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Die
Erfindung betrifft Anpralldämpfer
zum Dämpfen
des Aufpralls eines Fahrzeugs gegen ein Hindernis und/oder das Zurückführen von
Fahrzeugen auf die Fahrbahn, mit einer Vielzahl von plastisch verformbaren
Dämpfungselementen,
die mit Segmentplatten versehen sind.
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Gattungsgemäße Anpralldämpfer sind
aus dem Stand der Technik bekannt. Bei der Dämpferkonstruktion aus
DE 20 2004 011 701 werden
plastisch verformbare Dämpfungselemente
in Reihen so nebeneinander angeordnet, dass die gesamte Dämpferkonstruktion
die Form eines V bildet. Die einzelnen Dämpfungselemente sind mittels
eines vorgespannten Verbindungsseils gesichert. Im Falle eines aufprallenden
Fahrzeugs verformen sich die Dämpfungselemente
einer durch Zwischenstücke
vorgegebenen Verformungscharakteristik und stützen sich im hinteren Abschlussbereich
gegen eine befestigte Abstützeinrichtung
ab.
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Ein
weiterer gattungsgemäßer Anpralldämpfer ist
aus der
US 6 863 467 bekannt.
Bei dieser Dämpferkonstruktion
sind zwei Reihen von elastisch verformbaren, unterschiedlich großen Dämpfungselementen
angeordnet, die mit einer Rahmenkonstruktion so miteinander verbunden
sind, dass der Anpralldämpfer
die Form eines V aufweist. Die einzelnen Dämpfungselemente sind außenseitig
mit prallablenkenden Platten und innenseitig mit Kompressionselementen
versehen. Im hinteren Bereich des Anpralldämpfers ist ein Stütze angeordnet.
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Obgleich
der aus der
DE 20 2004 011
701 bekannte gattungsbildende Anpralldämpfer für PKW ein ausgezeichnetes Betriebsverhalten
aufweist, müssen,
um auch für
schwere Fahrzeuge gut zu wirken, die Wandstärken der Dämpfungselemente im Verhältnis dazu
groß dimensioniert
werden. Auch ist die Gefahr der Einbeulung bei einem Anprall und
eine dadurch unkontrollierte Folgebewegung eines größeren Fahrzeuges über einen
weiten Geschwindigkeitsbereich zu vermeiden. Da die Dämpfungselemente, nachdem
sie von einem Fahrzeug getroffen wurden, ausgetauscht werden müssen, entstehen
pro Dämpfungselement
mit großer
Wandstärke,
relativ gesehen, hohe Kosten.
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Der
aus der
US 6 863 467 bekannte
Anpralldämpfer
ist mit elastischen Dämpfungselementen ausgerüstet. Durch
elastische Dämpfungselemente werden
anprallende Fahrzeuge, unkontrollierbarer zurückgeschleudert. Die sich im
elastischen Element beim Zusammendrücken ansammelnde Energie wandelt
sich ab einem bestimmten Punkt, je nach Dämpfercharakteristik, schlagartig
in eine Gegenbewegung um, die das anprallende Fahrzeug vom Anpralldämpfer wegschleudert.
Durch eine verstärkende,
harte Ablenkhaut (deflector skin), die außen am Dämpferelement angebracht ist,
wird der Abwehreffekt noch verstärkt.
Eine zweite Anblenkhaut (deflector skin) ist wahlweise angebracht
und steht von dem Dämpfungselement
in Richtung der Fahrbahn in einem ganz bestimmten Winkel ab, so
dass sie im Falle eines Aufpralls umklappen und dabei Energie aufnehmen
kann. Nachteilhaft dabei ist, dass zwar Energie aufgenommen werden
kann, der Anprallwinkel des Fahrzeuges jedoch unbekannt ist, und
somit eine optimale Wirkung nicht vorhersehbar ist. Des Weiteren
birgen diese abstehenden Ablenkhäute
die Gefahr, in das Fahrzeug einzudringen, wenn dieses z.B. bei einem
vorausgehenden Schleudern nicht aus der Fahrrichtung, sondern lateral
anprallt, oder gar sich bei diesem Schleudern so dreht, dass die
abstehenden Ablenkhäute
von hinten getroffen werden und nicht ihrer ursprünglich angedachten
Umklappbewegung folgen können.
Im Falle eines Frontalaufpralls wird der zwischen den Dämpferreihen
angeordnete Rahmen dazu verwendet, sich in Fahrtrichtung mitzubewegen,
die elastische Charakteristik der Dämpfungselemente ist jedoch
gleich, so dass das Fahrzeug mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit
ab einem bestimmten Punkt des Zusammendrückens auf eine der Seiten abgelenkt
wird und von dem Anpralldämpfer
unkontrolliert weggeschleudert wird.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf kostengünstige Weise
Fahrzeuge sowohl von vorne, als auch seitlich auffahrend, kontrolliert
abzubremsen, vor einem Hindernis zu schützen und/oder wieder kontrolliert
in Längsrichtung
auf die Fahrspur zurückzuleiten.
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Diese
Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Anpralldämpfer dadurch
gelöst,
dass an mindestens einem Dämpfungselement
mindestens eine Segmentplatte an mindestens einem Teilbereich einer
Rohrwand befestigt ist, durch die das Dämpfungselement größere Belastungen
aufnehmen kann.
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Auf
diese Weise kann vorteilhafterweise eine verbesserte Aufprallenergieaufnahme
erzielt und eine Einbeulung bei seitlichem Auffahren vermieden werden.
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Vorteilhafterweise
ist in jeweils einem Dämpfungselement
eine Segmentplatte angeordnet. Auf diese Weise verändert das
Dämpfungselement
seine Verformungscharakteristik dahingehend, dass es größere Belastungen
und Energiemengen aufnehmen kann. Die Segmentplatte wird dabei in
dem Dämpfungselement
so angebracht, dass sie vorteilhafterweise auf der dem Verkehr zugewandten
Außenseite
im Inneren des Dämpfungselements
positioniert ist. Die konvexe Außenform der Segmentplatte ist
an die konkave Innenkontur des Dämpfungselements
exakt angepasst.
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In
Fahrtrichtung gesehen werden die Segmentplatten vorteilhafterweise
im hinteren Bereich der Dämpfungselemente
angebracht, so dass sie eine Fortsetzung der außenseitig angebrachten Seitenschilder
darstellen und somit der Kraftfluss im Falle eines Anpralls von
der Seite, also von den Seitenschildern über das Dämpfungselement in das Innere des
Dämpfungselements
auf die Segmentplatten verläuft.
Auf diese Weise wird eine Schubkraftübertragung erzielt, mit der
das Gesamtsystem des Anpralldämpfers
größere Belastungen
aufnehmen kann, so dass Fahrzeuge der im Straßenverkehr üblichen Gewichtsklassen sicher
umgelenkt, abgebremst und auf die Fahrbahn zurückgeleitet werden. Dabei werden
die Dämpfungselemente
plastisch verformt und zusätzlich
werden erfindungsgemäß auch die
Segmentplatten plastisch verformt. Die Möglichkeiten der Energieabsorption
sind dadurch vorteilhafterweise ausgeweitet und es wird ein charakteristisches
Verformungsbild der durch die Segmentplatten belastbareren Dämpfungselemente
und damit des Anpralldämpfers
erhalten.
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Die
Erstreckung der Segmentplatten entlang des inneren Kreisbogens der
Dämpfungselemente verläuft vorteilhafterweise über den
Angriffspunkt des nachfolgenden, an der Außenseite des Dämpfungselements
angeordneten Schubstegs hinaus, so dass im Falle eines Anpralls
der Kraftfluss und die Schubübertragung
von einer Segmentplatte auf den nächstliegenden Schubsteg und
somit das nächste Dämpfungselement übertragen
wird.
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Des
Weiteren ist es vorteilhaft, wenn sich die Segmentplatten in ihrer
Erstreckung entgegen der Fahrtrichtung mit den außenseitig
angebrachten Seitenschildern so überlappen,
dass der Kraftfluss und die Schubübertragung im Falle eines Anpralls
von der Außenseite,
also von den Seitenschildern eingeleitet und durch die Dämpfungselemente
auf die Segmentplatten übertragen
werden.
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Erfindungsgemäß werden
die Segmentplatten mit den Dämpfungselementen
und den Seitenschildern vorteilhafterweise verbunden, vorzugsweise
genietet, verschraubt oder geschweißt. Auf diese Weise wird die
gesamte Konstruktion, insbesondere die Seiten deutlich stabilisiert
und die Übertragung der
Kräfte
im Falle eines seitlichen Anpralls ermöglicht, ohne dass die Möglichkeit
Stoßenergie
von vorne aufzunehmen nachhaltig beeinträchtigt wird. Durch die einfache
Handhabung der Befestigungsart lassen sich die Segmentplatten darüber hinaus
auch auf bestehende Anpralldämpfer
dieser Gattung nachrüsten.
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Des
Weiteren ist es vorteilhaft, wenn die Segmentplatten nicht alle
die gleiche Höhe
aufweisen, sondern, in Fahrtrichtung gesehen, z. B. von vorne nach
hinten immer größer werden.
Die Segmentplatten können
entweder bei allen Dämpfungselementen,
von vorne bis hinten, angebracht sein, oder bei den aus Fahrtrichtung
gesehen vorderen Dämpfungselementen
weggelassen werden, um im Falle eines Frontalanpralls eine größere und
schnellere Verformung der vorderen Dämpfungselemente zu ermöglichen.
Dabei ist es erfindungsgemäß besonders
günstig,
die Segmentplatten in jeweils aufeinanderfolgenden Dämpfungselementen
in ihrer Größe progressiv
ansteigend zu dimensionieren, wobei nicht ausgeschlossen ist, dass
in direkt aufeinanderfolgenden Dämpfungselementen
teilweise auch gleich große
Segmentplatten angeordnet sind. Auf diese Weise wird der gesamte
Anpralldämpfer
von vorne nach hinten stetig belastbarer und bietet dem anprallenden
Fahrzeug einen wachsenden Widerstand. Dadurch werden Fahrzeuge,
die nicht im vordersten Bereich seitlich auf den Anpralldämpfer auftreffen,
durch die dann im Anprallbereich größer dimensionierten Seg mentplatten,
und den sich somit ergebenden größeren Widerstand,
praktische ohne Verzögerung
auf gleichmäßige Weise
in Fahrtrichtung weitergeführt.
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Besonders
von Vorteil bei einem Frontalanprall, aber auch bei seitlichem Anprallen,
ist die Anordnung der Segmentplatten, der Seitenschilder und der
Schubstege. Die Wand- und
Schubstege weisen denselben Befestigungspunkt an dem jeweils, in Fahrtrichtung
gesehen, vorher liegenden Dämpfungselement
auf und stützen
sich in diesem Punkt durch die Wand eines Dämpfungselements an einer Segmentplatte
ab. An dieser Position kann durch das Anbringen eienr Segmentplatte
eine punktuelle, oder linienartige Einbuchtung in das Dämpfungselement, im
Falle eines Anpralls, vermieden werden.
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Erfindungsgemäß sind die
Segmentplatten vorteilhafterweise bündig mit dem unteren Rand der Dämpfungselemente
abschließend
angeordnet. Derart positioniert können alle Dämpfungselemente, an denen eine
Segmentplatte angebracht ist, bis zur unteren Grenzkante größere Belastungen
aufnehmen und bieten über
die gesamte Länge
des Anpralldämpfers
erhöhten
Schutz für
anprallende Fahrzeuge, deren Schwerpunkt auf Höhe dessen eines gewöhnlichen
PKWs liegt.
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Die
Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf ein in den Figuren
dargestelltes Ausführungsbeispiel
näher erläutert.
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Die
Zeichnungen zeigen:
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1:
eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Anpralldämpfer mit
Dämpfungselementen, Segmentplatten,
Seitenschildern und Schubstegen,
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2:
eine perspektivische Ansicht auf den erfindungsgemäßen Anpralldämpfer aus 1 mit Dämpfungselementen,
Segmentplatten, Seitenschildern und den Positionen und Punkten,
an denen diese miteinander verbunden sind,
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3:
eine Seitenansicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anpralldämpfer mit
Dämpfungselementen,
Segmentplatten, Seitenschildern und dem Boden,
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4a und 4b:
Draufsichten auf ein Ausführungsbeispiel
von weiteren Dämpfungselementen
mit ausführungsformabhängig zwei,
oder vier Segmentplatten.
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Ein
im allgemeinen mit 1 bezeichneter Anpralldämpfer besteht
aus einer Vielzahl von plastisch verformbaren Dämpfungselementen 2.
Die Dämpfungselemente 2 sind
im Wesentlichen in Fahrtrichtung hintereinander und/oder nebeneinander
in dem Anpralldämpfer 1 angeordnet.
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In 1 ist
ein zweireihiger Anpralldämpfer 1 mit
fünf Dämpfungselementen 2 pro
Reihe und einem einzelnen voranstehenden, mittig zu den Reihen positionierten,
Dämpfungselement 2 abgebildet.
Dieses voranstehende, und die ersten beiden nachfolgenden Dämpferelemente 2,
sind zueinander, wenn man ihre Mittelpunkt verbinden würde, in
einer Dreiecksformation angeordnet. Ein Kopf-Seitenschild 30 umschlingt
das voranstehende Dämpfungselement 2 und
die zwei nachfolgenden nebeneinander angeordnete Dämpfungselemente 2 außenseitig
bis, in Fahrtrichtung 6 gesehen, bis knapp über den
Scheitelpunkt der nachfolgenden Dämpfungselemente 2 hinaus,
so dass diese drei vorderen Dämpfungselemente
zu einer Einheit verbunden sind.
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Erfindungsgemäß ist beim
dargestellten Ausführungsbeispiel
im Inneren 8 eines Dämpfungselements 2,
auf der jeweiligen dem Verkehr zugewandten Außenseite 4 der Reihe
von Dämpfungselementen 2 jeweils
eine Segmentplatte 5 angeordnet. Jede Segmentplatte 5 ist
mit dem ihr zugehörigen Dämpfungselement 2 an
mindestens zwei Verbindungsstellen 9 verbunden, vorzugsweise
genietet, geschraubt oder geschweißt. Diese Verbindungsstellen 9 verlaufen
vorzugsweise einerseits senkrecht zur Längsachse des Anpralldämpfers 1,
entlang jeweils einer Mantellinie am Dämpfungselement 2.
Andererseits in Fahrtrichtung 6 gesehen, im hinteren Bereich
des Dämpfungselements 2 zwischen
dem Kontaktpunkt 20 zum folgenden Dämpfungselement 2 und
einem Befestigungspunkt 11 eines unten näher erläuterten
Schubstegs 7 am Dämpfungselement 2. Die
Segmentplatte 5 ragt jeweils nach vorne und hinten über die
Verbindungsstellen 9 hinaus. Durch diese einfache Verbindungsart
können
Segmentplatten an schon bestehende gattungsgemäße Anpralldämpfer nachgerüstet werden
und deren Verformungscharakteristik somit dahingehend beeinflusst werden,
dass größere Belastungen,
vor allem von der Seite, aufgenommen werden können.
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Die
Segmentplatten 5 ergänzen
die Dämpfungselemente 2 und
ermöglichen
dem Anpralldämpfer 1 eine
höhere
Anprallenergie zu absorbieren. Des Weiteren wird eine Einbeulung
durch ein seitlich aufprallendes Fahrzeug verhindert, da durch die
Segmentplatten 5 der Zwischenraum zwischen den einzelnen
Dämpfungselementen 2 und
der hintere Bereich, in Fahrtrichtung 6 gesehen, nach dem
Abschluss der Seitenschilder 3 der Dämpfungselemente 2 belastbarer
wird. Anprallende Fahrzeuge werden nicht unkontrolliert zurück auf die
Fahrbahn geschleudert, sondern in ihrer Fahrtrichtung so beeinflusst,
dass sie durch den Widerstand des Anpralldämpfers 1 kontrolliert
entlang der Längsachse
des Anpralldämpfers 1 und
letztendlich zurück
in die Fahrtrichtung 6 geführt werden.
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Die
hintereinander angeordneten Dämpfungselemente 2 haben
einen kreisförmigen
Querschnitt 12 und können
sich jeweils entlang ihrer benachbarten Mantellinie berühren. Seitlich
von den "Berührungspunkten" sind Schubstege 7 so
angebracht, dass sich der Anpralldämpfer 1 im Falle eines Anpralls
entlang der Längsachse,
entsprechend der Druckvorgabe der Schubstege 7 deformiert.
Zwischen jeweils zwei Dämpfungselementen 2 sind
jeweils zwei Schubstege 7 angeordnet. Die Schubstege 7 ermöglichen
eine vorteilhafte Verformungscharakteristik entlang der Längsachse
des Anpralldämpfers.
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Die
Seitenschilder 3 erstrecken sich jeweils von einem, in
Fahrtrichtung 6 gesehen, vorderen Dämpfungselement 2,
von einem gemeinsamen vorderen Befestigungspunkt 11 mit
dem außenseitigen Schubsteg 7,
im Wesentlichen tangential an die Mantelfläche eines nachfolgenden Dämpfungselements 2 und
etwas darüber
hinaus. Daraus folgt gleichzeitig, dass eine auf das Seitenschild 3 aufgebrachte Schubkraft über die
Verbindung 9 in das nachfolgende Dämpfungselement 2 über die
jeweilige Segmentplatte 5 hinein läuft.
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Es
sind sowohl auf der Außenseite 4,
als auch auf der Innenseite 10 des Anpralldämpfers 1 Seitenschilder 3 angeordnet.
Es verbinden somit jeweils zwei Seitenschilder 3 jeweils
zwei Dämpfungselemente 2.
Die Seitenschilder 3 auf den zur Fahrbahn gerichteten Außenseiten 4 sind,
um den von außenauftretenden
Belastungen definiert entgegenzuwirken, mit größerer Wandstärke ausgebildet,
als jene auf der Innenseite 10 des Anpralldämpfers.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
gemäß 1 sind
nur die weiteren Dämpfungselemente 2 nach
der Kopfanordnung mit einer Segmentplatte 5 ausgerüstet, obwohl
auch die Kopf – Dämpfungselemente
mit einer solchen Segmentplatte 5 versehen sein können.
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In 2 ist
auf perspektivische Weise der Anpralldämpfer 1 abgebildet.
Die Verbindung 9 der Seitenschilder 3 an den Dämpfungselementen 2 erfolgt
außenseitig
an mindestens fünf
Positionen. Sie kann genietet, geschraubt oder geschweißt sein.
Die Segmentplatten 5 werden an denselben Verbindungspunkten 9 mitbefestigt,
bei kleineren Segmentplatten 5 im Vorderbereich des Anpralldämpfers 1 an drei
Befestigungs punkten 9, bei größeren Segmentplatten 5 mit
vier oder fünf
Befestigungspunkten 9.
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Die
Segmentplatten 5 besitzen unterschiedliche Höhen und
weisen an ihrer Unterkante zur Unterkante 14 des Dämpfungselements 2 einen
Abstand auf.
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In 3 ist
der Anpralldämpfer 1 in
einer Seitenansicht abgebildet. Die Seitenschilder 3 sind
in ihrer Höhe
durchgehend von vorne bis hinten gleich groß dimensioniert.
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Die
rohrförmigen
Dämpfungselemente 2 stehen
mit ihrer Rohrachse im rechten Winkel zum Boden 13. Die
Segmentplatten 5 schließen bei diesem Ausführungsbeispiel
mit dem unteren Rand 14 der Dämpfungselemente 2 bündig ab.
Der unteren Rand 14 der Dämpfungselemente steht nicht
in Kontakt mit dem Boden 13. Auf diese Weise kann der Anpralldämpfer 1 in
diesem Bereich noch erweitert werden.
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In 4a und 4b sind
eine weitere Ausführungsformen
von Anordnungen von Segmentplatten 5 in einem Dämpfungselement 2 aufgezeigt. Durch
zwei im, in Fahrtrichtung 6, hinteren Bereich des Dämpfungselements 2 symmetrisch
angeordnete Segmentplatten 5 kann jedes einzelnen Dämpfungselements 2 mehr
Verformungsenergie absorbieren und damit die Leistungsfähigkeit
des Anpralldämpfers
weiter erhöht
werden. Durch Anbringen von vier symmetrischen Segmentplatten 5 innerhalb eines
Dämpfungselements 2,
kann dieser Effekt sogar noch weiter verstärkt werden. Somit sind für den Anpralldämpfer 1 unterschiedliche
Steifigkeiten, Dämpfungs-
und Verformungscharakeristika einstellbar, so dass auch Anwendungen
mit größeren Aufprallenergien
durch größere Geschwindigkeiten und/oder
größere Massen
impliziert werden können.
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- 1
- Anpralldämpfer
- 2
- Dämpfungselement
- 3
- Seitenschild
- 4
- Außenseite
des Anpralldämpfers
- 5
- Segmentplatte
- 6
- Fahrtrichtung
- 7
- Schubsteg
- 8
- Innenbereich
des Dämpfungselements
- 9
- Verbindungsstelle
zwischen Segmentplatte, Dämpfungselement
und einseitig
mit Seitenschild
- 10
- Innenseite
des Anpralldämpfers
- 11
- Befestigungspunkt
von Seitenschild und Schubsteg
- 12
- kreisförmiger Querschnitt
des Dämpfungselements
- 13
- Boden
- 14
- unterer
Rand des Dämpfungselements
- 20
- Kontaktpunkt