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Die Erfindung betrifft einen Anpralldämpfer an Verkehrswegen mit zusammenwirkenden Dämpferelementen, die in Fahrtrichtung in zumindest zwei Reihen angeordnet sind.
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Aus der
US 4,583,716 ist ein 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 1 221 508 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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Erfindungsgemäß sind die Mittel zum Verteilen der Seitenaufprallkräfte im unteren Bereich weniger steif ausgebildet 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 dem 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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Erfindungsgemäße werden die Mittel zum Verteilen der Seitenaufprallkräfte als rahmenartige Konstruktionen ausgebildet, die eine obere und eine untere Traverse aufweisen.
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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 im 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 dargestellten Konstruktion und der zugehörigen Beschreibung näher erläutert. In den Figuren zeigen
- 1 eine Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Anpralldämpfer mit Dämpferelementen, Führungsmitteln und Mitteln zum Verteilen von Seitenaufprallkräften auf die Führungsmittel in Draufsicht,
- 2 das Detail I aus 1 in vergrößerter Darstellung,
- 3 a eine Vorderansicht auf ein Mittel zum Verteilen von Seitenaufprallkräften mit Teleskophalterung in demontiertem Zustand,
- 3b die Anordnung aus 3 von oben,
- 4a eine Ansicht entsprechend derjenigen in 3 mit zwei Säulen,
- 4b eine Ansicht der Anordnung aus 4a von oben,
- 5a eine Ansicht entsprechend derjenigen in 3 mit einer Säule mit lediglich einer dargestellten Teleskophalterung,
- 5b eine Ansicht der Anordnung aus 5b von oben mit einer Teleskophalterung,
- 5c eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in 5a mit Sicherungszapfen,
- 6 eine Ansicht X der Teleskophalterung und eine Ansicht Y aus 5 auf die Traversenkonstruktion,
- 7a eine Ansicht von vorne auf das Fußteil,
- 7b eine Seitenansicht des Fußteils aus 7a,
- 7c eine Ansicht auf das Fußteil von oben, und
- 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 Anpralldämpfer 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 Übertragungselementen 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 Vierkantprofil 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 Führungsmittel 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 Gestalt 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 vorderen 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 zu 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 Vergleich zur oberen Traverse weniger steifen Material gefertigt sein. Auch kann eine Kombination von Säulen und Kreuzverbund zum Einsatz gelangen.
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Bezugszeichenliste
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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
