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Die Erfindung betrifft einen Aufprallkörper zum Schutz eines Bauteils vor einem Aufprall sowie ein System zur Erfassung des Aufpralls an einem Bauteil.
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Aufprallkörper zum Schutz eines Bauteils vor einem Aufprall sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Varianten bekannt. Sie werden insbesondere zum Schutz von tragenden Bauteilen eingesetzt, die vor einem Aufprall mit einem Fahrzeug, beispielsweise einem Kraftfahrzeug, wie beispielsweise einem Gabelstapler oder einem Lastkraftwagen, geschützt werden müssen. Insbesondere sind entsprechende Aufprallkörper, beispielsweise zum Schutz von tragenden Säulen oder von Regalpfosten, beispielsweise in einem Lagerhaus, bekannt.
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Neben massiven Aufprallkörpern, beispielsweise aus Beton, Stahl oder mit Beton gefüllten Stahlkörpern, sind auch flexible Aufprallkörper bekannt. Solch flexible Aufprallkörper, die insbesondere aus Kunststoff hergestellt sein können, werden in der Regel unmittelbar an einem vor einem Aufprall zu schützenden Bauteil befestigt. Im Falle eines Aufpralls an einem solchen Aufprallkörper verformt sich dieser, wodurch zumindest ein Teil der Aufprallenergie kompensiert wird. Im besten Fall wird durch den Aufprallkörper dabei so viel Aufprallenergie kompensiert, dass das Bauteil, an dem der Aufprallkörper befestigt ist, durch den Aufprall nicht beschädigt wird.
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Da trotz der Anbringung eines Aufprallkörpers nicht auszuschließen ist, dass ein durch diesen Aufprallkörper geschütztes Bauteil bei einem Aufprall beschädigt wird, sind die durch Aufprallkörper geschützten Bauteile regelmäßig auf etwaige Aufprallschäden hin zu überprüfen, insbesondere gemäß DIN EN 15635:2008.
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Eine solche Überprüfung ist häufig sehr aufwendig, da von außen an dem Bauteil durch einen Aufprall entstandene Schäden nicht immer ohne weiteres sichtbar sind. Ferner kann es zur vollständigen Überprüfung des Bauteils notwendig sein, einen an diesem angeordneten Aufprallkörper für die Überprüfung des Bauteils zuvor von diesem zu entfernen, um die die darunter liegenden Teile des Bauteils überprüfen zu können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Aufprallkörper zum Schutz eines Bauteils vor einem Aufprall zur Verfügung zu stellen, durch welchen zuverlässiger und einfacher überprüfbar ist, ob ein Bauteil, an dem der Aufprallkörper angeordnet ist, durch einen Aufprall beschädigt worden ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß zur Verfügung gestellt ein Aufprallkörper zum Schutz eines Bauteils vor einem Aufprall mit folgenden Merkmalen:
einem Hohlkörper;
der Hohlkörper ist an einem Bauteil anordenbar;
der Hohlkörper weist eine zumindest abschnittsweise flexible Außenwand auf, die einen mit Gas gefüllten Hohlraum umschließt;
einem Drucksensor zur Messung von Druckwellen;
der Drucksensor ist derart angeordnet, dass mittels des Drucksensors Druckwellen, die durch das im Hohlraum befindliche Gas laufen, erfassbar und als Messsignal weiterleitbar sind.
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Die Erfindung beruht auf der Grundüberlegung, einen gattungsgemäßen Aufprallkörper mit Mitteln zu versehen, durch die die Stärke eines Aufpralls auf den Aufprallkörper messbar ist. Erfindungsgemäß ist dabei ein Drucksensor zur Messung von Druckwellen vorgesehen, wobei der Drucksensor derart angeordnet ist, dass dieser Druckwellen, die durch das im Hohlraum befindliche Gas laufen, detektieren und als Messsignal weiterleiten kann. Der Ablauf bei einem Aufprall auf den Aufprallkörper ist dabei der folgende: Bei einem Aufprall auf den an einem Bauteil angeordneten Hohlkörper des Aufprallkörpers wird der Hohlkörper auf Grund seiner zumindest abschnittsweise flexiblen Außenwand verformt. Durch diese Verformung des Hohlkörpers des Aufprallkörpers wird die Aufprallenergie zumindest teilweise kompensiert und das Bauteil hierdurch geschützt. Gleichzeitig breitet sich, ausgehend von der Aufprallstelle am Hohlkörper, eine Druckwelle im Hohlkörper aus, die auch durch das im Hohlraum des Hohlkörpers befindliche Gas läuft. Diese Druckwelle erreicht den Drucksensor, wird von diesem erfasst, in ein Messsignal umgeformt und als solches weitergeleitet. In Einheiten, die dem Drucksensor nachgeschaltet sind, kann das Messsignal anschließend erfasst, verarbeitet, weitergeleitet und ausgewertet werden. Durch die Auswertung dieser Messsignale lässt sich dabei auf einfache Weise überprüfen, ob das Bauteil durch den Aufprall gegebenenfalls beschädigt worden ist.
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Von Vorteil ist dabei insbesondere auch, dass durch den erfindungsgemäßen Aufprallkörper überprüfbar ist, ob ein Bauteil überhaupt durch einen Aufprall beschädigt worden sein könnte. Hierdurch lassen sich insbesondere beispielsweise unnötige Überprüfungen des Bauteils vermeiden.
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Durch den erfindungsgemäßen Aufprallkörper ist damit sehr einfach und zuverlässig erfassbar, ob ein Bauteil, an dem der Aufprallkörper angeordnet ist, durch einen Aufprall beschädigt worden sein könnte. Gleichzeitig ist ein solcher Aufprallkörper einfach und kostengünstig herstellbar und an einem zu schützenden Bauteil anordenbar. Vorteilhaft ist ferner, dass der Aufprallkörper weitgehend wartungsfrei benutzbar ist und bis zu einem gewissen Grad auch nach einem Aufprall vollständig reversibel und wieder verwendbar ist.
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Besonders vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Aufprallkörper ist auch die Verwendung eines Drucksensors zur Erzeugung eines vom Aufprall abhängigen Messsignals. Denn grundsätzlich werden durch jeden Aufprall am Aufprallkörper Druckwellen erzeugt, die durch das im Hohlraum des Hohlkörpers befindliche Gas laufen. Bei diesen Druckwellen kann es sich insbesondere um akustische Wellen (Schallwellen) oder Stoßwellen handeln. Ein Aufprall am Aufprallkörper kann damit sehr zuverlässig vom Drucksensor detektiert werden.
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Vorteilhaft an der Verwendung eines Drucksensors zur Detektierung eines Aufpralls am Aufprallkörper ist ferner, dass der Drucksensor grundsätzlich an einer beliebigen Stelle im Bereich des Hohlraums derart angeordnet werden kann, dass er durch das im Hohlraum befindliche Gas laufende Druckwellen messen kann. Die Anordnung des Drucksensors am Aufprallkörper ist daher sehr flexibel und kann daher beispielsweise auch an Stellen vorgenommen werden, an denen der Drucksensor vor einer Beschädigung durch einen Aufprall gut geschützt ist und die für eine Wartung oder Reparatur gut erreichbar sind.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Außenwand des Hohlkörpers gasdicht. Hierdurch ist verhindert, dass Gas bei einem Aufprall aus dem Hohlkörper entweichen kann. Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, dass ein derart gasdicht ausgebildeter Hohlkörper eine besonders empfindliche und genaue Messung der Stärke des Aufpralls durch den Drucksensor ermöglicht.
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Der Drucksensor kann grundsätzlich jeder beliebige Drucksensor sein, der zur Messung Druckwellen, insbesondere also akustischen Wellen (Schallwellen) oder Stoßwellen geeignet ist.
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Beispielsweise kann es sich bei dem Drucksensor um einen der folgenden Drucksensorarten handelt: Einen Passivdrucksensor, Releativdrucksensor, Absolutdrucksensor oder einen Differenzdrucksensor sein.
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Bevorzugt handelt es sich bei dem Drucksensor um einen piezoresistiven Drucksensor, einen piezoelektrischen Drucksensor, einen frequenzanalogen Drucksensor, einen Drucksensor mit Hallelement, einen kapazitiven Drucksensor oder einen induktiven Drucksensor.
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Der Hohlkörper des Aufprallkörpers ist flexibel, so dass er bei einem Aufprall nachgeben und die Aufprallenergie zumindest teilweise aufnehmen kann. Um eine ausreichende Flexibilität zu gewährleisten, weist der Hohlkörper zumindest abschnittsweise eine flexible Außenwand auf, die den mit Gas gefüllten Hohlraum umschließt. Die flexible Außenwand des Hohlkörpers kann grundsätzlich aus jedem flexiblen Material oder einer Kombination aus einem oder mehreren flexiblen Materialien, gegebenenfalls ergänzt um nicht flexible Materialien, bestehen. Beispielsweise kann die Festigkeit oder Steifigkeit des Hohlkörpers besonders hoch sein, wenn der Hohlkörper aus einer Kombination von flexiblen und nicht flexiblen Materialien besteht.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht der Hohlkörper zumindest abschnittsweise, bevorzugt jedoch vollständig aus Kunststoff. Ein solcher Kunststoffhohlkörper kann aus beliebigen viskoelastischen Werkstoffen oder thermoplastischen Kunststoffen bestehen, beispielsweise aus Gummiwerkstoffen oder Kunststoffen, insbesondere aus Kunststoffen mit Weichmachern. Nach einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Hohlkörper um einen Kunststoffhohlkörper aus Polyethylen (PE), besonders bevorzugt aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE).
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Ein aus Kunststoff gefertigter Hohlkörper hat den Vorteil, dass er sehr einfach und kostengünstig herstellbar ist, beispielsweise durch Rotationsgussverfahren.
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Die Außenwand des Hohlkörpers, insbesondere eines Kunststoffhohlkörpers, kann Mittel zur Erhöhung der Steifigkeit und Festigkeit des Hohlkörpers aufweisen, beispielsweise profiliert gestaltet sein. Beispielsweise kann die Außenwand des Hohlkörpers mit Rippen und/oder Noppen und/oder auf sonstiger Art und Weise profiliert gestaltet sein, so dass hierdurch die Festigkeit beziehungsweise Steifigkeit des Hohlkörpers erhöht ist.
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Soweit die Außenwand des Hohlkörpers zumindest abschnittsweise aus Kunststoff besteht, kann der hierfür verwendete Kunststoff Kompositwerkstoffe (composites) aufweisen, die in die Kunststoffmatrix eingebettet sind, um hierdurch die Festigkeit und Steifigkeit des Kunststoffes zu erhöhen.
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Der Hohlkörper kann eine innere Struktur, beispielsweise eine Waben- oder eine Sandwichstruktur aufweisen, um hierdurch die Festigkeit oder Steifigkeit des Hohlkörpers zu erhöhen.
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Die Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit des Hohlkörpers hat den Vorteil, dass der Hohlkörper hierdurch zwar einerseits noch flexibel ist, um sich bei einem Aufprall – möglichst reversibel – zu verformen, der Hohlkörper jedoch mit erhöhter Festigkeit und Steifigkeit bei einem Aufprall mehr Energie aufnehmen kann, um das Bauteil effektiver zu schützen.
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Nach einer Ausführungsform ist der Drucksensor im Bereich der Außenwand des Hohlkörpers angeordnet. Besonders bevorzugt ist der Drucksensor im Bereich eines solchen Abschnitts der Außenwand des Hohlkörpers angeordnet, der den Hohlraum des Hohlkörpers umschließt. Beispielsweise kann der Drucksensor in der Außenwand des Hohlkörpers angeordnet sein und dabei quasi einen Bereich der Außenwand des Hohlkörpers darstellen. Ein entsprechend im Bereich der Außenwand des Hohlkörpers angeordneter Drucksensor hat den Vorteil einer leichten Zugänglichkeit, was insbesondere bei einer Wartung, Reparatur oder einem Austausch des Drucksensors sehr vorteilhaft ist. Ferner ist der Drucksensor in diesem Fall an der Schnittstelle zwischen dem mit Gas gefüllten Hohlraum des Hohlkörpers und der Umgebung angeordnet, so dass die vom Drucksensor erfassten Messsignale einfach nach außen weiterleitbar ist.
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Beispielsweise kann auch vorgesehen sein, dass der Drucksensor im Hohlraum des Hohlkörpers angeordnet ist und die erfassten Messsignale drahtlos oder mittels durch die Außenwand des Hohlkörpers geführter Leiter nach außen weiterleitbar sind.
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Nach einer Ausführungsform ist ein durch die Außenwand des Hohlraums geführter Druckwellenleiter vorgesehen, durch den Druckwellen, die durch das Gas des Hohlkörpers laufen, dem Drucksensor zuleitbar sind. Ein solcher Druckwellenleiter kann beispielsweise in Form eines Schlauches oder eines Rohres vorgesehen sein.
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Ein solcher Druckwellenleiter, insbesondere in Form eines Schlauches oder Rohres, kann insbesondere derart angeordnet sein, dass er mit seinem einen Ende durch die Außenwand des Hohlraums geführt ist und seine anderes Ende außerhalb des Hohlraums verläuft. Es kann vorgesehen sein, dass der Drucksensor in dem Druckwellenleiter, also insbesondere in dem als Schlauch oder Rohr ausgebildeten Druckwellenleiter angeordnet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Drucksensor an dem außerhalb des Hohlraums verlaufenden Ende des als Schlauch oder Rohrs ausgebildeten Druckwellenleiters angeordnet ist.
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Ein Druckwellenleiter in Form eines Schlauches kann insbesondere aus einem flexiblem Material bestehen, beispielsweise aus Gummi, Silikon oder Kautschuk. Ein Druckwellenleiter in Form eines Rohres kann grundsätzlich aus jedem festen Material bestehen, beispielsweise Kunststoff oder Metall.
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Der erfindungsgemäße Druckwellenleiter kann insbesondere zwei Funktionen erfüllen. Zum einen kann er dem Drucksensor Druckwellen, die durch das im Hohlraum befindliche Gas laufen, zuleiten. Die schafft die Möglichkeit einer flexibleren Anordnung des Drucksensors. Zum weiteren kann der Druckwellenleiter insbesondere auch zur Aufnahme des Drucksensors dienen, insbesondere soweit der Druckwellenleiter als Schlauch oder Rohr ausgebildet ist. Dies ist insbesondere sehr vorteilhaft, wenn der Drucksensor klein oder empfindlich ist und daher nur schwer zu handhaben ist. Indem der Drucksensor in dem oder an dem als Schlauch oder Rohr ausgebildeten Druckwellenleiter angeordnet ist, ist der Drucksensor wesentlich einfacher am Hohlkörper anordenbar. Der Druckwellenleiter, insbesondere auch mit einem darin oder daran angeordneten Drucksensor, ist gegenüber der Außenwand des Hohlkörpers hermetisch abgedichtet, so dass der Hohlkörper auch im Bereich des durch seine Außenwand geführten Druckwellenleiters gasdicht ist. Der Druckwellenleiter kann beispielsweise über Abdichtungsmittel, beispielsweise Dichtringe und/oder Dichtmassen, gegenüber der Außenwand abgedichtet sein. Soweit der Druckwellenleiter als elastisches Element konfektioniert ist, beispielsweise als elastischer Schlauch, kann dieser beispielsweise auch selbstdichtend durch die Außenwand geführt sein.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Aufprallkörper eine Empfangs- und Sendevorrichtung zur Erfassung und Weiterleitung der vom Drucksensor weiterleitbaren Messsignale auf. Eine solche Empfangs- und Sendevorrichtung kann wenigstens eines der folgenden Mittel aufweisen: Mittel zum Empfang (beziehungsweise zu Erfassung), Speicherung, Verarbeitung, Wiedergabe oder Versendung (beziehungsweise zur Weiterleitung) der vom Drucksensor weiterleitbaren (beziehungsweise der vom Drucksensor empfangenen) Messsignale.
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Durch die Mittel zum Empfang kann die Empfangs- und Sendevorrichtung die vom Drucksensor weitergeleiteten Messsignale empfangen. Diese empfangenen Messsignale können durch die Mittel zur Speicherung, Verarbeitung, Wiedergabe oder Versendung der Empfangs- und Sendevorrichtung anschließend gespeichert, verarbeitet, wiedergegeben oder versendet werden. Durch die Mittel zur Speicherung können die Messsignale – beispielsweise auch nach vorheriger Verarbeitung durch die Mittel zur Verarbeitung – beispielsweise gespeichert werden, um sie zu einem späteren Zeitpunkt abrufen zu können. Durch die Mittel zur Wiedergabe können die Messsignale – ebenfalls beispielsweise nach vorheriger Verarbeitung durch die Mittel zur Verarbeitung – Wiedergegeben werden, beispielsweise optisch und/oder akustisch, beispielsweise in einer Anzeigevorrichtung.
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Die Empfangs- und Sendevorrichtung kann insbesondere wenigstens eine Datenverarbeitungsvorrichtung umfassen, beispielsweise wenigstens einen Microcontroller. Eine solche Datenverarbeitungsvorrichung kann insbesondere zum Empfang, zur Speicherung und zur Verarbeitung der vom Drucksensor empfangenen Messsignale dienen.
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Durch die Mittel zur Versendung sind die von der Empfangs- und Sendevorrichtung empfangenen Messsignale – wiederum beispielsweise auch nach vorheriger Verarbeitung durch die Mittel zur Verarbeitung – versendbar. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind Mittel zur Versendung in Form von Mitteln zur drahtlosen Versendung der vom Drucksensor weiterleitbaren Messsignale vorgesehen. Diese Mittel können grundsätzlich beliebige aus dem Stand der Technik bekannte Mittel zur drahtlosen Versendung von Signalen beziehungsweise Daten sein, beispielsweise Mittel zum Versenden der Messsignale per Funk, Bluetooth, W-LAN, Infarot, CAN Bus oder Ultraschall. Die durch die Mittel zur drahtlosen Versendung versendbaren Messsignale sind insbesondere an einen Empfänger versendbar, durch den diese versendbaren Signale empfangbar sind. Besonders vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass hierdurch die Möglichkeit geschaffen ist, die Messsignale des Drucksensors an einen vom Aufprallkörper unabhängigen beziehungsweise einen von diesem getrennten Empfänger zu versenden, um sie dort gegebenenfalls auswerten zu können.
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Der Empfänger kann insbesondere wenigstens eines der folgenden Mittel aufweisen: Mittel zum Empfang, Speicherung, Verarbeitung oder Wiedergabe der von der Empfangs- und Sendevorrichtung versendbaren Messsignale. An dem Empfänger können die vom Drucksensor aufgenommenen Daten dann dargestellt und ausgewertet werden. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass von mehreren erfindungsgemäß gestalteten Aufprallkörper Messsignale an einen gemeinsamen Empfänger versendbar sind. So können beispielsweise in einem Lager, an dessen Regalen zahlreiche der erfindungsgemäßen Aufprallkörper angeordnet sein, die von den jeweiligen Drucksensoren erfassten Messsignale an einen zentralen Empfänger versendbar sein. Beispielsweise kann der Empfänger auch einen Alarmgeber umfassen, so dass bei Überschreitung einer vorgegebenen Schwelle für ein von der Empfangs- und Sendevorrichtung empfangenes Messsignal ein Alarm ausgelöst wird.
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Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Drucksensor nur bei einem Aufprall auf den Hohlkörper aktiviert wird. Hierzu kann der Aufprallkörper beispielsweise Mittel aufweisen, die den Drucksensor nach einem Aufprall aktivieren. Eine solche Ausführungsform ist insbesondere vorteilhaft, um Energie zu sparen, da der Drucksensor bei dieser Ausführungsform nicht ständig durch Energie aktiviert zu sein braucht. Ein solches Mittel zur Aktivierung des Drucksensors kann beispielsweise ein Mikrofon sein, das nach der Aufnahme von Druckwellen Signale zur Aktivierung an den Drucksensor weiterleitet. Alternativ können solche Mittel zur Aktivierung des Drucksensors beispielsweise ein Beschleunigungssensor, der die bei einem Aufprall empfangenen Signale zur Aktivierung des Drucksensors verwendet, oder eine Turbine sein, die bei einem Aufprall aktiviert wird und diese Aktivierung zur Aktivierung des Drucksensors verwendet.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Drucksensor und die Empfangs- und Sendevorrichtung in den Hohlkörper integriert sind. Eine solche Ausführungsform hat insbesondere den Vorteil, dass der Aufprallkörper sehr kompakt gestaltet sein kann und einfach zu handhaben ist. Vorteilhaft ist ferner, dass der Drucksensor und die Empfangs- und Sendevorrichtung in diesem Fall gut vor Beschädigungen geschützt sind. Ferner ist an dieser Ausführungsform sehr vorteilhaft, dass der Drucksensor und die Empfangs- und Sendevorrichtung bereits werkseitig in den Hohlkörper integriert werden können, so dass eine anwenderseitige Fehlbestückung ausgeschlossen ist.
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Zur Integration in den Hohlkörper kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Drucksensor und die Empfangs- und Sendevorrichtung in einen Abschnitt der Außenwand des Hohlkörpers integriert sind. Beispielsweise kann die Außenwand eine Einbuchtung, insbesondere eine kammerartige Einbuchtung, aufweisen, in welcher der Drucksensor und die Empfangs- und Sendevorrichtung angeordnet sind. Insbesondere, soweit der Hohlkörper als Kunststoffhohlkörper konfektioniert ist, kann die Einbuchtung bereits bei der Herstellung des Kunststoffhohlkörpers einteilig aus dem Hohlkörper ausgeformt sein.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Aufprallkörper eine Einsteckeinheit aufweist, in die Komponenten des Aufprallkörpers integriert sind, beispielsweise Komponenten in Form des Druckwellenleiters, des Drucksensors, der Empfangs- und Sendevorrichtung und/oder einer Energiequelle zur Stromversorgung der Komponenten. Eine solche Einsteckeinheit ist in den Aufprallkörper einsteck- oder einlegbar und aus diesem wieder entnehmbar. Dies hat den Vorteil, dass in die Einsteckeinheit integrierte Komponenten des Aufprallkörpers schnell und einfach in den Aufprallkörper eingefügt und wieder aus diesem entnommen werden können, beispielsweise zu deren Auswertung, Wartung oder Reparatur. Die Einsteckeinheit kann beispielsweise als Box (in die Komponenten des Aufprallkörpers integriert sind) oder als Karte (auf der Komponenten des Aufprallkörpers angeordnet sind) gestaltet sein. Der Aufprallkörpers weist eine mit der Einsteckeinheit korrespondierende Aufnahme auf, in die die Einsteckeinheit einsteck- oder einlegbar ist. Soweit ein Druckwellenleiter in die Einsteckeinheit integriert ist, kann die Aufnahme des Aufprallkörpers eine Öffnung aufweisen, durch die der Druckwellenleiter in den Hohlraum des Aufprallkörpers führbar ist, wenn die Einsteckeinheit in der Aufnahme einliegt.
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Es kann vorgesehen sein, dass der Aufprallkörper Mittel aufweist, mit denen eine Beschädigung des Aufprallkörpers feststellbar ist. Hierdurch lässt sich verhindern, dass eine Beschädigung des Aufprallkörpers und eine etwaig damit einhergehende Fehlfunktion des Aufprallkörpers nicht erkannt wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Aufprallkörper Farbgebungsmittel, beispielsweise mit Farbe gefüllte Hohlkörper, aufweist, die den Aufprallkörper bei einem vorgegebenen Schwellenwert eines Aufpralls, ab dem eine Beschädigung des Aufprallkörpers entstanden sein könnte, verfärben.
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Der Hohlkörper weist bevorzugt Mittel zur Anordnung des Hohlkörpers an einem Bauteil auf. Beispielsweise kann der Hohlkörper wenigstens eines der folgenden Mittel zur Anordnung an einem Bauteil aufweisen: Schrauben, Kabelbinder, Gurtbänder, Klettverschlüsse, Klebeflächen oder sonstige Mittel zur kraft-, reib- und/oder formschlüssigen Verbindung des Hohlkörpers mit einem Bauteil. Beispielsweise kann der Hohlkörper außenseitig auch zur Befestigung an einem Bauteil geformt sein.
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Insbesondere kann der Hohlkörper beispielsweise Mittel zur klemmenden Befestigung an einem Bauteil aufweisen. Hierzu kann der Hohlkörper auf seiner Oberfläche beispielsweise eine Ausnehmung oder Nut aufweisen, in die ein Bauteil klemmend einführbar ist.
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Soweit der Hohlraum des Hohlkörpers gasdicht ist, kann dieser bevorzugt mit Gas in Form von Luft, Stickstoff oder einem Inertgas gefüllt sein, das beispielsweise auch unter Überdruck stehen kann. Ansonsten kann der Hohlraum mit Gas in Form von Luft gefüllt sei.
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Grundsätzlich kann der erfindungsgemäße Aufprallkörper für jedes Bauteil verwendbar und an diesem anordenbar sein, das einem Aufprall ausgesetzt sein kann und das hinsichtlich einer hieraus etwaig resultierenden Beschädigung überwacht und überpruft werden sollte. Der erfindungsgemäße Aufprallkörper kann zum Schutz eines unbewegten oder eines bewegten Bauteils vorgesehen sein. Beispielsweise kann der erfindungsgemäße Aufprallkörper zum Schutz eines unbewegten Bauteils in Form eines Regals, eines Gerüstes, einer Stütze, einer Säule oder eines Pfostens vorgesehen sein. Ferner kann der erfindungsgemäße Aufprallkörper beispielsweise an bewegten Bauteilen von Fahrzeugen, beispielsweise an Stoßstangen von Fahrzeugen, vorgesehen sein.
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Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Erfassung des Aufpralls an einem Bauteil mit folgenden Merkmalen:
wenigstens einem Aufprallkörper;
wenigstens einem Empfänger zum Empfang der von der Empfangs- und Sendevorrichtung drahtlos weiterleitbaren Messsignale.
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Der Aufprallkörper und der Empfänger können wie hierin beschrieben gestaltet sein.
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Sämtliche der vorbezeichneten Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert.
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Dabei zeigt
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1 einen Aufprallkörper in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben,
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2 den Aufprallkörper nach 1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben aus einer anderen Blickrichtung,
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3 eine Frontalansicht auf eine Seite des Aufprallkörpers nach 1,
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4 den Aufprallkörper in der Ansicht nach 2, der an einem Bauteil angeordnet ist,
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5 eine Schnittansicht des Aufprallkörpers in der Schnittebene A-A nach 3,
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6 eine Schnittansicht des Aufprallkörpers in der Schnittebene A-A nach 3, wobei der Hohlkörper an einem Bauteil angeordnet ist,
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7 eine Schnittansicht des Aufprallkörpers in der Schnittebene B-B nach 3, wobei der Hohlkörper an einem Bauteil angeordnet ist,
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8 eine Frontalansicht auf eine Einsteckeinheit des Aufprallkörpers und
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9 eine schematische Darstellung eines Systems zur Erfassung des Aufpralls an einem Bauteil, das mehrere Aufprallkörper nach 1 umfasst.
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Der Aufprallkörper 1 weist einen aus Kunststoff gefertigten Hohlkörper 3 auf. Der Hohlkörper 3 ist einstückig, besteht aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) und wurde im Rotationsgussverfahren hergestellt. Wie 1 zeigt, erstreckt sich der Hohlkörper 3 im Wesentlichen längs einer Achse L. In einer Schnittebene senkrecht zur Achse L weist der Hohlkörper 3 im Wesentlichen die Form des Kopfes eines Schraubenschlüssels auf, wie insbesondere die 5 bis 7 zeigen.
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Der Hohlkörper 3 weist ein Mittelteil 9 auf, das sich entlang der Achse L erstreckt. Das Mittelteil 9 ist an einer ersten Seite 10 nach außen gewölbt. An seiner, der ersten Seite 10 gegenüberliegenden Seite sind an dem Mittelteil 9 zwei beabstandete Schenkel 5, 7 angeordnet, die sich ebenfalls entlang der Achse L erstrecken. Die Schenkel 5, 7 weisen aneinander zugewandte, ebene Flächen 11, 13 auf. Der zwischen den Flächen 11, 13 der Schenkel 5, 7 verbleibende Raum ist an einer Seite durch eine Seitenfläche 15 des Mittelteils 9 abgeschlossen. Auf der anderen Seite ist der zwischen den Flächen 11, 13 verbleibende Raum offen, so dass die Seitenflächen 11 und 13 der Schenkel 5 und 7 sowie die Seitenflächen 15 des Mittelteils 9 insgesamt die Außenflächen einer nutförmigen Aussparung 17 definieren, die sich längs zur Achse L erstreckt. In Richtung der freien Seite der Nuten 17 sind die Flächen 11 und 13 der Schenkel 5 und 7 leicht aufeinander zugeneigt. Im Ausführungsbeispiel sind sie in einem Winkel von etwa 10° aufeinander zugeneigt.
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In die Nut 17 ist ein durch den Aufprallkörper 1 zu schützendes Bauteil einführbar. Die Nut 17 ist bevorzugt derart an ein solches Bauteil angepasst, dass dieses Bauteil durch die beiden Schenkel 5, 7 klemmend in der Nut 17 gehalten werden. Diese Klemmung ist auf Grund der einander zugeneigten Seitenfläche 11 und 13 der Schenkel 5 und 7 möglich.
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Die nach außen gewölbte Seite 10 des Mittelteils 9 ist profiliert ausgebildet und weist wulstartige Vor- und Rücksprünge 19 auf. Diese Vor- und Rücksprünge 19 erhöhen die Festigkeit und Steifigkeit des Hohlkörpers 3.
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Die aus Polyethylen niedriger Dichte gefertigte Außenwand 21 des Hohlkörpers 3 ist flexibel und umschließt einen mit Gas in Form von Luft gefüllten Hohlraum 23 im inneren des Hohlkörpers 3. Die Außenwand 21 ist gasdicht, so dass auch bei einem Aufprall auf den Aufprallkörper 1 keinerlei Luft aus dem Hohlraum 23 austreten oder in diesen eindringen kann.
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Die Außenwand 21 des Hohlkörpers 3 weist eine Aufnahme 25 auf. Diese Aufnahme 25 ist im Bereich der Mitte des Bereichs der Außenwandung 21 des Hohlkörpers angeordnet, die die der Nut 17 zugewandte Fläche 15 des Mittelteils 9 bildet.
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Die Aufnahme 25 ist kammerartig gestaltet und dient zur Aufnahme einer Einsteckeinheit 29. Die Einsteckeinheit 25 ist ein Form einer Einsteckkarte gestaltet.
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Auf der Einsteckeinheit 29 sind, siehe 8, ein Druckwellenleiter 31 in Form eines Schlauches, ein Drucksensor 33 in Form eines piezorestitiven Drucksensors, eine Empfangs- und Sendevorrichtung 35 sowie eine Energiequelle 36 in Form einer Batterie. Die Empfangs- und Sendevorrichtung 35 umfasst Mittel 35a zum Empfang und zur Speicherung der vom Drucksensor 33 empfangenen Messsignale in Form eines Microcontrollers, sowie Mittel 35b zu deren Speicherung und Mittel 35c zu deren drahtloser Versendung. Während die Komponenten in Form des Drucksensors 33, der Empfangs- und Sendevorrichtung 35 sowie der Energiequelle 36 auf der Einsteckeinheit 29 angeordnet sind, überragt der Druckwellenleiter 31 die Außenkontur der Einsteckeinheit 29 mit einem freien Ende 31a. Am anderen Ende 31b des Druckwellenleiters 31 ist der Drucksensor 33 auf der Einsteckeinheit 29 angeordnet. Die zwischen den Komponenten auf der Einsteckeinheit 29 verlaufbaren Signale, Daten und elektrische Ströme sind durch Pfeile schematisch angedeutet.
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Mit dem freien Ende 31a ist der Druckwellenleiter 31 durch eine Öffnung 37 in der Außenwand 21 des Aufprallkörpers 1, die die Aufnahme 25 mit dem Hohlraum 23 verbindet, geführt. Wie in 3 gut erkennbar, liegt die Einsteckeinheit 29 dabei in der Aufnahme 25 ein, wobei der Druckwellenleiter 31 gleichzeitig mit seinem freien Ende 31a in den Hohlraum 23 geführt ist (der Verlauf des Druckwellenleiters 31 im Hohlraum 23 ist gestrichelt angedeutet).
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Der Druckwellenleiter 31 besteht aus einem flexiblen Material, so dass er selbstdichtend in der Öffnung 37 einliegt.
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4 zeigt den an einem Bauteil 27 angeordneten Aufprallkörper 1. Das Bauteil 27 ist in die Nut 17 eingelegt und wird in dieser durch die Schenkel 5, 7 klemmend gehalten, wie auch die 6 und 7 veranschaulichen.
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Die Verwendung des im Ausführungsbeispiel dargestellten Aufprallkörpers 1 ist wie folgt.
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Der Hohlkörper 1 wird zunächst an einem zu schützenden Bauteil 27 angeordnet. Hierzu wird das Bauteil 27 in die Nut 17 eingeführt, so dass das Bauteil 27 klemmend in der Nut 17 gehalten wird.
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Der Aufprallkörper 1 kann das Bauteil 27 anschließend vor einem Aufprall schützen. Hierzu nimmt der Hohlkörper 3 des Aufprallkörpers 1, insbesondere der nach außen gewölbte Mittelteil 9 des Hohlkörpers 3, bei einem Aufprall zumindest einen Teil der Aufprallenergie auf, so dass diese nicht auf das Bauteil 27 einwirken kann. Im Falle eines Aufpralls auf den Aufprallkörper 3 werden im Hohlkörper 3 Druckwellen erzeugt, die sich auch durch die im Hohlraum 23 befindliche Luft ausbreiten. Die Druckwellen laufen dabei auch durch den Druckwellenleiter 31 bis zum Drucksensor 33. Der Drucksensor 33 erfasst die Druckwellen und leitet sie als Messsignal an den Microcontroller 35a der Empfangs- und Sendevorrichtung 35 weiter. Der Microcontroller 35a empfängt die vom Drucksensor 33 empfangenen Messsignale, und leitet sie, gegebenenfalls nach vorheriger Speicherung durch die Mittel 35b zur Speicherung und/oder Verarbeitung, an die Mittel 35c zur drahtlosen Versendung weiter, die sie an einen externen Empfänger per Funk weitersenden. An dem Empfänger können nunmehr die empfangenen Daten ausgewertet werden. Danach kann entschieden werden, ob das Bauteil 27 gegebenenfalls beschädigt sein könnte und daher überprüft werden müsste.
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In der Darstellung nach 9 sind mehrere Aufprallkörper 1 an den Pfosten, die dem Bauteil 27 entsprechen, von Regalen 39 befestigt. Prallt beispielsweise ein Gabelstapler 41 gegen einen der Aufprallkörper 1, sendet dieser, wie oben beschrieben, per Funk ein Signal an zwei Empfänger 43, die zum Empfang der Signale sämtlicher Aufprallkörper 1 ausgebildet sind. Zur Auswertung der von den Empfängern 43 empfangenen Signale sind mobile Erfassungsgeräte 45 vorgesehen, an die die Daten von den Empfängern 43 übertragbar sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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