DE19525243A1 - Anpralldämpfer mit Schubblech - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anpralldämpfer vor Hindernissen seit­ lich neben der Fahrbahn mit vor einer Abstützeinrichtung aufge­ reihten Dämpfelementen, welche parallel und quer zur Verkehrsrich­ tung untereinander verbunden sind.

Ein derartiger Anpralldämpfer ist aus der US-PS 3,845,936 bekannt. Für diesen gattungsgemäßen Anpralldämpfer sind in einer Ausfüh­ rungsvariante die Dämpfelemente in zwei Längsreihen aufgereiht, wobei als stirnseitiger Abschluß noch ein einzelnes Element mittig auf die zwei Reihen aufgesetzt ist. Die Dämpfelemente sind unter­ einander verbunden und an der Außenseite zusätzlich von sich schuppenförmig überlappenden Schutzplanken umgeben. Als Dämpfele­ mente werden hier Tonnen verwendet.

Ein derartiger Anpralldämpfer weißt jedoch den Nachteil auf, daß bei Aufprall eines Fahrzeuges ein sehr hoher Anfangswiderstand entge­ gengesetzt wird. Versuche haben ergeben, daß unverformte Dämpfele­ mente bis zur ersten Verformung einen sehr hohen Verformungswider­ stand aufweisen, und der Verformungswiderstand nach eingetretener plastischer Verformung drastisch sinkt.

Bei Frontalaufprall eines Fahrzeuges auf einen gattungsgemäßen An­ pralldämpfer wirkt im exakten Zeitpunkt des Aufpralls der Anprall­ dämpfer wie eine Feder, da sich die Dämpfelement im ersten Moment lediglich elastisch verformen. Wird dieser Moment überschritten und genügt die Energie für eine weitere plastische Verformung, so setzt sich die plastische Verformung der Dämpfelemente vom Kopf­ teil in Richtung Abstützeinrichtung langsam fort. Die Verformungs­ energie wird hierbei durch die Kontaktflächen, bei den Tonnen durch die Kontaktlinien übertragen.

Der Verformungswiderstand kann erheblich gesenkt werden, wenn die Kraft- bzw. Energieübertragung nicht über Kontaktflächen bzw. Kon­ taktlinien sondern über punktuelle Krafteinleitung auf die nach­ folgenden Dämpfelemente erfolgt.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung eine Anpralldämpfer der ein­ gangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Spitze des an­ fänglichen Verformungswiderstandes bei Aufprall eines Fahrzeuges minimiert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Auf­ prallimpuls gezielt durch mindestens ein parallel zur Verkehrs­ richtung im Kopfbereich angeordnetes Schubblech abgedämpft wird.

Das Schubblech ist vorteilhafterweise mit den Dämpfelementen der 1. Querreihe über eine Bohrung im Schubblech fest verschraubt. Zur Verbindung mit den Dämpfelementen der nachfolgenden Querreihen sind im Schubblech vorteilhafterweise Langlöcher ausgebildet und am Ende des Schubblechs ein U-förmiger Schlitz. Durch diese Ver­ bindung des Schubblechs mit den Dämpfelementen wird der Aufpral­ limpuls eines anprallenden Fahrzeuges punktuell über die Verbin­ dungseinrichtung in die Dämpfelemente der 1. Querreihe eingelei­ tet. Die Elemente der 1. Querreihe werden somit bereits durch punktuelle Krafteinleitung verformt, was zu einer ersten Minimie­ rung der Spitze des anfänglichen Verformungswiderstandes beiträgt. Durch die Dimensionierung der Länge der Langlöcher und des U-för­ migen Schlitzes am Ende des Schubblechs wird erreicht, daß bei der Verformung das Schubblech in Richtung Abstützeinrichtung geschoben wird und als erstes das Ende des U-förmigen Schlitzes auf die Ver­ bindungseinrichtung der im diesem Bereich angeordneten Dämpfele­ ment einwirkt. Auf die Dämpfelemente im Bereich der Langlöcher wird zu diesen Zeitpunkt über das Schubblech keine Kraft übertra­ gen.

Diese Konstellation hat den großen Vorteil, daß der Aufprallimpuls durch das Schubblech von den Dämpfelemente der 1. Querreihe auf die Dämpfelemente der n-ten Querreihe im Bereich des U-förmigen Schlitzes übertragen wird. Die Kraft wird dort ebenfalls wieder punktuell über die Verbindungseinrichtung eingeleitet und es ent­ steht zusätzlich zu der Verformungszone am Kopfteil des Anprall­ dämpfers ein weiterer Verformungsbereich. Bei weiterem Vorschub des Schubblechs kann sich somit die Verformung vom Kopfbereich so­ wie vom zweiten Verformungsbereich in Richtung Abstützeinrichtung ausbreiten.

Günstigerweise wird das Schubblech zwischen den Dämpfelemente der ersten Querreihen im Kopfbereich des Anpralldämpfers angeordnet.

Sehr vorteilhaft ist es auch an dem Schubblech ein Stirnstück aus­ zubilden, um scharfe Kanten bei Anprall eines Fahrzeuges zu ver­ meiden. Als sehr günstig hat sich ein Stirnstück in Form eines Rundeisens erwiesen.

Die Anordnung des Stirnstücks hinter einem einzelnen Kopfdämpfele­ ment hat den Vorteil, daß dieses zusätzlich durch das Kopfdämpfe­ lement abgeschirmt ist. Eine Anordnung innerhalb des Kopfdämpfele­ mentes hat hingegen den Vorteil, daß das Schubblech früher zur Wirkung kommt und somit die Kraft früher punktuell in die Dämpfe­ lemente der 1. Querreihe eingeleitet wird.

Im Bereich des U-förmigen Schlitzes am Ende des Schubblechs ist es vorteilhaft, die Öffnung des U-Schlitzes beidseitig abzuschrägen. Durch die Abschrägung der Öffnung des U-Schlitzes wird gewährlei­ stet, daß bei verschieben des Schubblechs die Verbindungseinrich­ tung der nächstfolgenden Dämpfelemente in den U-förmigen Schlitz aufgenommen wird.

In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung ist an dem Schubblech im Bereich des U-förmigen Schlitzes zwischen der Verbindungseinrich­ tung der Dämpfelemente und dem Ende des U-förmigen Schlitzes quer über den Schlitz ein Impulsblech angeordnet. Dieses Impulsblech ist mit dem Schubblech fest verbunden und wird bei Aufprall eines Fahrzeuges durch die Verbindungseinrichtung der Dämpfelement im Bereich des U-förmigen Schlitzes verformt. Da die Verformungswi­ derstand des Impulsbleches wesentlich geringer ist als der der Dämpfelemente im zweiten Verformungsbereich wird die Widerstands­ spitze der anfänglichen Verformung zusätzlich abgedämpft.

Bei einem derartigen Anpralldämpfer ist es sehr vorteilhaft die Dämpfelemente reibschlüssig mit dem Schubblech zu verbinden.

Ebenso ist es vorteilhaft die Dämpfelemente in Längsrichtung über Spannseile zu verbinden. Durch die Verbindung der Dämpfelemente längs zur Fahrbahnrichtung wird ein seitliches Ausweichen bzw. ein loses davonschleudern der Dämpfelemente durch den Anprall vermie­ den.

Die Spannseile sind dabei vorteilhafterweise an eine Seilveranke­ rung am Fundament im Kopfbereich des Anpralldämpfers und an der Abstützeinrichtung befestigt. Sehr günstig ist es, die Spannseile von der Verankerung im Fundament im Kopfbereich in die Dämpfele­ mente der vorderen Querreihen, bevorzugt der zweiten Querreihe, zu führen und dort über Umlenkrollen parallel zur Fahrbahnoberfläche umzulenken.

Günstigerweise weisen die Dämpfelemente Bohrungen auf, durch wel­ che das Spannseil geführt ist. Die Dämpfelemente mit den Um­ lenkrollen sind vorteilhafterweise aufgrund erhöhten Belastung durch die Seilumlenkung zusätzlich ausgesteift.

Sehr günstig ist es die Dämpfelemente mit den Aussteifungen am Schubblech im Bereich der Langlöcher anzuordnen, damit diese sehr steifen Dämpfelemente in der Anfangsphase der Verformung durch das Schubblech überbrückt werden und erst bei einer fortgeschrittener Verformung mit Kraft beaufschlagt werden.

Für eine leichte Verschieblichkeit der Dämpfelemente auf den Boden sind diese vorteilhafterweise über Rollen abgestützt.

In den Unteransprüchen sind weiter vorteilhafte Ausgestaltungen des Anmeldegegenstands offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestell­ ter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Anpralldämpfers,

Fig. 2 eine Ansicht des Anpralldämpfers von oben,

Fig. 3a eine Seitenansicht des Schubbleches mit dahinter angeord­ neten Dämpfelementen in unverformten Zustand,

Fig. 3b die Ansicht aus 3a mit bereits verformten Kopfelement und Dämpfelement der 1. Querreihe,

Fig. 3c ebenfalls die Ansicht aus Fig. 3a mit zweiter Verfor­ mungszone in der n-ten Querreihe,

Fig. 4a eine alternative Ausführungsform der Schubbleche im Auf­ riß und

Fig. 4b eine Seitenansicht der alternativen Ausführungsform aus Fig. 4a.

Fig. 1 zeigt den Anpralldämpfer in der Seitenansicht mit vor einer Abstützeinrichtung 11 aufgereihten Dämpfelemente 1 bis 6.

Die Dämpfelemente 1 bis 6 sind beim dargestellten Ausführungsbei­ spiel über Rollen 12 abgestützt, welche zur freien Bewegung der Dämpfelemente auf den Boden dienen. Die Dämpfelemente zwischen der 1. Querreihe und der Abstützeinrichtung 11 sind über eine Spann­ seil 7 untereinander verbunden. Der Spannseil 7 ist an einer Ver­ ankerung in der Abstützeinrichtung 11 und einer Seilverankerung 8 am Fundament im Kopfbereich des Anpralldämpfers fixiert. Das Spannseil 7 wird über Umlenkrollen 9 in den Dämpfelementen der 2. Querreihe umgelenkt.

Das mindestens eine Kopfdämpfelement 1 bildet im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel mit den beiden parallel nebeneinander angeordne­ ten Dämpfelementen 2 der 1. Querreihe die Kopf-Dämpfelementanord­ nung A.

Die Dämpfelemente 2 bis 4 der ersten drei Querreihen sind im dar­ gestellten Ausführungsbeispiel über zwei als Schubeinrichtung aus­ gebildete und schematisch dargestellte Schubbleche 13 miteinander verbunden. Alternativ könnte auch ein einziges Schubblech entspre­ chend der Abmessung zum Einsatz gelangen. Die Schubbleche 13 sind jeweils im oberen und im unteren Bereich der Dämpfelemente ange­ ordnet.

Fig. 2 zeigt den Anpralldämpfer aus Fig. 1 von oben. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Dämpfelemente 1 bis 6 als Rohrab­ schnitte ausgebildet und paarweise vor der Abstützeinrichtung 11 des Anpralldämpfers aufgereiht. An der Stirnseite weist der An­ pralldämpfer zusätzlich einen Kopfdämpfelement 1′ auf, daß mittig vor den beiden vordersten Dämpfelementen angeordnet ist. Das Kopf­ dämpfelement 1′ ist zusätzlich von einer Schutzkappe 22 umgeben, welches sich V-förmig bis zu den Dämpfelemente der 1. Querreihe erstreckt.

Der Spalt zwischen den jeweiligen nachfolgenden Dämpfelemente ist jeweils über eine Abweisblech 23 abgedeckt.

In dieser Ansicht ist weiter zu sehen, daß die Dämpfelemente mit den Umlenkrollen 9 für die Spannseile eine zusätzliche Aussteifung 10 aufweisen, welche im wesentlichen parallel zur Verkehrsrichtung in den Dämpfelementen angeordnet ist.

Das Schubblech 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen den Dämpfelemente der 1. bis 3. Querreihe angeordnet.

Fig. 3a zeigt das Schubblech 13 aus Fig. 1 und Fig. 2 in der Seitenansicht mit einer Teilansicht der dahinter angeordneten Dämpfelemente. Das Kopfdämpfelement 1′ ist im Schnitt dargestellt.

Die Dämpfelemente sind untergliedert in die Dämpfelemente der 1. Querreihe, der 2-(n-1)-ten Querreihe, der n-ten Querreihe und der (n+1)-ten Querreihe. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist n=3, jedoch wird in der Beschreibung die allgemeine Bezeichnung n verwendet.

Das Schubblech 13 weist im Bereich der 1. Querreihe eine Bohrung 14 zur Befestigung der Dämpfelemente auf. Im Bereich der 2-(n-1)-ten Querreihe ist an dem Schubblech 13 an jeweils ein Langloch 15 ausgebildet.

Im Bereich der n-ten Querreihe endet das Schubblech 13 und weist einen U-förmigen Schlitz 16 auf. Die Öffnung des U-förmigen Schlitzes ist beidseitig mit einer Abschrägung 17 versehen. Am Kopfende des Schubblechs 13 ist ein Stirnstück 18 ausgebildet, daß in diesem Ausführungsbeispiel an der Außenseite des Kopfdämpfele­ ment 1′ anliegt.

An dem Schubblech 13 ist im Bereich des U-förmigen Schlitzes 16 ein Impulsblech 19 vorgesehen, welches über Befestigungsmittel 20 quer über den U-förmigen Schlitz 16 an dem Schubblech 13 befestigt ist.

Die gegenüberliegenden Dämpfelemente 2 bis 5 der 1. bis (n+1)-ten Querreihe sind untereinander über eine Verbindungseinrichtung 21 (hier im Schnitt dargestellt) untereinander verbunden.

Entscheidend für die Wirkungsweise des Schubblechs 13 ist die Län­ gendimensionierung der Langlöcher 15 und des U-förmigen Schlitzes 16. Der Abstand der Verbindungseinrichtung 21 der n-ten Querreihe zum Ende des U-förmigen Schlitzes 16 (Abstand C) muß geringer sein, als der Abstand der Verbindungseinrichtung 21 der Dämpfele­ mente 3 der 2-(n-1)-ten Querreihe zum stirnseitigen Ende des Lang­ lochs 15 (Abstand D).

Die Wirkungsweise des Schubblechs wird anhand der Fig. 3b und 3c noch näher erläutert.

Fig. 3b zeigt die Ansicht aus Fig. 3a, wobei das Kopfdämpfelement 1′ und die Dämpfelemente 2 der 1. Querreihe bereits plastisch ver­ formt sind. Durch die plastische Verformung dieser Dämpfelemente wurde das Schubblech 13 bereits ein Stück in Richtung Abstützein­ richtung 11 verschoben, so daß bereits die Verbindungseinrichtung 21 der Dämpfelemente 4 der n-ten Querreihe das Impulsblech 19 pla­ stisch verformt haben und am Anschlag des U-förmigen Schlitzes 16 angelangt sind.

Die Verbindungseinrichtung 21 der Dämpfelemente 3 der 2-(n-1)-ten Querreihe befindet sich bei diesem Verformungszustand noch nicht am stirnseitigen Ende des Langlochs 15. Die Kraft wird somit über das Schubblech 13 auf die Dämpfelemente 4 der n-ten Querreihe übertragen.

Fig. 3c zeigt die Ansicht aus Fig. 3a und 3b in einem etwas wei­ ter fortgeschrittenem Verformungszustand. Bei diesem Verformungs­ zustand sind bereits die Dämpfelemente 4 den n-ten Querreihe pla­ stisch verformt und die Verbindungseinrichtung 21 der Dämpfele­ mente 3 der 2-(n-1)-ten Querreihe ist bereits am stirnseitigen Ende des Langlochs 15 angelangt.

In Fig. 36 sind typisch die beiden Verformungszonen zu sehen, wel­ che maßgeblich zur Reduzierung der anfänglichen Widerstandsspitze bei Anprall eines Fahrzeuges dienen.

Bei weiterer Verformung (nicht dargestellt) werden nun auch die Dämpfelemente der 2-(n-1)-ten Querreihe und die Dämpfelemente nach der n-ten Querreihe verformt.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Fig. 1-3 und der dazugehö­ rigen Beispielsbeschreibung beschränkt. Der die Erfindung wesent­ lich tragende Gedanke, nämlich den Aufprallimpuls gezielt auf be­ stimmte Dämpferelemente unter Überspringen von vorangehenden Ele­ menten einwirken zu lassen, kann auch mittels einer anderen als der beschriebenen Vorrichtung verwirklicht werden. Eine alter­ native Ausführungsform ist in Fig. 4a und 4b dargestellt. Die Schubeinrichtung weist bei dieser Ausführungsform "orgelpfeifen­ artig" angeordnete Schubbleche 24, 25 auf, die an vorbestimmten Positionen Prallplatten 26 tragen. Die Abstände der Prallplatten von den jeweiligen Aufprallflächen der gewünschten zusammenzudrückenden Dämpferelementen sind so eingestellt, daß entfernter liegende Dämpferelemente vor der Spitze des Bauwerkes näher gelegenen Dämpferelementen beaufschlagt werden.

Bezugszeichenliste

1 Kopfdämpfelement
2 Dämpfelemente der 1. Querreihe
3 Dämpfelemente der 2-(n-1)-ten Querreihe
4 Dämpfelemente der n-ten Querreihe
5 Dämpfelemente der (n+1)-ten Querreihe
6 restliche Dämpfelemente
7 Spannseile
8 Seilverankerung
9 Umlenkrollen
10 Aussteifung
11 Abstützeinrichtung
12 Rollen
13 Schubblech
14 Bohrung
15 Langloch
16 U-Schlitz
17 Abschrägung
18 Stirnstück
19 Impulsblech
20 Befestigungsmittel
21 Verbindungseinrichtung
22 Schutzkappe
23 Abweisbleche
24/25 orgelpfeifenartige Schubbleche
26 Prallplatte

Claims (21)

1. Anpralldämpfer vor Hindernissen seitlich neben der Fahrbahn mit vor einer Abstützeinrichtung (11) aufge­ reihten Dämpfelementen (1 bis 6), welche parallel und quer zur Verkehrsrichtung untereinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimmte Anzahl von aufeinanderfolgenden Dämpfelementen mittels einer Schubeinrichtung (13) derart wirkverbunden ist, daß der Anprallstoß nach dem Aufprall auf eine Kopf-Dämpfele­ mentanordnung (A) zunächst auf mindestens ein rückwär­ tiges der vorbestimmten Dämpfelemente übertragen wird und danach erst auf mindestens eines der vorbestimmten dazwischenliegenden Dämpfelemente.

2. Anpralldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schubeinrichtung (13) als mindestens ein Schub­ blech (13) ausgebildet ist.

3. Anpralldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Schubblech (13) der Auf­ prallimpuls über eine Verbindungseinrichtung (21) in die Dämpfelemente (2-4) eingeleitet wird.

4. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schub­ blech (13) zwischen den Dämpfelementen (2 bis 4) der Querreihen (1-n) im Kopfbereich angeordnet ist.

5. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schub­ blech (13) ein Stirnstück (18) aufweist.

6. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirn­ stück (18) als Rundeisen ausgebildet ist.

7. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirn­ stück (18) des Schubblechs (13) hinter einem Kopfdämpf­ element (1) angeordnet ist.

8. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirn­ stück (18) innerhalb eines in Richtung des Schubblechs (13) geschlitzten Kopfdämpfelements (1) angeordnet ist.

9. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schub­ blech (13) mit den Dämpfelementen (2) der 1. Querreihe im wesentlichen starr verbunden ist, z. B. über eine Schraubverbindung mit Bohrung (14) im Schubblech (13).

10. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schub­ blech (13) zur Verbindung mit den Dämpfelementen (3) der 2-(n-1)-ten Querreihe mindestens ein Langloch (15) aufweist.

11. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schub­ blech (13) zur Verbindung mit den Dämpfelementen (4) der n-ten Querreihe einen U-Schlitz (16) aufweist.

12. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Schub­ blech (13) an der Öffnung des U-Schlitzes (16) beidsei­ tig eine Abschrägung (17) ausgebildet ist.

13. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe­ lemente (2 bis 4) der 1 bis n-ten Querreihe reibschlüs­ sig mit dem Schubblech (13) verbunden sind.

14. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im unver­ formten Zustand der Abstand (C) zwischen der Ver­ bindungseinrichtung (21) der Dämpfelemente (4) der n-ten Querreihe und dem geschlossenen Ende des U-Schlit­ zes (16) kürzer ist, als der Abstand (B) zwischen der Verbindungseinrichtung (21) der 2-(n-1)-ten Querreihe und dem stirnseitigen Ende des Langlochs (15).

15. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem U-förmigen Schlitz (16) zwischen der Ver­ bindungseinrichtung (21) der Dämpfelemente (4) der n-ten Querreihe in Richtung des geschlossenen Endes des U-Schlitzes (16) ein Impulsblech (19) quer über dem U- Schlitz (16) angeordnet ist.

16. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Impuls­ blech (19) über Befestigungsmittel (20) mit dem Schub­ blech (13) verbunden ist.

17. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe­ lemente (1 bis 6) in Längsrichtung über Spannseile (7) verbunden sind.

18. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spann­ seile (7) an einer Seilverankerung (8) im Fundament des Kopfbereichs und an der Abstützeinrichtung (11) befe­ stigt sind.

19. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Dämpfele­ mente der vorderen Querreihen, bevorzugt der zweiten Querreihe, Umlenkrollen (9) aufweisen, über welche die Spannseile (7) geführt werden.

20. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe­ lemente mit den Umlenkrollen (9) eine Aussteifung (10) aufweisen.

21. Anpralldämpfer nach mindestens einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe­ lemente (1 bis 6) über Rollen (12) abgestützt sind.