Schutzvorrichtung an Strassen Die .bekannten Schutzvorrichtungen gegen das Aus brechen von Fahrzeugen aus. :der Fahrbahn bestehen im ,allgemeinen aus der eigentlichen, starr oder federig auf Pfostengelagerten Schutzwandung (Stahlplanke, Betonplanke, Drahtseile, Gitter, Geländer) und deren Verankerung.
Die Hauptnachteile der bekannten Konstruktionen sind: elastisches Zurückwerfen der Fahrzeuge, relativ brüskes Abbremsen mit Schadenfolgen an Menschen leben -und Material, 'Taschenbildung bei der als Leit schiene gedachten Schutzwandung sowie die Notwen digkeit der Ausführung grösserer Reparaturarbeiten an den Schutzvorrichtungen und Verankerungen ,nach er folgter Stossbeanspruchung. Letzteres ,gilt in besonderem Masse bei der Verankerung der Schutzvorrichtung auf Brückenkörpern.
Diese Hauptnachteile werden bei Schutzvorrichtun gen, bestehend aus Schutzwandung und deren Veran kerung, ,gemäss vorliegender Erfindung dadurch beho ben, @dass im :Kraftfluss zwischen dem Angriffspunkt eines Fahrzeuges auf die Schutzwandung und ihrer Verankerung mindestens ein nachgiebiges, nicht oder retardiert rückfederndes Dämpfungsgliedl angeordnet ist.
Das nachgiebige, nicht oder retardiert rückfedernde Dämpfungsglied kann so ausgebildet sein, dass es! schon bei kleinen Beanspruchungen nachgibt und der Wider standsbeiwert beim Nachgeben zunimmt.
Das Dämpfungsglied kann ferner mindestens bis zu jener Grösse der mechanischen Beanspruchung als Dämpfer wirksam sein, bei welcher andere Konstruk tionsteile der Schutzvorrichtung zu fliessen beginnen oder zerstört werden.
Das Dämpfungsglied kann ferner als Newtonscher Dämpfer oder als Kombination von Feder und Dämpfer nach dem Maxwell- oder Voigt-Kelvin-Modell ausgebil det sein. Die Deformation erfolgt dann beispielsweise durch Auspressen eines Luftpolsters, Verschiebung eines Hydraulikzylinders, bleibende Verformung von Werk stoffen, Verformung von Lockeraggregaten oder Ver- schnebung benachbarter Teile auf einer Reibfläche.
We sentlich ist dabei, dass die Art der Verformung durch kleine Relaxationszeit bzw. Retardationszeit gekenn zeichnet ist.
Das Dämpfungsglied kann auch als Hohlkörper- Zerstörungselement ausgebildet sein, das-beim. Stoss teil weise oder ganz zerstört und nachher :ausgewechselt wird.
Es ergibt sich dabei der Vorteil des raschen An- sprechens des Dämpfungsgliedes nach dem Hookschen Gesetz bei sofortiger Zerstörung der in elastisch-ver- formten Teilen gespeicherten Energie, so @dass ein elasti sches Zurückwerfen auch bei geringen Stössen nicht entsteht.
Durch Ausbildung als. billiger, leicht auswech selbarer Verschleissfieil .kann man besonders wirksame und zugleich wirtschaftliche konstruktive Lösungen er halten.
An -besonders gefährdeten Stellen, wo mit relativ häufigen Anfahrten auf die Schutzvorrichtung zu rech nen ist, kann das Dämpfungsglied so ausgebildet sein, ,dass es wiederholt wirksam ist. Es besteht dann, :analog der Wirkungsweise .beim Zerstörungselement, zweck mässig aus einem federartigen und einem, die in der Feder gespeicherte Energie verzehrenden Element. Beim Stoss deformiert sich die Feder. Der Rückstoss wird gebremst und die Feder :nimmt nach dem Stoss wieder langsam ihre ursprüngliche Form un.
Bei Verwendung von Zerstörungselementen ist es zur leichten Auswechselbarkeit zweckmässig, diese .an .gut zugänglicher Stelle zwischen der Schutzwandung und ihren Abstützorganen anzuordnen.
Hier dient das Dämpfungsglied zugleich als Distanzhalter und verhü tet das Anfahren der Pfosten oder anderer Veranke- rungsteile. Es kann aber auch zwischen den Abstütz- organen und deren Verankerung im Strassenkörper an geordnet werden.
Die Verankerung der Schutzwandung kann auch über .andere Abstützkörper erfolgen, oder diese kann, wie beispielsweise an Betonbrücken, Teil der Tragkon- struktion sein. Die Anordnung des Dämpfungsgliedes ist dann wegen der starren Verankerung im Betonkör per besonders wirkungsvoll.
Erhöhte Wirksamkeit wird erreicht, wenn im Kraft- fluss zwischen Schutzwandung und Verankerung meh rere Dämpfungsglieder angeordnet wenden.
Die Schutzwandung kann aus beliebigem Material (Beton, Stahl, Leichtmetall, Kunststoff, Seile, Geflechte) bestehen. Je nach Verwendungszweck muss dann zwi schen Leit- :und .Fangvorrichtungen unterschieden wer den. Bei vornehmlich .als Leitvorrichtung (Leitplanken) verwendeten Konstruktionen .ist die Schutzwandung (Leitschiene) starr ausgebildet.
Die Formbeständigkeit bleibt währenddes ganzen Stossvorganges erhalten, und die Schiene ist bei minimaler Reibung zwischen Schiene und Fahrzeug leitend wirksam. Die Zuweisung des Leiters an eine formbeständige Wandung einerseits und Aufnahme oder Stossenergie durch das erfindungsgemäss ausgebildete Dämpfungs.glied anderseits bilden ein Hauptmerkmal der Schutzvorrichtung.
Die starre Schutzwandung (Leitschiene) kann aus Beton, Stahl, Leichtmetall oder anderen Baustoffen mit harter, geringe Reibung verursachender Oberfläche be stehen. Die Leitschiene .ist ferner zweckmässig :eicht ausgebildet. Dank dem geringen Gewicht ergibt sich ,dann eine kleine Massenträgheit der Schutzwand und damit ein rasches Ansprechen des Dämpfungs,äliedes.
Die Leitschiene kann mit .einem an sich bekannten Radlaufkörper kombiniert werden. Die erste Stabilisie rung eines von der Fahrbahn abweichenden Fahrzeu ges geschieht dann durch .den Radlaufkörp.er, und die Leitschiene kommt nur allmählich zur Einwirkung.
Bei vornehmlich als Fangvorrichtung (Seile, Netze) verwendeten Konstruktionen ist die .Schutzwandung selbst nachgiebig ausgebildet. Das Dämpfungsglied kann einen -Konstruktionsteil der Schutzwandung dar stellen.
Bei Verwendung von Seilen und Geflechten ist es zweckmässig, diese über Dämpfungsglieder derbeschrie benen Art auf den Pfosten zu befestigen und/oder die Drahtseile selbst mit auf Zug beanspruchten Dämp- fungsglsedern zu versehen.
Dies kann beispielsweise durch überlappende Anordnung von zwei Seilen, oder durch Ausbildung des Spannschlosses ,als Dämpfungs- glied, geschehen.
In der beiliegenden Zeichnung sind vier Ausfüh rungsbeispiele veranschaulicht.
Das erste Beispiel nach Fig. 1 zeigt eine Schutz wandung in Form einer Betonplanke, welche nachgie big auf .Betonsockeln gelagert ist, i@m Querschnitt. Die Planke 1 wird bei -der Montage gemäss den iaus@gezoge- nen Linien der Figur verlegt. Beim Seitenstoss verschiebt sich die Planke 1 längs den Gleitflächen 2, 3 bis zum Anschlag 3a und nimmt dann die durch gestrichelte Linien angedeutete Stellung ein.
Die Verschiebung er folgt durch Überwinden der durch Planken-Auffager- gewscht, Federspannung und gege- bene Reibungskraft. Der Winkel zwischen der Auflager- fläche der Überbrückungsplatte 4 und den, Gleitflä chen 2, 3 ist so bestimmt, dass Selbsthemmung besteht.
Die Anfangsfederkraft ist durch Drehen der Schraube 5 regulierter. Beim Gleitvorgang presst sich die Planke 1 keilartig zwischen die beiden Enden oder Zugfeder 6.
Die Feder 6 wird auf diese Weise weiter gespannt und erhöht die zwischen den beiden .aufeinandergleitenden Kon & truktionsteilen 1, 7 wirksame Reibungskraft. Nach zerstörungsfreiem Stoss wird die Schraube 5 gelöst und die Planke 1 in die ursprüngliche Lage gebracht.
Zur Erhöhung der Stabilität ist es zweckmässig, die Plankenenden auch in Längsrichtung miteinander zu verbinden, was in der Zeichnung, weil vorbekannt, nicht berücksichtigt ist.
In einem zweiten Beispiel nach den Fi.g. 2 und 3 wird !das Grundsätzliche der !graduellen Verformung und des Abbaues der in den elastischen Verformungen gespeicherten Energie veranschaulicht. In diesem Bei spiel besteht die Schutzwandung aus einem planken- förmigen Stahlband, das sich auf Eisenpfosten abstützt.
Fig. 2 stellt einen Horizontalschnitt durch die Planken- Z, und Fig. 3 einen Querschnitt durch die Schutz vorrichtung dar. Die Planke 8 ist über die Schraube 9 und Idas Dämpfungsglied 10 sowie die Schrauben 11 und 12 mit dem Pfosten 13 verbunden, der seiner seits in den Boden 14 eingerammt ist (Fig. 3).
Das als Distanzhalter und Verschleissteil ausgebildete Dämp- fungsglied 10 besteht hier aus drei .ineinanderliegenden Zylindern 15, 16, 17 aus Weichmetall - wobei die Wandstärke der inneren Zylindergrösser ist :als diejenige der äusseren - welche sich beim Stoss plastisch defor mieren und sich leicht auswechseln lassen.
Durch Ver grösserung oder Zahl der Zylinder oderanalog wirksa mer Teile kann die Wirkungsweise verfeinert werden.
Das dritte Beispiel gemäss Fig. 4 zeigt .einen Hori zontalschnitt durch eine Aluminium-Leitplanke mit Dämpfungsglied. Die Planke 18 ist über die Schrauben 19 und den Bügel 20 mit den beiden Pfosten 21 ver- bunden. Am Bügel 20 sind unten zwei Lappen 22 befestigt.
Im durch Bügel 20 und Lappen 22 gebilde- ten Trog liegt das als Hohlkörper-Zerstörungselement ausgebildete Dämpfungsglied <B>23,</B> dessen Querschnitts- fläche in bezug auf Stosskräfte senkrecht zur Planke 18 gegen die .Pfosten 21 hin zunimmt. Je grösser die ma- ximale Stosskraft, desto mehr Zellen des die Stossener gie )aufnehmenden Dämpfungsgliedes werden zerstört.
Das vierte Beispiel ist in Fig. 5 im Querschnitt dargestellt. Die Leitschiene 24 besteht aus einem Stahl- rohr. An den sind .am Stahlrohr 24 zwei Scharniere 25 befestigt, in welche die Bügel 26, 27 ein greifen..
Der untere Bügel 27 ist gelenkig mit dem Bolzen 28 verbunden und dieser am Boden 29 eines Zylinders 30 befestigt. Der Zylinder 30 ist über die Bleche 31 mit den beiden den Pfosten bildenden, U-Ei- sen 32 verschweisst.
Am Boden 29 des Zylinders 30 ist eine Feder 33 befestigt, deren oberes Ende über den Bolzen 34 ge lenkig mit dem Bügel 26 verbunden ist. Aar bewegli chen Kolben 36 ist eine Scheibe 38 befestigt, welche ,als Anschlag dient für zwei .Klappen 35, die mit Hilfe der Scharniere 35.a beweglich @am Kolben 36 befestigt sind. Der Zylinder 30 selbst ist mit einer Bremsflüssig- keit 37 gefüllt.
Beim Stoss gegen die Leitschiene 24 wird die Feder 33 gedehnt, die Klappen 35 legen sich zusammen und es entsteht kein Bremswiderstand. Zieht sich die Feder 33 nachdem Stoss zusammen, öffnen sich die Klappen 35 .bis zum Anschlag 38.
Das Bremsöl 37 wind zwi- sehen Klappen und Kolbenwand hindurchgepresst, so dass sich die .Feder unter zeitlicher Verzögerung retar- RTI ID="0002.0202" WI="7" HE="4" LX="1148" LY="2562"> diert entspannt.
In Fig. 5 .ist auch das Zusammenwirken oder er- findungsgemäss ausgebildeten Leitschiene mit einem Radlaufkörper 39, dessen Verankerung 40 mit dem Pfosten 32 und dem Rad 41 des nichtdargestellten Fahrzeuges veranschaulicht.
Protective devices on roads The known protective devices against breaking out of vehicles. : the roadway generally consists of the actual, rigid or springy protective wall mounted on posts (steel plank, concrete plank, wire ropes, grids, railings) and their anchoring.
The main disadvantages of the known designs are: elastic throwing back of the vehicles, relatively abrupt braking with consequences for human life and material, pocket formation in the protective wall intended as a guardrail and the need to carry out major repairs on the protective devices and anchors, according to this Shock load. The latter applies in particular when the protective device is anchored on bridge bodies.
These main disadvantages of protective devices consisting of protective walls and their anchoring, according to the present invention, are resolved by the fact that in the force flow between the point of application of a vehicle on the protective wall and its anchoring, at least one flexible, non-resilient or retarded resilient damping element is arranged .
The resilient, non-resilient or retarded resilient damping element can be designed so that it! yields even with small loads and the resistance coefficient increases when yielding.
The attenuator can also be effective as a damper at least up to the level of mechanical stress at which other construction parts of the protective device begin to flow or are destroyed.
The attenuator can also be designed as a Newtonian damper or as a combination of spring and damper according to the Maxwell or Voigt-Kelvin model. The deformation then takes place, for example, by pressing out an air cushion, shifting a hydraulic cylinder, permanent deformation of materials, deformation of loosening units or snapping adjacent parts on a friction surface.
It is essential that the type of deformation is characterized by a short relaxation time or retardation time.
The damping element can also be designed as a hollow body destruction element, the-with. Bump partially or completely destroyed and afterwards: is replaced.
The advantage of this is that the attenuator responds quickly according to Hook's law with immediate destruction of the energy stored in elastically deformed parts, so that elastic throwing back does not occur even with minor impacts.
By training as a. Cheaper, easily replaceable wear parts. You can get particularly effective and at the same time economical constructive solutions.
At -particularly endangered places where relatively frequent approaches to the protective device are to be expected, the attenuator can be designed so that it is repeatedly effective. It then consists, analogous to the mode of operation .beim destructive element, expediently of a spring-like element and an element that consumes the energy stored in the spring. The spring deforms when pushed. The recoil is slowed down and the spring: slowly resumes its original shape after the shock.
If destructive elements are used, it is advisable to arrange them in an easily accessible place between the protective wall and their supporting elements for easy replacement.
Here, the attenuator also serves as a spacer and prevents the posts or other anchoring parts from colliding. But it can also be arranged between the supporting members and their anchoring in the road body.
The anchoring of the protective wall can also take place via other support bodies, or this can be part of the supporting structure, for example on concrete bridges. The arrangement of the attenuator is then particularly effective because of the rigid anchoring in the Betonkör.
Increased effectiveness is achieved if several damping elements are arranged in the power flow between the protective wall and anchoring.
The protective wall can be made of any material (concrete, steel, light metal, plastic, ropes, braids). Depending on the intended use, a distinction must then be made between guiding and catching devices. In the case of constructions used primarily as a guide device (guardrails), the protective wall (guardrail) is rigid.
The dimensional stability is retained during the entire impact process, and the rail is conductive with minimal friction between rail and vehicle. The assignment of the conductor to a dimensionally stable wall, on the one hand, and the absorption or impact energy by the damping element designed according to the invention, on the other hand, form a main feature of the protective device.
The rigid protective wall (guardrail) can be made of concrete, steel, light metal or other building materials with a hard, low-friction surface. The guardrail is also expedient: designed to be lightweight. Thanks to the low weight, there is then a small mass inertia of the protective wall and thus a rapid response of the damping element.
The guardrail can be combined with a wheel housing body known per se. The first stabilization of a vehicle deviating from the roadway then takes place through the wheel housing body, and the guardrail only gradually comes into play.
In the case of constructions used primarily as a safety device (ropes, nets), the protective wall itself is designed to be flexible. The attenuator can represent a construction part of the protective wall.
When using ropes and braids, it is advisable to attach them to the post via damping elements of the type described and / or to provide the wire ropes themselves with damping elements which are subjected to tensile stress.
This can be done, for example, by an overlapping arrangement of two ropes or by designing the turnbuckle as a damping element.
In the accompanying drawing, four examples are approximately Ausfüh illustrated.
The first example according to Fig. 1 shows a protective wall in the form of a concrete plank, which is stored nachgie big on .Betonsockeln, i @ m cross-section. The plank 1 is laid during assembly according to the lines drawn in the figure. In the event of a side impact, the plank 1 moves along the sliding surfaces 2, 3 up to the stop 3a and then assumes the position indicated by dashed lines.
The shift takes place by overcoming the plank support, spring tension and the given friction force. The angle between the support surface of the bridging plate 4 and the sliding surfaces 2, 3 is determined so that there is self-locking.
The initial spring force is regulated by turning screw 5. During the sliding process, the plank 1 is pressed like a wedge between the two ends or tension spring 6.
The spring 6 is further tensioned in this way and increases the frictional force effective between the two construction parts 1, 7 sliding one on top of the other. After the non-destructive impact, the screw 5 is loosened and the plank 1 is brought into its original position.
To increase the stability, it is advisable to connect the ends of the planks to one another in the longitudinal direction, which is not taken into account in the drawing because it is already known.
In a second example according to the Fi.g. 2 and 3 the basic principles of the gradual deformation and the reduction of the energy stored in the elastic deformations are illustrated. In this example, the protective wall consists of a plank-shaped steel strip that is supported on iron posts.
Fig. 2 shows a horizontal section through the planks Z, and Fig. 3 shows a cross section through the protection device. The plank 8 is connected via the screw 9 and Idas damping member 10 and screws 11 and 12 to the post 13, which is his is rammed into the ground 14 (Fig. 3).
The attenuator 10, designed as a spacer and wear part, consists of three cylinders 15, 16, 17, one inside the other, made of soft metal - the wall thickness of the inner cylinder being greater than that of the outer one - which deform plastically when impacted and can easily be replaced .
The mode of operation can be refined by increasing the number or number of cylinders or similarly effective parts.
The third example according to FIG. 4 shows a horizontal section through an aluminum guardrail with an attenuator. The plank 18 is connected to the two posts 21 via the screws 19 and the bracket 20. Two tabs 22 are attached at the bottom of the bracket 20.
In the trough formed by the bracket 20 and tabs 22 lies the damping element 23, designed as a hollow body destruction element, the cross-sectional area of which increases in relation to impact forces perpendicular to the plank 18 towards the post 21. The greater the maximum impact force, the more cells in the damping element that absorbs the impact energy are destroyed.
The fourth example is shown in cross section in FIG. The guardrail 24 consists of a steel tube. At the .am steel tube 24 two hinges 25 are attached, in which the brackets 26, 27 engage.
The lower bracket 27 is articulated to the bolt 28 and this is attached to the bottom 29 of a cylinder 30. The cylinder 30 is welded to the two U-irons 32 forming the post via the metal sheets 31.
At the bottom 29 of the cylinder 30, a spring 33 is attached, the upper end of which is connected to the bracket 26 via the bolt 34 ge. A disc 38 is attached to the movable piston 36, which serves as a stop for two .Klappen 35, which are movably attached to the piston 36 with the help of the hinges 35.a. The cylinder 30 itself is filled with a brake fluid 37.
When the guide rail 24 hits, the spring 33 is stretched, the flaps 35 collapse and there is no braking resistance. If the spring 33 contracts after the impact, the flaps 35 open up to the stop 38.
The brake oil 37 winds between the flaps and the piston wall pressed through, so that the .spring retar- RTI ID = "0002.0202" WI = "7" HE = "4" LX = "1148" LY = "2562"> dated relaxed.
In FIG. 5, the interaction or guide rail designed according to the invention with a wheel housing 39, the anchoring 40 of which with the post 32 and the wheel 41 of the vehicle (not shown) is illustrated.