DE19525243C2 - Anpralldämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Anpralldämpfer mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen.

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

Ein derartiger Anpralldämpfer weist jedoch den Nachteil auf, daß bei Aufprall eines Fahrzeuges ein sehr hoher Anfangswiderstand entgegengesetzt wird. Versuche haben ergeben, daß unverformte Dämpfelemente bis zur ersten Verformung einen sehr hohen Verformungswiderstand aufweisen, und der Verformungswiderstand nach eingetretener plastischer Verformung drastisch sinkt.

Bei Frontalaufprall eines Fahrzeuges auf einen Anpralldämpfer wirkt im exakten Zeitpunkt des Aufpralls der Anpralldämpfer wie eine Feder, da sich die Dämpfelemente 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 Kopfteil in Richtung Abstützeinrichtung langsam fort. Die Verformungsenergie 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.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Anpralldämpfer zu schaffen, der ein günstiges Verformungswiderstandsverhalten beim Aufprall eines Fahrzeuges zeigt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Anpralldämpfer mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafterweise ist ein Schubblech 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 Aufprall­ impuls 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 bindungs-einrichtung 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 Aufprall­ impuls durch das Schubblech von den Dämpfelementen der 1. Quer­ reihe 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 entsteht zusätzlich zu der Verformungszone am Kopfteil des Anpralldämpfers ein weiterer Verformungsbereich. Bei weiterem Vorschub des Schubblechs kann sich somit die Verformung vom Kopfbereich sowie vom zweiten Verformungsbereich in Richtung Abstützeinrichtung ausbreiten.

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 Kopf­ dämpfelement hat den Vorteil, daß dieses zusätzlich durch das Kopfdämpfelement abgeschirmt ist. Eine Anordnung innerhalb des Kopfdämpfelementes hat hingegen den Vorteil, daß das Schubblech früher zur Wirkung kommt und somit die Kraft früher punktuell in die Dämpfelemente 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 Verbindungsein-richtung der Dämpfelemente 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 Schubbblech 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 vermieden.

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 erhöhter 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 fortgeschrittenen Verformung mit Kraft beaufschlagt werden.

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

In den weiteren Unteransprüchen sind zusätzliche 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 angeordneten 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 Verformungszone in der n-ten Querreihe,

Fig. 4a eine alternative Ausführungsform der Schubbleche im Aufriß 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 ein Spannseil 7 untereinander verbunden. Das 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 Kopfdämpfelementanord­ 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 chender 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 dem Ausführungsbeispiel sind die Dämpfelemente 1 bis 6 als Rohrab­ schnitte ausgebildet und paarweise vor der Abstützeinrichtung 11 des Anprallsdämpfers aufgereiht. An der Stirnseite weist der An­ pralldämpfer ein Kopfdämpfelement 1 auf, das mittig vor den beiden vordersten Dämpfelementen angeordnet ist. Das Kopfdämpfelement 1 ist zusätzlich von einer Schutzkappe 22 umgeben, welche sich V- förmig bis zu den Dämpfelementen der 1. Querreihe erstreckt.

Der Spalt zwischen den jeweiligen nachfolgenden Dämpfelementen ist jeweils über ein 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 Dämpfelementen 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 bis (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 bis (n - 1)-ten Querreihe ist an dem Schubblech 13 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, das 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 bis (n - 1)-ten Querreihe zum stirnseitigen Ende des Langlochs 15 (Abstand B).

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

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

Die Verbindungseinrichtung 21 der Dämpfelemente 3 der 2 bis (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 fortgeschrittenen Verformungszustand. Bei diesem Verformungs­ zustand sind bereits die Dämpfelemente 4 der n-ten Querreihe pla­ stisch verformt und die Verbindungseinrichtung 21 der Dämpfele­ mente 3 der 2 bis (n - 1)-ten Querreihe ist bereits am stirnseitigen Ende des Langlochs 15 angelangt.

In Fig. 3c 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 bis (n - 1)-ten Querreihe und die Dämpfelemente nach der n-ten Querreihe verformt.

Die Erfindung ist nicht auf die Fig. 1-3 und die dazugehörige Beispielsbeschreibung beschränkt. Der die Erfindung wesentlich tragende Gedanke, nämlich den Aufprallimpuls gezielt auf bestimmte Dämpferelemente unter Überspringen von vorangehenden Elementen einwirken zu lassen, kann auch mittels einer anderen als der be­ schriebenen Vorrichtung verwirklicht werden. Eine alternative 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

Claims (19)

1. Anpralldämpfer vor Hindernissen seitlich neben der Fahrbahn mit vor einer Abstützeinrichtung (11) aufgereihten Dämpfelementen (1 bis 6), welche parallel und quer zur Ver­ kehrsrichtung untereinander verbunden sind, einer Kopf­ dämpfelementanordnung (A) aus mindestens einem Kopfdämpf­ element (1) und den Dämpfelementen (2) der ersten Querreihe hinter dem mindestens einem Kopfdämpfelement (1) und einer zwischen den Dämpfelementen (2 bis 4) der ersten bis n-ten Querreihe angeordneten Schubeinrichtung (13), die die auf­ einanderfolgenden Dämpfelemente (2 bis 4) der ersten bis n- ten Querreihe derart verbindet, daß der Anprallstoß nach dem Aufprall auf die Kopfdämpfelementanordnung (A) zunächst auf die Dämpfelemente (4) der n-ten Querreihe und danach auf die Dämpfelemente (3) zwischen der ersten und n-ten Querreihe übertragen wird, wobei durch die Schubeinrichtung (13) der Anprallstoß über eine Verbindungseinrichtung (21) in die Dämpfelemente (2 bis 4) der ersten bis n-ten Quer­ reihe eingeleitet wird.

2. Anpralldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schubeinrichtung (13) als mindestens ein Schubblech (13) ausgebildet ist.

3. Anpralldämpfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schubblech (13) ein Stirnstück (18) aufweist.

4. Anpralldämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Stirnstück (18) als Rundeisen ausgebildet ist.

5. Anpralldämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stirnstück (18) des Schubblechs (13) hin­ ter einem Kopfdämpfelement (1) angeordnet ist.

6. Anpralldämpfer nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Stirnstück (18) innerhalb eines in Rich­ tung des Schubblechs (13) geschlitzten Kopfdämpfelements (1) angeordnet ist.

7. Anpralldämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schubblech (13) mit den Dämpfelementen (2) der 1. Querreihe im wesentlichen starr verbunden ist, z. B. über eine Schraubverbindung mit Bohrung (14) im Schubblech (13).

8. Anpralldämpfer nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schubblech (13) zur Verbindung mit den Dämpfelementen (3) der 2 bis (n - 1)-ten Querreihe mindestens ein Langloch (15) aufweist.

9. Anpralldämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schubblech (13) zur Verbin­ dung mit den Dämpfelementen (4) der n-ten Querreihe einen U-Schlitz (16) aufweist.

10. Anpralldämpfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß am Schubblech (13) an der Öffnung des U-Schlitzes (16) beidseitig eine Abschrägung (17) ausgebildet ist.

11. Anpralldämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dämpfelemente (2 bis 4) der 1 bis n-ten Querreihe reibschlüssig mit dem Schubblech (13) verbunden sind.

12. Anpralldämpfer nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß im unverformten Zustand der Ab­ stand (C) zwischen der Verbindungseinrichtung (21) der Dämpfelemente (4) der n-ten Querreihe und dem geschlossenen Ende des U-Schlitzes (16) kürzer ist als der Abstand (B) zwischen der Verbindungseinrichtung (21) der 2 bis (n-1)- ten Querreihe und dem stirnseitigen Ende des Langlochs (15).

13. Anpralldämpfer nach einem der Ansprüche 9 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß an dem U-förmigen Schlitz (16) zwischen der Verbindungseinrichtung (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.

14. Anpralldämpfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß das Impulsblech (19) über Befestigungsmittel (20) mit dem Schubblech (13) verbunden ist.

15. Anpralldämpfer nach einem der Ansprüche 2 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dämpfelemente (1 bis 6) in Längsrichtung über Spannseile (7) verbunden sind.

16. Anpralldämpfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß die Spannseile (7) an einer Seilverankerung (8) im Fundament des Kopfbereichs und an der Abstützeinrichtung (11) befestigt sind.

17. Anpralldämpfer nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß Dämpfelemente der vorderen Querreihen, bevorzugt der zweiten Querreihe, Umlenkrollen (9) aufwei­ sen, über welche die Spannseile (7) geführt werden.

18. Anpralldämpfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dämpfelemente mit den Umlenkrollen (9) eine Aussteifung (10) aufweisen.

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