrweg auf. Nachteil dieser Lösung ist, dass vor allem bei wechselnden Wetterbedingungen wie Schnee und Eis, Sand und Steinen das "Wägelchen" in Mitleidenschaft gezogen wird und mehr ein Hindernis für den Betrieb darstellt. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise an Straßenbahnen in Sevilla oder Zaragoza montiert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Schienenfahrzeug mit einer Einrichtung vorzustellen, welche das komplette "Abweisen" vom Gefahrenbereich einer vor das Other known solutions consist of a Abweiserstruktur, which is located immediately behind the vehicle leading edge and, as a "carts" formed on their own roles, permanently activated by means of shear-resistant connection to the substructure. This structure is shear-resistant but height-variable attached to the substructure and can therefore compensate for differences in height, which performs the stem while driving, and has its own roles while a constant distance from the track on. Disadvantage of this solution is that especially in changing weather conditions such as snow and ice, sand and stones, the "Wägelchen" affected and more of an obstacle to the operation is. Such devices are mounted, for example, on trams in Seville or Zaragoza. The object of the invention is to provide a rail vehicle with a device that the complete "rejection" from the danger zone of a before the
Fahrzeug geratenen Person ermöglicht. Ziel ist es dabei, das Überrollen eines Passanten gänzlich zu verhindern. Vehicle advised person allows. The aim is to completely prevent the passing of a passerby.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Die Erfindung beinhaltet dazu ein Schienenfahrzeug mit einer Einrichtung bzw. eine According to the invention, this object is solved by the features of claims 1 and 13. The invention includes a rail vehicle with a device or a
Einrichtung an sich, die aus einer Anordnung eines oder mehrerer aufblasbarer Strukturen in einem Bereich unter der Frontverkleidung besteht, welche mittels eines Gasmediums aufblasbar ist. Vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass die jeweilige Struktur nicht nur offen, sondern auch einen geschlossenen Körper darstellen kann. Weiter ist vorteilhaft, dass neben anderen verwendeten Materialien die Strukturen aus metallischen Werkstoffen bestehen können. Ebenfalls vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass bei verwendeten metallischen Werkstoffen die Struktur aus einer geschweißten flexiblen Doppelplatine besteht, die über eine Zuführleitung oder einem direkt mit der Struktur verbundenem Gasgenerator mit einem Gasmedium durch Innendruckumformung aufblasbar ist. In Optimierungsschritten kann die Metallstruktur entweder durch Wahl der Wandstärke oder Substitution mit anderen flexiblen Metallstrukturen verändert werden. Device per se, which consists of an arrangement of one or more inflatable structures in an area under the front panel, which is inflatable by means of a gas medium. Advantageously, it is provided that the respective structure can not only open, but also represent a closed body. It is also advantageous that, in addition to other materials used, the structures may consist of metallic materials. It is also advantageously provided that, in the case of metallic materials used, the structure consists of a welded, flexible double plate which can be inflated by internal pressure deformation via a feed line or a gas generator connected directly to the structure with a gas medium. In optimization steps, the metal structure can be changed either by choosing the wall thickness or substituting it with other flexible metal structures.
Im Folgenden beschreibt die Erfindung eine gewählte Ausprägung der aufblasbaren Struktur als geschlossene geschweißte metallische Doppelplatine mit geringer Wandstärke. Diese Wahl stellt nur eine der möglichen Kombinationen der Erfindung dar und beschränkt sich nicht ausschließlich auf diese Auswahl. Um eine hohe Biegenachgiebigkeit bei einer hohen Rissfestigkeit zu erreichen, soll ein spezieller metallischer Membranwerkstoff eingesetzt werden, welcher primär aus einem metallischen, feinmaschigen Drahtnetz besteht. In the following, the invention describes a selected embodiment of the inflatable structure as a closed welded metallic double board with a small wall thickness. This choice represents only one of the possible combinations of the invention and is not limited to this selection. In order to achieve a high Bingenachgiebigkeit with a high crack resistance, a special metallic diaphragm material is to be used, which consists primarily of a metallic, fine-meshed wire mesh.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Struktur flexible, aufblasbare, rissresistente und kontaktresistente Eigenschaften aufweist. Dabei kann die Struktur aus einem metallischen Membranwerkstoff bestehen, welcher eine maschige Drahtstruktur aufweist, wobei die maschige Drahtstruktur ein- oder mehrlagig ausbildbar ist. Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die maschige Drahtstruktur innere und/oder äu ßere Schutzschichten aus elastischen Materialien aufweist. Zum Steuern des Druckverlaufs wird die Struktur von innen mit einer elastischen Folie kaschiert, welche den Gasaustritt mindert oder voll verhindert. Bei sehr engmaschigen Netzstrukturen kann diese Innenfolie, je nach geforderten It is advantageously provided that the structure has flexible, inflatable, crack-resistant and contact-resistant properties. In this case, the structure may consist of a metallic membrane material, which has a meshed wire structure, wherein the meshed wire structure can be formed in one or more layers. It is particularly advantageously provided that the meshed wire structure has inner and / or outer protective layers of elastic materials. To control the pressure curve, the structure is laminated from the inside with an elastic film, which reduces or completely prevents the gas outlet. For very close-meshed network structures, this inner film, depending on the required
Druckabfallvorgaben, auch wegfallen. Um den Widerstand gegen Risse zusätzlich zu verbessern, ist das vollflächige oder partielle Anbringen von zusätzlichen Schutzfolien an der Au ßenhaut möglich.
Nach einem weiteren besonderen Merkmal wird das Aufblasen der Metallstruktur über eine Sensorik ausgelöst, welche an der Fahrzeugfront angeordnet ist. Vorteilhaft ist die Sensorik mit Messmitteln versehen, die den frontalen Aufprall einer Person auf die Fahrzeugfront erkennen und/oder detektieren. Nach einem besonderen Merkmal ist vorgesehen, dass die Metallstruktur im aktivierten Zustand einen geometrieadaptiven Formkörper bildet, der den Hohlraum zwischen dem Fahrzeugunterbau und dem Schienenweg ausfüllt. Das Aufblasen der Metallstruktur erfolgt dabei vorteilhaft mit einer entsprechenden Expansionsgeschwindigkeit, die die Gefahr des Einziehens einer Person unter das Fahrzeug verhindert. Pressure drop specifications, also eliminated. In order to additionally improve the resistance to cracks, it is possible to apply additional protective films to the outer skin over the full surface or partially. According to another particular feature, the inflation of the metal structure is triggered by a sensor, which is arranged on the vehicle front. Advantageously, the sensor system is provided with measuring means which detect and / or detect the frontal impact of a person on the vehicle front. According to a special feature, it is provided that the metal structure in the activated state forms a geometrieadaptiven shaped body, which fills the cavity between the vehicle body and the rail. The inflation of the metal structure is advantageously carried out with a corresponding expansion speed, which prevents the risk of pulling a person under the vehicle.
Vorteilhaft verbindet die Erfindung dabei das Grundprinzip vom kompletten "Abweisen" vom Gefahrenbereich einer vor das Fahrzeug geratenen Person durch Einsatz einer Advantageously, the invention combines the basic principle of the complete "rejection" from the danger zone of a person in front of the vehicle by using a
geschlossenen Metallstruktur, die durch Aufblasung aktiviert wird. Die Lehre beruht au ßerdem auf dem Zusammenspiel von elektromechanisch-pneumatischen closed metal structure, which is activated by inflation. The teaching is based on the interaction of electromechanical-pneumatic
Funktionsweisen. Die Erfindung verhindert dabei sowohl das Einziehen/Überfahren einer unvermutet und unmittelbar vor der Fahrzeugfront auf dem Fahrweg zum liegen kommenden Person in den nominellen Spalt an der Fahrzeugfront, als auch jede weitere Gefahr des Überrollens durch die Schienenräder. Nach Aktivierung kann die geschlossene Metallstruktur unter dem Fahrzeug verbleiben, da sie sich an verändernde Bodenfreiheiten anpasst. Functioning. The invention prevents both the retraction / driving over an unexpected and immediately before the vehicle front on the driveway coming to rest person in the nominal gap on the front of the vehicle, as well as any further risk of rolling over the rail wheels. Once activated, the closed metal structure may remain under the vehicle as it adapts to changing ground clearance.
Die vorliegende Erfindung lässt sich in alle Schienenfahrzeuge mit Frontverkleidung integrieren. Es ist dabei prinzipiell unerheblich, ob es sich um Niederflur-, Mittelflur- oder Hochflurfahrzeuge handelt. Das erfindungsgemäße Schutzsystem kann dabei in alle neuen Schienenfahrzeuge eingebaut werden und auch in alle in Gebrauch befindlichen The present invention can be integrated in all rail vehicles with front panel. It is basically irrelevant, whether it is low-floor, mid-floor or high-floor vehicles. The protection system according to the invention can be installed in all new rail vehicles and also in all in use
Schienenfahrzeuge nachgerüstet werden. Rail vehicles to be retrofitted.
Da die Merkmale der im Anspruch 13 und den zugehörigen Unteransprüchen beschriebenen Einrichtung bereits aus der oben stehenden Beschreibung hervorgehen, wird zur Since the features of the device described in claim 13 and the associated subclaims already emerge from the above description, is
Vermeidung von Wiederholungen auf eine gesonderte Beschreibung der Einrichtung verzichtet. Avoid repetition of a separate description of the device.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten The invention will be described with reference to the drawings
Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden. In den Zeichnungen zeigen Embodiments will be described in more detail. In the drawings show
Fig. 1 a: ein Schienenfahrzeug in einer Seitenansicht mit einer Person im Frontbereich, Fig. 1 b: ein Schienenfahrzeug in einer Vorderansicht mit einer Person im Frontbereich, Fig. 2a: ein Schienenfahrzeug in einer Seitenansicht mit einer mit einer Einrichtung
zum Passantenschutz, 1 a: a rail vehicle in a side view with a person in the front area, Fig. 1 b: a rail vehicle in a front view with a person in the front area, Fig. 2a: a rail vehicle in a side view with one with a device for pedestrian protection,
Fig. 2b: ein Schienenfahrzeug in einer Vorderansicht mit einer Einrichtung zum Fig. 2b: a rail vehicle in a front view with a device for
Passantenschutz, Pedestrian protection,
Fig. 3a: ein Schienenfahrzeug in einer Seitenansicht mit einer mit einer Einrichtung zum Passantenschutz im aktivierten Zustand, 3a shows a rail vehicle in a side view with one with a device for passers-by protection in the activated state,
Fig. 3b: ein Schienenfahrzeug in einer Vorderansicht mit einer Einrichtung zum 3b: a rail vehicle in a front view with a device for
Passantenschutz im aktivierten Zustand, Passover protection in the activated state,
Fig. 4a - c: eine Prinzipdarstellung der Wirkungsweise einer Einrichtung zum 4a-c: a schematic representation of the operation of a device for
Passantenschutz, Pedestrian protection,
Fig. 5a - 5c zeigen schematisch den Aufbau der aufblasbaren Struktur, In Abb. 5b bei nur einem einschichtigen Aufbau (5b) und mit einer zusätzlichen optionalen Aufreißschutzschicht (5c), 5a-5c show schematically the structure of the inflatable structure, in Fig. 5b with only a single-layered structure (5b) and with an additional optional tear-resistant layer (5c),
Fig. 6a - c zeigen verschiedene Ausbildungsarten bzw. Formen der Struktur in FIGS. 6a-c show various forms of formation of the structure in FIG
schematischer Darstellung. schematic representation.
Im Schienenverkehr, insbesondere im innerstädtischen Tram-Verkehr, sind Kollisionen zwischen einem Schienenfahrzeug 1 und Personen (Fu ßgängern) 2 keine Seltenheit. In rail traffic, especially in inner-city tram traffic, collisions between a rail vehicle 1 and persons (pedestrians) 2 are not uncommon.
Insbesondere beim frontalen Aufprall kommt es dabei zu schweren und tödlichen Especially in the frontal impact it comes to serious and deadly
Verletzungen, wenn die Person 2 nach dem Aufprall in den Hohlraum zwischen Injuries, if the person 2 after the impact into the cavity between
Schienenfahrzeug 1 und Untergrund 3 gerät. Die Einrichtung 4 besteht dazu aus mindestens einer Struktur 7, welche mittels eines Gasmediums 6 aufblasbar ist, um jenen Zeitbereich formstabil zu überdauern, in dem das Fahrzeug zum Stillstand gebracht werden kann. Rail vehicle 1 and underground 3 device. The device 4 consists of at least one structure 7, which is inflatable by means of a gas medium 6 in order to survive in that dimensionally stable form in which the vehicle can be brought to a standstill.
Durch die erfindungsgemäße Einrichtung soll das Verletzungsrisiko signifikant zu verringert werden, indem der Hohlraum zwischen Schienenfahrzeug 1 und Untergrund 3 unmittelbar vor oder nach der Kollision durch die an der Unterseite der Schienenfahrzeugfront angebrachte Einrichtung 4 derart gefüllt wird, dass die an der Kollision beteiligte Person 2 nicht unter das Schienenfahrzeug 1 geraten kann und vorzugsweise neben die By means of the device according to the invention, the risk of injury is to be significantly reduced by filling the cavity between rail vehicle 1 and ground 3 immediately before or after the collision by the device 4 mounted on the underside of the rail vehicle front such that the person 2 involved in the collision does not can fall under the rail vehicle 1 and preferably in addition to the
Fahrzeuggleise abgelenkt wird. Auch dabei sind Verletzungen nicht auszuschließen, diese sollten jedoch deutlich geringer und ohne Lebensgefährdung ausfallen, (siehe Fig. 1 und 2) Vehicle tracks is distracted. In this case, injuries can not be ruled out, but these should be much smaller and without endangering life (see FIGS. 1 and 2).
Eine Strukturmaterial-Auswahl der erfindungsgemäßen Einrichtung basiert dabei auf einer Struktur 7, ausgeprägt als Metallstruktur, nämlich auf einer Dünnblechstruktur, welche durch ein über Zuführleitungen 1 1 eingebrachtes Gasmedium 6 expandiert bzw. aufgeblasen wird (verschiedene Aufblaszustände 8, 9, Fig. 3 und 4). Die Struktur kann dazu auch direkt mit einem Gasgenerator verbunden sein (nicht dargestellt).
Vorteilhaft ist, dass durch die Wandstärke die Flexibilität der Metallstruktur einstellbar ist und diese Struktur als„Tailored Blank" in Form geschweisster Doppelplatinen vorliegen kann, wobei auch alternative, weichere Metall-Materialien denkbar sind. Dabei ist diese Anordnung im Ausgangszustand vor Aktivierung einer Detektionstechnologie (nicht Inhalt dieser Erfindung) von au ßen nicht sichtbar. Das Auslösen der Einrichtung erfolgt über eine Sensorik 10, welche an der Schienenfahrzeugfront adaptiert wird und welche auf optischen, mechanischen oder anderer Messprinzipien den frontalen Aufprall einer Person 2 detektiert oder den Aufprall vorhersieht. Der Mechanismus ist dabei bezüglich der A structure material selection of the device according to the invention is based on a structure 7, pronounced as a metal structure, namely on a thin sheet structure, which is expanded or inflated by a gas medium 6 introduced via feed lines 11 (different inflator states 8, 9, FIGS. 3 and 4) ). The structure can also be connected directly to a gas generator (not shown). It is advantageous that the flexibility of the metal structure can be set by the wall thickness and this structure can be in the form of "tailored blank" in the form of welded double plates, whereby alternative, softer metal materials are also conceivable. The device is triggered by a sensor system 10, which is adapted to the rail vehicle front and which detects the frontal impact of a person 2 or predicts the impact by optical, mechanical or other measurement principles is with respect to the
Expansionsgeschwindigkeit derart ausgelegt, dass die vollständige Endgeometrie des Formkörpers bereits dann erreicht ist, bevor die Gefahr des "Hineinziehens" der Person entsteht. Dies sind im Regelfall wenige Millisekunden. Expansionsgeschwindigkeit designed so that the complete final geometry of the molding is already reached before the risk of "pulling in" of the person arises. These are usually a few milliseconds.
Um den Anforderung einer dauerhaft sicheren Funktionalität der To meet the requirement of permanently secure functionality
Personenschutzkomponente nachkommen zu können, muss die Struktur flexible, aufblasbare, rissresistente und kontaktresistente Eigenschaften aufweisen. To be able to comply with the personal protection component, the structure must have flexible, inflatable, crack-resistant and contact-resistant properties.
Um eine hohe Biegenachgiebigkeit bei einer hohen Rissfestigkeit zu erreichen, soll ein spezieller metallischer Membranwerkstoff eingesetzt werden, welcher primär aus einem metallischen, feinmaschigen Drahtnetz besteht. Die maschige Drahtstruktur 12 kann einlagig oder mehrlagig ausgeführt sein und innere und/oder äu ßere Schutzschichten aus elastischen Materialien aufweisen. In order to achieve a high Bingenachgiebigkeit with a high crack resistance, a special metallic diaphragm material is to be used, which consists primarily of a metallic, fine-meshed wire mesh. The meshed wire structure 12 may be single-layered or multi-layered and have inner and / or outer layers of elastic materials.
Zum Steuern des Druckverlaufs kann die Struktur von innen mit einer elastischen Folie 13 kaschiert werden, welche den Gasaustritt mindert oder voll verhindert. Bei sehr To control the pressure curve, the structure can be laminated from the inside with an elastic film 13, which reduces or completely prevents the gas outlet. At very
engmaschigen Netzstrukturen kann diese Innenfolie, je nach geforderten close-meshed network structures, this inner film, depending on the required
Druckabfallvorgaben, auch wegfallen. Um den Widerstand gegen Risse zusätzlich zu verbessern, ist das vollflächige oder partielle Anbringen von zusätzlichen Schutzfolien 14 an der Außenhaut möglich. Die Fig. 5a bis 5c zeigen schematisch den Aufbau der aufblasbaren Struktur 7. In Fig. 5b ist ein einschichtiger Aufbau Netzstruktur 12 - Gassperrfolie 13 und in Fig. 5c ein mehrschichtiger Aufbau mit einer zusätzlichen optionalen Aufreißschutzschicht 14 dargestellt, welche auch nur partiell angebracht sein kann. Pressure drop specifications, also eliminated. In order to additionally improve the resistance to cracks, the full-area or partial attachment of additional protective films 14 on the outer skin is possible. FIGS. 5a to 5c schematically show the structure of the inflatable structure 7. FIG. 5b shows a single-layer structure net structure 12 - gas barrier foil 13 and in FIG. 5c a multilayer construction with an additional optional tear protection layer 14, which may also be only partially attached can.
Für die erfindungsgemäße Struktur 7 kommen insbesondere folgende Drahtnetze zur Anwendung: For the structure 7 according to the invention, in particular the following wire nets are used:
Edelstahldrahtgewebe: Hochfeste rostfreie Werkstoffe (Materialien 1 .4306, 1 .4301 oder ähnliche, HSS und UHSS) Stainless steel wire mesh: high strength stainless materials (materials 1 .4306, 1 .4301 or similar, HSS and UHSS)
Netzdichte (mesh): Die Struktur des Drahtgewebes (Maschendichte,
Drahtdurchmesser, Webemuster) ist lastfallspezifisch zu Mesh density: the structure of the wire mesh (mesh density, Wire diameter, weave pattern) is case-specific too
wählen. Für einlagige Strukturen können z.B. Drahtgewebe mit einer Maschendichte von ca. 45x46 Maschen pro Zoll und einem Drahtdurchmesser von rund 200 μηι eingesetzt werden. Der Einsatz sowohl noch feinerer Strukturen (Maschenweite bis 5 μηι z.B. als zusätzliche Gassperrfolie (zweite Lage)) als auch gröberer Strukturen für die tragende Schicht mit choose. For single layer structures, e.g. Wire mesh with a mesh density of about 45x46 mesh per inch and a wire diameter of about 200 μηι be used. The use of even finer structures (mesh size up to 5 μηι, for example, as additional gas barrier foil (second layer)) as well as coarser structures for the supporting layer with
Maschenweiten bis 5 mm ist anwendungsspezifisch Mesh sizes up to 5 mm are application-specific
festzulegen. set.
Struktur der Netze: Anwendbar sind wohl orthogonal gewobene Netze ("Plane weave") als auch Netze mit anderen Webemustern. Diese werden nach den geforderten in-plane Steifigkeiten Structure of the nets: Applicable are probably orthogonal woven nets ("plane weave") as well as nets with other weave patterns. These are made according to the required in-plane stiffnesses
(richtungsabhängiges Verhalten auf Zug und Schub) gewählt. (Directional behavior on train and thrust) selected.
Um eine hohe Duktilität zu erreichen, können die Netze nach dem Weben auch geglüht werden. Zur Herstellung der Struktur können To achieve a high ductility, the nets can also be annealed after weaving. For the production of the structure can
ebene Drahtnetze aufeinander gelegt und geschlossen gefügt werden (Fig. 6a), torische Drahtnetze an beiden Enden gefügt werden (Fig. 6b) planar wire nets are placed one on top of the other and joined together (FIG. 6a), toric wire nets are joined at both ends (FIG. 6b)
oder kissenartige Strukturen, die direkt gewoben werden (Fig. 6c). or pillow-like structures that are woven directly (Figure 6c).
Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug 1 umfasst eine Einrichtung (Abweiser-Obstacle deflector), die dem Stoßverzehrsystem des Fahrzeuges vorgelagert ist und welches ohne Auslösung durch eine Aktivierungseinrichtung nicht anspricht. Dies soll die volle The rail vehicle 1 according to the invention comprises a device (deflector obstacle deflector), which is upstream of the shock absorption system of the vehicle and which does not respond without triggering by an activation device. This should be the full
Funktionsfähigkeit des darüber befindlichen Stoßverzehrsystems bei Crashes ohne Functioning of the overlying shock absorption system in crashes without
Überfahr-Gefahr einer Person sicherstellen. Ensure a person's ride-over risk.
Die Auslösung des Abweisers-Obstacle deflectors erfolgt entweder durch den Fahrer mittels Betätigung einer Einrichtung am Fahrerpult oder durch die automatische The triggering of the deflector obstacle deflector is either by the driver by means of a device on the driver's desk or by the automatic
Detektionstechnologie (nicht Inhalt dieser Erfindung) der im Vorfeld des Schienenfahrzeuges integrierten Detektionseinrichtung. Jedenfalls löst das erste Ansprechen einer dieser Einrichtungen den Abweiser-Obstacle deflector aus. Dabei bläst ein Gasgenerator die geschlossene Metallstruktur, die gefaltet in Ausgangsposition liegt, auf. Je nach Geometrie der geschlossenen, gefaltet angebrachten Metallstruktur wird während des Aufblasens und Entfaltens Richtung Fahrweg eine zusätzliche Abweiserbewegung durchgeführt, die die im Überfahrenwerden befindliche(n) Person(en) sozusagen unter dem Fahrzeug herausbewegt. Dies setzt natürlich eine Abstimmung der Geometrie der geschlossenen Metallstruktur an die Verhältnisse zwischen Frontverkleidung und Fahrweg voraus.
Die geschlossene, gefaltet angebrachte Metallstruktur kann auch mehrteilig ausgeführt sein, um besondere Krümmungen des Stoßbügels auszugleichen. Detection technology (not content of this invention) of the integrated in advance of the rail vehicle detection device. In any case, the first response of one of these devices triggers the deflector obstacle deflector. In this case, a gas generator inflates the closed metal structure, which lies folded in the starting position. Depending on the geometry of the closed, folded metal structure, an additional deflecting movement is performed during inflation and deployment in the direction of the travel path, which moves the person (s) who are being driven over, so to speak under the vehicle. Of course, this requires a coordination of the geometry of the closed metal structure to the relationships between the front panel and the track. The closed, folded attached metal structure can also be designed in several parts to compensate for particular curvatures of the shock bar.
Ein besonderes Merkmal der aktivierten (=aufgeblasenen) geschlossenen Metallstruktur und damit eine deutliche Verbesserung zu bekannten Airbag-Technologien ist, dass diese nach dem Aufblasvorgang formstabil in Lage und Position bleibt. Dies bedeutet, dass nach Druckbeaufschlagung (=Aufblasvorgang) per se kein (konstanter) Druck in der Struktur mehr sein muss, um diese in aufgeblasenen Zustand zu behalten. Die geschlossenen A special feature of the activated (= inflated) closed metal structure and thus a significant improvement over known airbag technologies is that it remains dimensionally stable in position and position after the inflation process. This means that after pressurization (= inflation) per se no (constant) pressure in the structure must be more to keep them in the inflated state. The closed
Metallstruktur kann sich jedoch vielmehr an sich ändernde vertikale Platzverhältnisse wie z.B. an eine Verringerung der nominellen Bodenfreiheit zwischen Stoßbügel und Fahrweg anpassen: sie wird durch das Eigengewicht des Fahrzeuges ganz einfach However, metal structure can rather be adapted to changing vertical space conditions such as e.g. to adapt to a reduction in nominal ground clearance between bumper and track: it is quite simple by the weight of the vehicle
zusammengedrückt. Nach dieser Reduktion der Höhe der geschlossenen Metallstruktur verbleibt diese im Zustand der reduzierten Höhe. pressed together. After this reduction in the height of the closed metal structure remains in the state of reduced height.
Der gesamt Vorgang der Hinderniserkennung sowie Auslösung und Aufblasung der geschlossenen Metallstruktur soll dabei in Echtzeit geschehen. Durch die vorliegende Erfindung soll in jedem Fall die parallel stattfindende Aktion zum Schutz von Personen hinsichtlich des Überfahrens ergänzt werden: das rechtzeitige Anhalten des The entire process of obstacle detection and triggering and inflating the closed metal structure should be done in real time. In any case, the present invention is intended to supplement the parallel action for the protection of persons with regard to overrunning: the timely stopping of the override
Schienenfahrzeuges, bevor eine Person durch Einziehen / Überfahren unter das Fahrzeug verletzt werden kann.
Rail vehicle before a person can be injured by pulling / driving under the vehicle.