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Die
Erfindung betrifft einen Anpralldämpfer an Verkehrswegen mit
zusammenwirkenden Dämpferelementen,
die zumindest an einer Außenseite des
Anpralldämpfers
in Fahrtrichtung in Reihe hintereinander angeordnet sind.
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Aus
der
US 4,583,716 ist
ein gattungsgemäßer Anpralldämpfer bekannt,
bei dem Gruppen von Dämpferelementen
durch Querwände
abgetrennt hintereinander angeordnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sind seitlich der Dämpferelemente
Seilführungen
angeordnet, die außen
an den Kanten der Querwände
entlangführen.
Darüber
hinaus sind in regelmäßigem Abstand
Hauptquerwände vorgesehen,
die in ihrem Fußbereich
durch eine weitere Seilkonstruktion miteinander verbunden sind.
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Aus
der
US 6, 536,986 ist
eine Dämpferkonstruktion
bekannt, bei welcher in Reihe hintereinander angeordnete Pufferelemente
durch Querwände voneinander
getrennt sind. Bei den in den Zeichnungen in
10 dargestellten
doppelreihigen V-förmigen
Ausbildungsvarianten sind die Querwände an einer Seilkonstruktion
geführt.
Die Seilkonstruktion besteht aus zwei parallel zueinander verlaufenden
Seilen, die zum einen im vorderen Kopfbereich und zum anderen in
einem rückwärtigen Ankerbereich
festgelegt sind. Die rahmenförmigen
Querwände
ragen seitlich über
die Pufferelemente hinaus und tragen an ihren Seitenkanten sich
schuppenförmig überlappende
Seitenbleche. Die Querwände
stehen gleitbar auf dem Boden und werden durch die Seilkonstruktion geführt. Bei
einem seitlichen Aufprall nehmen die Querwände die entsprechenden Querkräfte ungedämmt auf,
so dass die Seilkonstruktion unmittelbar beaufschlagt wird.
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Aus
der
EP 1 121 508 A2 ist
eine Dämpferanordnung
bekannt, bei der elastische Rohre aufrechtstehend in zwei Reihen
hintereinander angeordnet sind. Die elastischen Rohre werden durch
einen Distanzrahmen in Querrichtung auf Abstand gehalten, wobei
sie in Fahrtrichtung durch die Rahmen voneinander getrennt sind.
Dabei sind die elastischen Rohre an den seitlichen senkrechten Streben
der Rahmen befestigt. In der Mitte zwischen den beiden Dämpferreihen
ist eine Schiene auf dem Boden befestigt, an welcher durch eine
entsprechende Führungskonstruktion
der Querrahmen in Längsrichtung geführt ist.
Die jeweilig einander gegenüberstehenden
Dämpferrohre
weisen in Querrichtung einen Abstand auf, der derart bemessen ist,
dass sie jeweils um ihre halben Durchmesser seitlich über den
Querrahmen hinausragen. Bei einem seitlichen Aufprall wird somit
zunächst
das Energiepotential von den elastischen Rohren in einem gewissen
Ausmaß aufgezehrt,
bevor das Fahrzeug in unmittelbaren Kontakt mit dem Rahmen gerät und die
Aufprallenergie in die Mittelschiene eingeleitet wird.
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Bei
dem genannten Stand der Technik tritt der Nachteil auf, dass ein
Fahrzeug bei einem seitlichen Aufprall unvorhergesehene Widerstände, sei
es durch ungedämpften
Anprall auf Seitenwände,
sei es durch unerwünschte
Taschenbildung, ausgesetzt ist. Hierdurch wird das erwünschte Ableiten
des Fahrzeugs in Fahrtrichtung der Fahrbahn behindert.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Anpralldämpfer so
auszubilden, dass ein seitlich auftreffendes Fahrzeug wieder zur
Fahrbahn abgelenkt wird, ohne dass es an dem Anpralldämpfer auf Hindernisse
stößt, die
den Ablenkvorgang behindern.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
im Hauptanspruch angegebene Merkmalskombination gelöst.
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Durch
diese Merkmalskombination ist gewährleistet, dass insbesondere
in einem schrägen Winkel
seitlich auf den Anpralldämpfer
auftreffende Fahrzeuge, beispielsweise zwischen 5° und 15°, in Fahrtrichtung
weitergeleitet werden, ohne dass diese infolge Auftreffens auf ein
zusätzliches
Hindernis eine Krafteinwirkung erfahren, die zu einem Schleudervorgang
oder einem andersartigen Ausbrechen führen würde.
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Vorteilhaft
ist dabei, dass bei Anpralldämpfern
mit Übertragungselementen
zum Einleiten der Anpralldämpfkräfte auf
das jeweils in Fahrtrichtung nachfolgende Dämpferelement die Mittel zum
Verteilen der Seitenaufprallkräfte
an der Innenseite der Übertragungselemente
angeordnet sind. Durch die Anbringung der Mittel zum Verteilen der
Seitenaufprallkräfte
an den Innenseiten der Übertragungselemente
wird sichergestellt, dass einerseits ein seitlich aufprallendes
Fahrzeug zunächst
von den Dämpferelementen
aufgefangen wird und somit bereits ein Teil der Energie relativ
sanft aufgezehrt wird, andererseits eine sichere Weiterleitung der
quer zur Fahrtrichtung auftretenden Kräfte auf die anderen Führungsmittel
gewährleistet
ist.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung kann darin gesehen werden, wenn der Anpralldämpfer mit
Fußteilen
versehen ist, die an jeweils einem Dämpferelement angeordnet sind,
wobei zwei gegenüberliegende
Fußteile,
gegenüberliegende Übertragungselemente
und zugeordnete Mittel zum Verteilen der Seitenaufprallkräfte im wesentlichen
in einer Ebene angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird ein Kraftfluß bereitgestellt,
der die Seitenaufprallkräfte
sicher auf beide Führungsmittel
verteilt. Hierdurch kann die Konstruktion des Anpralldämpfers seine
Funktion zur Ableitung des aufprallenden Fahrzeugs optimal erfüllen.
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Besonders
günstig
ist es, wenn die Führungsmittel
durch eine Seilkonstruktion gebildet sind. Dadurch bildet sich eine
Kurve aus, wenn das Fahrzeug auf den Anpralldämpfer auftrifft, weil dieser
in einem gewissen Ausmaß quer
zur Fahrtrichtung nachgeben kann.
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Vorteilhafterweise
ist die Seilkonstruktion innerhalb der üblichen Bodenfreiheit eines
PKWs angeordnet, wodurch sich ein nur geringes Kippmoment für die Dämpferkonstruktion
entwickeln kann. Bei einer alternativen Ausführungsform können die Führungsmittel
durch eine Stabeisenkonstruktion beliebigen Querschnitts gebildet
sein. Die Stabeisenkonstruktion kann dort zum Einsatz gelangen,
wo erwartungsgemäß höhere Anprallkräfte auftreten,
insbesondere an solchen Verkehrswegen, wo vornehmlich Lastkraftwagen
den Hauptanteil an Verkehrsteilnehmern bilden. Eine besondere Ausführungsform kann
vorsehen, dass die Fußteile
mit einer Führungsöffnung für das Seil
der Seilkonstruktion oder der Stäbe
vorgesehen sind, wobei die Führungsöffnung mit einer
Manschette ausgestattet ist.
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Günstig ist
es dabei, wenn die Manschette von einem Rohrstück geeigneten Querschnitts
gebildet ist. Durch eine derartige Konstruktion ist es ermöglicht,
dass die Dämpferelemente
während
eines Aufpralls wie vorgesehen in Reihe nacheinander sequentiell
zusammengepreßt
werden. Bei einem seitlichen Aufprall ergibt sich eine vorteilhafte
Krafteinleitung von den Fußteilen
auf das Seil.
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Eine
vorteilhafte Ausgestaltung der Mittel zum Verteilen der Seitenaufprallkräfte ist
darin zusehen, dass diese im unteren Bereich weniger steif ausgebildet
sind als im oberen Bereich. Hierdurch wird gewährleistet, dass die dem Aufprall
zugewandte Reihe von Dämpferelementen
keine nach oben gerichteten Kräfte
entfaltet, wenn beispielsweise der Anpralldämpfer nur im unteren Bereich
belastet wird. Dies kann zum Beispiel durch einen gestürzten Motorradfahrer
der Fall sein. Durch die weichere Aufnahme kann der Anpralldämpfer einen
solchen Anprall in einem gewissen Ausmaß abdämpfen, ohne dass ein übermäßig hoher
Wert für
die Negativbeschleunigung erzielt wird.
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Eine
solche unterschiedliche Charakteristik zwischen dem oberen Bereich
und den unteren Bereich kann dadurch erzielt werden, dass die obere Traverse
drucksteif und die untere Traverse druckweicher als die obere ausgebildet
ist. Dies kann durch Ausnehmungen in der unteren Traverse oder durch
eine geeignete Materialwahl oder aber durch geeignete Formgebung
erzielt werden. Eine besonders vorteilhafte Maßnahme zur Erreichung dieses Ziels
kann darin gesehen werden, dass die untere Traverse kürzer augebildet
ist als die obere Traverse und die Teleskophalterung für die unteren
Traversen einen vorbestimmten Freiweg besitzen.
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Es
ist günstig,
die Mittel zum Verteilen der Seitenaufprallkräfte im wesentlichen als eine
rahmenartige Konstruktion auszubilden, die eine obere und eine untere
Traverse aufweist.
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Dabei
können
die Traversen von einer oder mehreren Mittelsäulen auf Höhenabstand gehalten werden.
Dies kann entsprechend der Breite der Gesamtvorrichtung entsprechend
gewählt
werden. Eine besonders günstige
Ausführungsform
ist darin zu sehen, dass die Mittel zum Verteilen der Seitenkräfte über Teleskophalterungen
an den Übertragungselementen
festgelegt sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass bei einer wie
auch immer gearteten Rotation von Elementen oder Verschiebung der
Reihen untereinander oder einer Verschiebung von Konstruktionselementen
gleichwohl eine Stabilisierung der Konstruktion aufrechterhalten
wird.
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Die
Teleskophalterung und die Traversen weisen ein geeignetes Profil,
vorzugsweise in wesentlichen C-Profilmaterial auf, wobei die lichte
Weite des C-Profils der Traverse größer bemessen ist als die Außenweite
des Profils der Teleskophalterung, so dass die Endabschnitte der
Traverse die entsprechenden Abschnitte der Teleskophalterung aufnehmen
können.
Im Fall eines C-Profils sind die Öffnungen einander zugewandt.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen werden in der als Ausführungsbeispiel
der Erfindung in den Figuren dargestellte Konstruktion und der zugehörigen Beschreibung
näher erläutert. In
den Figuren zeigen
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1 eine
Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Anpralldämpfer mit
Dämpferelementen,
Führungsmitteln
und Mitteln zum Verteilen von Seitenaufprallkräften auf die Führungsmittel
in Draufsicht,
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2 das
Detail I aus 1 in vergrößerter Darstellung,
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3a eine
Vorderansicht auf ein Mittel zum Verteilen von Seitenaufprallkräften mit
Teleskophalterung in demontiertem Zustand,
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3b die
Anordnung aus 3 von oben,
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4a eine
Ansicht entsprechend derjenigen in 3 mit
zwei Säulen,
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4b eine
Ansicht der Anordnung aus 4a von
oben,
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5a eine
Ansicht entsprechend derjenigen in 3 mit
einer Säule
mit lediglich einer dargestellten Teleskophalterung,
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5b eine
Ansicht der Anordnung aus 5b von
oben mit einer Teleskop halterung,
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5c eine
Schnittansicht entlang der Linie C-C in 5a mit
Sicherungszapfen,
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6 eine
Ansicht X der Teleskophalterung und eine Ansicht Y aus 5 auf die Traversenkonstruktion,
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7a eine
Ansicht von vorne auf das Fußteil,
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7b eine
Seitenansicht des Fußteils
aus 7a,
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7c eine
Ansicht auf das Fußteil
von oben, und
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8 eine
Ansicht auf ein Mittel zum Verteilen der Seitenaufprallkraft mit
einem Verbundkreuz.
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In 1 ist
die Draufsicht eines Anpralldämpfers 1 dargestellt,
wie er üblicherweise
an Verkehrswegen vor Hindernissen Anwendung findet. Der dargestellte
Anpralldämpfer 1 ist
V-förmig
angeordnet, wobei Dämpferelemente 2 in
Reihe in Fahrtrichtung hintereinander angeordnet sind. Die Reihen der
Dämpferelemente 2 sind
bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
V-förmig
angeordnet, d.h. von einem Kopfelement 20 beginnend divergieren
die beiden Reihen in Fahrtrichtung entsprechend einem vorbestimmten Öffnungswinkel.
In seinem rückwärtigen Bereich,
in 1 mit Detail I markiert, weist der Anpralldämpfer eine
Endkonstruktion 21 auf, die im Fundament festgelegt ist.
An der Endkonstruktion 21 stützen sich im hinteren Bereich
angeordnete Dämpferelemente
direkt oder indirekt ab.
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Der
Anpralldämpfer 1 weist
Führungsmittel 4 auf,
die jeder Reihe von Dämpferelementen 2 einen Seitenhalt
verleihen. Die Führungsmittel
sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als eine Seilkonstruktion 4 ausgebildet, wobei im Kopfbereich 20 und im
Bereich der Endkonstruktion 21 das Seil 12 mit
einer entsprechenden Verankerung 22, 23 im Boden oder
an einer Fundamentplatte 24 verankert sind.
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Bei
einer in 2 dargestellten alternativen Ausführungsform
können
die Führungsmittel
durch eine Stabeisenkonstruktion 4' beliebigen Querschnitts gebildet
werden. Eine solche Stabeisenkonstruktion kann aus einer durchgehenden
Stange bestehen, die insbesondere an solchen Anpralldämpfern zum
Einsatz kommt, wenn die Anprall dämpfer
an Straßen
mit erhöhtem
Schwerlastverkehr eingesetzt werden.
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Zwischen
den jeweiligen Dämpferelementen 2 sind Übertragungselemente 7 angeordnet,
deren innere und äußere Übertragungsplatten 7' gemeinsam mit
dem Kontaktbereich 26 zwischen den Dämpferelementen 2 die
Aufprallkräfte
auf das jeweils nachfolgende Dämpferelement übertragen.
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Die Übertragungselemente 7 sind
an der Außenwand
der Dämpferelemente 2 befestigt.
Die Befestigung kann per Schweißnaht
oder durch Verschraubung oder durch eine kombinierte Befestigung erfolgen.
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Zwischen
zwei sich seitlich einander gegenüberliegenden Übertragungselemente 7 sind
Mittel 5 zum Verteilen von Seitenaufprallkräften angeordnet. Die
Mittel 5 zum Verteilen von Seitenaufprallkräften sind
an der Innenseite der Übertragungselemente 7, nämlich an
den Übertragungsplatten 7', befestigt.
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Die
Mittel zum Verteilen der Seitenaufprallkräfte auf die Führungsmittel 4 bestehen
im wesentlichen aus einer rahmenartigen Konstruktion mit einer oberen
Traverse 14 und einer unteren Traverse 15. Die
beiden Traversen sind durch eine oder mehrere Mittelsäulen 16, 16', 16'' in einem Höhenabstand gehalten. Die Traversen
bestehen aus einem offenen C-Profil, vgl 5c, wobei
insbesondere im Bereich der Säulen
Versteifungslaschen 14' bzw. 15' die Öffnung des
C-Profils abstützen.
Entsprechende Darstellungen sind in den 3–7 wiedergegeben. Die Traversen können jedoch
auch aus jedem geeigneten Profil bestehen. So ist in 4 beispielhaft eine Traverse 14'' aus einem Vierkant Profil dargestellt. Eine
solche Ausführungsform
ist besonders verwindungssteif.
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In 8 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Mittels zum Verteilen von Seitenaufprallkräften auf die Führungsmitte 4 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform
ist ein Kreuzverbund 30 vorgesehen, der die beiden Traversen 14 und 15 in
der gewünschten
Höhe hält. Diese
Ausführungsform
hat den besonderen Vorteil, dass ein Parallelverschieben und somit
das Ausüben
eines Moments auf die jeweils stoßabgewandte Reihe von Dämpferelementen
vermindert wird.
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Die
rahmenartige Konstruktion 14-15-16 wird über eine
Teleskophalterung 17 an den Übertragungsplatten 7' gehalten. Die
Teleskophalterung 17 besteht aus den Endabschnitten 27, 28 der
Traversen 14 und 15 sowie den Einsteckabschnitten 17''. Die Ge stalt der Einsteckabschnitte 17'' entspricht im wesentlichen dem
C-Profil der Traversen, jedoch ist die Außenabmessung der Einsteckabschnitte 17'' so gewählt, dass sie in die Querschnittsöffnung der
Endabschnitte 27, 28 der Traversen 14, 15 hineingleiten können. Die
ineinandergesteckten C-Profile sind so ausgerichtet, daß sie im
zusammengesteckten Zustand einen geschlossenen Kasten bilden.
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Wie
aus 3 zu erkennen ist, kann bei einem
nächsten
Ausführungsbeispiel
das Mittel zum Verteilen der Seitenaufprallkräfte 5 auf die Führungsmittel 4 so
ausgebildet sein, dass im unteren Bereich die Steifigkeit der Konstruktion
geringer ist als im oberen Bereich. Beispielsweise kann die Reduzierung
der Steifigkeit durch Ausbilden von Ausnehmungen 32 in
der unteren Traverse 15 erfolgen. Es kann jedoch auch die
Versteifung 15' im
unteren Bereich weggelassen werden, so dass sich die untere Traverse 15,
die im vorliegenden Fall aus einem C-Profil besteht, leichter verdrillen
und somit eine geringere Drucksteifigkeit bereitstellen kann.
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Eine
andere Ausführungsform
kann, wie im Detail II dargestellt, darin bestehen, dass die untere Traverse 15 kürzer ausgebildet
ist als die obere Traverse 14, wobei ein Freiweg 31 innerhalb
der Teleskophalterung gegeben ist. Es versteht sich, dass die Teleskophalterung 17 in
entsprechender Weise länger
ausgeführt
ist. Diese Konstruktionsvariante ermöglicht ein relativ weiches
Ausweichen des unteren Bereichs des Anpralldämpfers im Vergleich zu dem oberen
Bereich, so dass infolge dieser Konstruktion das aufwärtsdrehende
Moment erheblich reduziert wird.
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Die
vordere Stirnöffnungen
der Einsteckabschnitte 17'' sind, wie in 6 gezeigt,
mit einer Endplatte 29 verschlossen. Im Randbereich der
Endabschnitte 27, 28 ist eine Sicherung 18 ausgebildet, die
im dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einer einfachen Stiftsicherung besteht, die in den Innenraum
des C-Profils der Traversen und der Einsteckabschnitte hineinragt.
Durch die Endplatte 29 an den Einsteckabschnitten 17'' wird ein Anschlag bereitgestellt,
der verhindert, dass die Teleskophalterung 17 außer Eingriff
gerät.
Die jeweiligen Einsteckabschnitte 17'' sind
in entsprechender Höhe
an einem Trägerblech 17' festgelegt.
Das Trägerblech 17' wird über eine
geeignete Anzahl von Schrauben oder durch Verschweißen oder
durch ein anderes Befestigungsmittel an den Übertragungsplatten 7' der Übertragungsmittel 7 befestigt.
Durch die beschriebene Anordnung ist sichergestellt, dass die Mittel 5 zum
Verteilen der Seitenaufprallkräfte
innerhalb des Raumes 6 angeordnet sind, der von den Führungsmitteln 4 aufgespannt
ist.
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Die
Dämpferelemente 2 sind
durch geeignete Verbindungsmittel, vorzugsweise Schraubenbolzen,
miteinander verbunden. Sie berühren
sich einander entlang einer senkrechten Mantellinie. Im unteren
Bereich weisen die entsprechenden Dämpferelemente jeweils ein Fußteil 8 auf.
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Wie
aus 7 zu erkennen, besteht in dem wiedergegebenen
Ausführungsbeispiel
ein Fußteil 8 aus
einem U-Profil, das an einer Seite mit einem Gleitfuß 19 versehen
ist. In einer Höhe,
die innerhalb der üblichen
Höhe der
Bodenfreiheit eines PKWs liegt, ist eine Führungsöffnung 11 für das Seil 12 der Führungsmittel 4 vorgesehen.
Diese Führungsöffnung 11 wird
durch eine Manschette 13, zum Beispiel ein Rohrstück, gebildet.
Durch die durch das Rohrstück 13 bereitgestellte
aktive lange Führungsfläche gelingt
es, die Führungskräfte sicher
aufzunehmen.
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Wie
insbesondere aus 2 zu entnehmen, sind die Mittel 5 zum
Verteilen der Seitenaufprallkräfte,
die Übertragungsmittel 7 und
das Fußteil 8 im
wesentlichen in einer Ebene 9 angeordnet. Durch eine derartige
Anordnung wird die Krafteinleitung bei einem Seitenaufprall weitgehend
gleichmäßig verteilt, wobei
von besonderer Bedeutung ist, dass in dem dem Aufprall jeweils gegenüberliegenden
Bereich des Anpralldämpfers
eine Dämpfung,
beispielsweise durch plastische Verformung, nicht auftritt; vielmehr dient
die jeweilige dem Anprall abgewandte Seite als eine Zugbandkonstruktion,
welche nach Art eines Doppel-T-Trägers Querkräfte aufnimmt.
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Dies
wird dadurch erreicht, dass Seitenplatten 25 an den der
Fahrbahn zugekehrten Seiten der Reihe von Dämpferelementen 2 angeordnet
und entsprechend befestigt sind, um ein Lösen dieser Seitenplatten 25 verhindern.
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Es
versteht sich, dass die Funktion des Zurückleitens eines Fahrzeugs von
verschiedenen Parametern, insbesondere dem Aufprallwinkel und der Aufprallgeschwindigkeit
abhängt.
Hieraus ergibt sich, dass bei hohen Aufprallgeschwindigkeiten oder stumpfem,
im Sinne von fast senkrechtem Aufprall, auch Verformungskräfte die
Energie des auftreffenden Fahrzeugs aufzehren. Gleichwohl wird die
I-Trägerfunktion
im Sinne von Zuggurtwirkung in jedem Fall erzielt.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt, vielmehr
sind auch Kombinationen der Ausführungsbeispiele
möglich,
ohne von der geschützten
Lehre. Dies gilt beispielsweise für die Konstruktion der Traversen.
Die untere Traverse kann demzufolge verkürzt und gleichzeitig aus einem
im Ver gleich zur oberen Traverse weniger steifen Material gefertigt sein.
Auch kann eine Kombination von Säulen
und Kreuzverbund zum Einsatz gelangen.
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- 1
- Anpralldämpfer
- 2
- Dämpferelemente
- 3
- Fahrtrichtung
- 4
- Führungsmittel,
Seilkonstruktion
- 4'
- Stab
- 5
- Mittel
zum Verteilen von Seitenaufprallkräften
- 6
- Innenraum
zwischen den Führungsmitteln
- 7
- Übertragungsmittel
- 7'
- Übertragungsplatten
- 8
- Fußteil
- 9
- Ebene
- 10
- Höhenmaß
- 11
- Führungsöffnung
- 12
- Seil
- 13
- Manschette,
Rohrstück
- 14
- obere
Traverse
- 14'
- Versteifungslasche
- 14''
- Vierkantrohr
- 15
- untere
Traverse
- 16
- Mittelsäule
- 17
- Teleskophalterung
- 17'
- Trägerblech
- 17''
- Einsteckabschnitt
- 18
- Sicherung
- 19
- Gleitfuß
- 20
- Kopf
- 21
- Endkonstruktion
- 22
- Verankerung
- 23
- Verankerung
- 24
- Fundament
- 25
- Seitenplatten
- 26
- Kontaktbereich
- 27
- Endabschnitte
- 28
- Endabschnitte
- 29
- Endplatte
- 30
- Kreuzverbund
- 31
- Freiweg
- 32
- Ausnehmungen