DE19812116A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Sperrung einer Fahrbahn - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Absperrung einer Fahrbahn weist einen in einen Straßenkörper (23) einlaßbaren oder eingelassenen Hohlzylinder (2) auf, in dem sich ein beweglicher Hohlkolben (14) befindet. Durch den von einer pyrotechnischen Ladung (8a) eines Gasgenerators (8) erzeugbaren Gadruck läßt sich der Hohlkolben (14) ausfahren. In der ausgefahrenen Stellung wird er beispielsweise durch Sperrfedern (19) arretiert. Die Arretierung läßt sich z. B. mittels eines Manipulators lösen, wodurch der Hohlkolben (14) in die eingefahrene Position zurückkehrt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Sperrung einer Fahrbahn.

Insbesondere in der Umgebung von sicherheitsrelevanten Anla­ gen oder dergleichen ist es häufig erforderlich, festinstal­ lierte Möglichkeiten zur unverzüglichen Sperrung von Straßen oder anderen Fahrwegen und dergleichen vorzusehen. Dazu wer­ den entsprechende Vorrichtungen in den Straßenkörper einge­ bracht, mit denen im Bedarfsfall Sperrelemente ausgefahren werden können. Derartige Sperrelemente kommen in Form von Pfosten oder Schranken, etc. vor.

Um die Sperrelemente auszufahren, wird häufig ein elektri­ scher Antrieb verwendet. Dieser setzt jedoch die Versorgung der Straßensperranlage mit elektrischer Energie voraus. Hierzu ist eine entsprechende Infrastruktur nötig, die in dünnbesiedelten Gebieten oftmals nicht vorhanden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Ver­ fahren zur Sperrung einer Fahrbahn anzugeben, die unabhängig von einer Infrastruktur für eine elektrische Stromversorgung einfach und zuverlässig betrieben werden können.

Zur Lösung der auf die Vorrichtung bezogenen Aufgabe wird er­ findungsgemäß ein Sperrelement vorgeschlagen, das durch Zün­ dung einer pyrotechnischen Ladung aus einer Grundposition in eine Sperrposition ausfahrbar ist.

Die Zündung der pyrotechnischen Ladung kann dabei beispiels­ weise mit Hilfe einer tragbaren Batterie erfolgen. Dadurch ist ein autarker Betrieb der Vorrichtung unabhängig von einem Stromnetz gewährleistet und mit einfachen Mitteln ermöglicht.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Sperrelement, insbesondere ein Hohlkolben, aus einem Schacht, beispiels­ weise ein Hohlzylinder, ausfahrbar. Der Hohlzylinder kann beispielsweise in den Straßenkörper eingelassen werden oder ein Teil des Straßenkörpers kann so gestaltet sein, daß darin ein nach oben hin offener Hohlzylinder ausgebildet ist. Bei der Vorrichtung ist des weiteren ein Gasgenerator mit einer pyrotechnischen Ladung zur Erzeugung eines Drucks vorgesehen, wobei der erzeugte Druck über ein Verbindungselement auf das Sperrelement übertragbar ist. Über das Verbindungselement ist der Gasgenerator insbesondere mit dem Inneren des Hohlzylin­ ders verbunden. Des weiteren können Anschlagelemente vorgese­ hen sein, die ein vollständiges Ausfahren des Hohlkolbens aus dem Hohlzylinder verhindern, insbesondere dann wenn die pyro­ technische Ladung gezündet wird. Die Vorrichtung weist ferner eine Arretierung auf, durch die der Hohlkolben in hochgefah­ rener Kolbenstellung arretierbar ist. Diese Arretierung ver­ hindert, daß der Hohlkolben aufgrund seines Eigengewichtes in den Hohlzylinder zurückfällt, also unkontrolliert und von selbst einfährt.

Die Funktionsweise der Vorrichtung ist folgendermaßen zu be­ schreiben: Nach Zündung der pyrotechnischen Ladung - bei­ spielsweise mit Hilfe einer tragbaren Batterie - entwickelt sich im Gasgenerator ein Gasvolumen, das über ein Verbin­ dungselement in das Innere von Hohlzylinder und Hohlkörper strömt. Durch den sich in diesem Hohlraum ausbreitenden Gas­ druck wird der Hohlkolben nach oben gedrückt bis ein unteres Anschlagelement an einem oberen Anschlagelement anschlägt. Das untere Anschlagelement kann z. B. an der unteren Außenwand des Hohlkolbens angeordnet sein und bis zur Innenwand des Hohlzylinders reichen. Das obere Anschlagelement kann bei­ spielsweise an der Innenwand des Hohlzylinders in dessen obe­ ren Bereich angeordnet sein und bis zur Außenwand des Hohl­ kolbens reichen. Auf diese Weise wird der durch den Gasdruck etreichbare Kolbenhub begrenzt. Ist infolge des Gasdrucks ein bestimmter erwünschter Kolbenhub erreicht, so wird der Hohl­ kolben von der Arretierung erfaßt und in der ausgefahrenen Stellung gehalten.

In einer vorteilhaften Ausbildung wird als Arretierung eine Sperrfeder oder eine Anzahl von Sperrfedern verwendet. Als Sperrfeder dient beispielsweise ein streifenförmiges Blech aus einem Federmetall. Die Sperrfeder ist bevorzugt mit einem Ende am Boden des Hohlzylinders fixiert und befindet sich bei eingefahrener Stellung des Hohlkolbens in dessen Innerem. An ihrem oberen Ende weist die Sperrfeder eine Schulter auf. Die Schulter der Sperrfeder zeigt bei eingefahrenem Hohlkolben zu dessen Innenwand und liegt an dieser an. Dabei wird die Schulter durch die Federkraft an die Innenwand des Hohlkol­ bens gedrückt. Im ausgefahrenen Zustand des Hohlkolbens schiebt sich die Schulter - von der Federkraft getrieben - unter den unteren Rand des Hohlkolbens. Entweicht nunmehr der Gasdruck aus dem Inneren von Hohlkolben und Hohlzylindern, so sitzt der Hohlkolben durch seine eigene Gewichtskraft auf der Schulter der Sperrfeder auf.

In besonders vorteilhafter Weise sind die Sperrfedern durch einen Gelenkhebel in Richtung der Mittelachse des Hohlkolbens ziehbar. Dies erfolgt beispielsweise in der Form, daß jeweils ein äußeres Ende eines Gelenkhebels mit einer Art Haken an einem oberen Ende der Sperrfedern angreift. Die anderen Enden der Gelenkhebel sind jeweils über eine Gelenk miteinander verbunden oder werden in einer Führung geführt. Wird das Ge­ lenk nunmehr nach unten gedrückt, so ziehen die Gelenkhebel die oberen Enden der Sperrfedern in Richtung der Mittelachse des Hohlkolbens. Die Schultern der Sperrfedern gleiten unter dem unteren Ende des Hohlkolbens weg, womit die Arretierung gelöst ist. Der Hohlkolben fällt aufgrund seiner Gewichts­ kraft in die eingefahrene Position zurück.

Höchst vorteilhaft ist es, die Kopfplatte, die den oberen Teil des Hohlkolbens abschließt, mit einer verschließbaren Öffnung zu versehen. Durch diese Öffnung hindurch sind die Gelenkhebel mit einem Manipulator erreichbar. Der Manipulator kann z. B. eine Metallstange sein, mit deren Hilfe die Gelenk­ hebel an ihrem Gelenk niedergedrückt werden können und die Arretierung damit gelöst werden kann.

Zur Lösung der auf das Verfahren bezogenen Aufgabe ist erfin­ dungsgemäß vorgesehen, eine pyrotechnische Ladung zu zünden und ein Sperrelement aus einer Grundposition in eine Sperrpo­ sition auszufahren.

Bevorzugt wird der von der pyrotechnischen Ladung erzeugte Druck auf das Sperrelement übertragen, welches in der Sperrposition arretiert wird.

Die im Hinblick auf die Vorrichtung erwähnten Vorteile gelten sinngemäß auch für das Verfahren.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ange­ geben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Straßensperrvorrichtung in eingefahrenem Zu­ stand

Fig. 2 eine Straßensperrvorrichtung in ausgefahrenem Zu­ stand.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Die Straßensperrvorrichtung befindet sich dabei im eingefah­ renen Zustand. In diesem Zustand kann der Verkehr passieren. Die gesamte Oberseite der Sperrvorrichtung schließt mit der Fahrbahndecke 1 planar ab. Die Sperrvorrichtung selbst ist in den Straßenkörper 23 eingebracht. Sie weist einen äußeren Hohlzylinder 2 auf. Die Unterseite des Hohlzylinders 2 ist mit einer Platte 4 verschlossen. Die Platte 4 ist an den Hohlzylinder 2 angeschweißt. In der Platte 4 ist eine Bohrung 6 erkennbar, die dazu dient, daß in den Hohlzylinder 2 einge­ drungenes Regenwasser abfließen kann.

In dem Hohlzylinder 2 befindet sich ein Hohlkolben 14. Das untere Ende 14a des Hohlkolbens 14 reicht nahezu bis an die Platte 4 heran. Der Abstand von Platte 4 zu dem unteren Ende 14a des Hohlkolbens 14 beträgt einige Zentimeter. Am oberen Ende 14b weist der Hohlkolben 14 eine Kopfplatte 16 auf. Der Durchmesser der Kopfplatte 16 ist größer als der des Hohlkol­ bens 14, so daß die Kopfplatte 16 über den Hohlkolben 14 hin­ ausreicht. In der Mitte der Kopfplatte 16 befindet sich eine Bohrung, an die sich nach unten ein Schraubengehäuse 18 an­ schließt. Das Schraubengehäuse 18 ist mit der Kopfplatte 16 verschweißt. Nach unten weist das Schraubengehäuse 18 eine Öffnung 18a auf. In dem Schraubengehäuse 18 befindet sich eine Verschlußschraube 17, deren Oberseite planar mit der Oberseite der Kopfplatte 16 abschließt.

Im unteren Bereich des Hohlkolbens 14 ist an dessen Außenwan­ dung ein Anschlagelement 15 angeschweißt. Dieses Anschlagele­ ment 15 umgibt den Hohlkolben 14 nach Art einer Manschette. Die Dicke des Anschlagelements 15 ist so bemessen, daß zwi­ schen der Innenwandung des Hohlzylinders 2 und der Außenwan­ dung des Anschlagelements 15 eine Spielpassung vorliegt.

Im oberen Bereich des Hohlzylinders 2 schließt sich an dessen Außenwandung ein Flansch 3 an. Auf diesen Flansch 3 ist mit einer Schraube 11 eine Halterung 13 geschraubt. Die Halterung 13 reicht mit einem inneren Schenkel 13a über die Innenwan­ dung des Hohlzylinders 2 in dessen Inneres hinein. Die Länge des Schenkels 13a ist so bemessen, daß sich zwischen seinem Ende und der Außenwandung des Hohlkolbens 14 eine Spielpas­ sung ergibt. An die Unterseite des Schenkels 13a ist ein An­ schlagelement 12 angeschweißt. Das Anschlagelement 12 liegt mit einer Seite an der Innenwandung des Hohlzylinders 2 an. Die andere Seite des Anschlagelements 12 schließt eben an das Ende des inneren Schenkels 13a an. Somit ergibt sich eine Spielpassung auch zwischen dem Anschlagelement 12 und der Au­ ßenwandung des Hohlkolbens 14.

Die Halterung 13 weist ferner im Bereich ihres oberen Schen­ kels 13a eine Schulter 13b auf. Diese Schulter 13b ist so be­ messen, daß darin die Kopfplatte 16 des Hohlkolbens 14 aufge­ nommen werden kann. Am Rand der Schulter 13b schließt die Oberseite der Kopfplatte 16 mit der Oberseite der Halterung 13 planar ab. Auch die Schraube 11, mit der die Halterung 13 an dem Flansch 3 des Hohlzylinders 2 befestigt ist, ist so in der Halterung 3 versenkt, daß die Oberfläche des Schrauben­ kopfes der Schraube 11 mit der Oberfläche der Halterung 13 planar abschließt.

Auf der rechten Seite von Fig. 1 ist in dem Flansch 3 eine Kammer zu erkennen, die einen Gasgenerator 8 enthält. Als Gasgenerator 8 wird eine pyrotechnische Ladung 8a verwendet. Nach oben hin ist die den Gasgenerator 8 enthaltende Kammer mit einer Schraube 10 verschlossen. Zur Seite hin führt eine Bohrung 3a von der den Gasgenerator 8 enthaltenden Kammer durch den Flansch 3 hindurch. Durch diese Bohrung 3a ist ein Zündkabel 9 geführt. Im übrigen ist die Bohrung 3a mit einem Dichtungsmittel verschlossen. Unterhalb der den Gasgenerator 8 enthaltenden Kammer ist der Flansch 3 durchbohrt. Diese Bohrung 3b umfassend ist ein Verbindungselement 7 in Form ei­ nes Rohres an die Unterseite des Flansches 3 angeschweißt. Dieses Verbindungselement 7 führt zu dem unteren Bereich des Hohlzylinders 2 und ist dort an diesen angeschweißt. An die­ ser Stelle weist der Hohlzylinder 2 eine Bohrung 2a auf, mit­ tels welcher ein Durchgang von dem Verbindungselement 7 zu dem von dem Hohlzylinder 2 und dem Hohlkolben 4 gebildeten Innenraum geschaffen wird. Diese Bohrung 2a befindet sich un­ terhalb des unteren Endes 14a des Hohlkolbens 14.

Im Inneren des Hohlkolbens 14 befinden sich zwei Sperrfedern 19. Diese Sperrfedern 19 werden durch streifenförmige Feder­ metallbleche gebildet. Sie sind mit ihrem unteren Ende in ei­ ner Fixierung 5 angebracht. Diese Fixierung 5 ist auf die den Hohlzylinder nach unten abschließende Platte 4 aufgeschweißt. Mit ihren oberen Enden ragen die Sperrfedern 19 in den Hohl­ kolben 14 hinein. Diese oberen Enden der Federn 19 sind so gebogen, daß sie eine zur Wandung des Hohlkolbens 14 weisende Schulter 19a aufweisen. Mit dieser Schulter 19a liegen die Sperrfedern 19 an der Innenwandung des Hohlkolbens 14 an. Da­ bei ist die Federkraft so gerichtet, daß die Sperrfedern 19 nach außen, also an die Innenwandung des Hohlkolbens 14 ge­ drückt werden. Oberhalb der Schultern 19a sind die Sperrfe­ dern 19 so gebogen, daß ein Haken 19b ausgebildet wird. In diese Haken 19b greifen Gelenkhebel 20 ein, deren an der Fe­ der befindliches Ende ebenfalls zu einem Haken 20a gebogen ist. Die jeweils anderen Enden der Gelenkhebel 20 sind an ei­ nem Hebelbolzen 21 angebracht, der den Gelenkhebeln 20 als Gelenk dient. Der Hebelbolzen 21 befindet sich in einer He­ belführung 22, innerhalb welcher er nach oben und unten be­ weglich ist. Die Bolzenführung 22 ist aus zwei u-förmigen Schienen gebildet. Die offenen Seiten der u-förmigen Schienen sind einander gegenüberliegend angeordnet. Die beiden Enden des Hebelbolzens 21 greifen in die u-förmigen Schienen ein. Dadurch hat der Hebelbolzen in alle horizontalen Richtungen eine Führung.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung aus Fig. 1 in ausgefahrenem Zustand. Dabei ist der Hohlkolben 14 nach oben gefahren und bewirkt so eine effektive mechanische Straßenabsperrung. Die Anschlagelemente 12 und 15 sind jetzt unmittelbar benachbart. Die Sperrfedern 19 haben sich mit ihren Schultern 19a unter das untere Ende 14a des Hohlkolbens 14 geschoben. Sie verhin­ dern mithin, daß der Hohlkolben 14 durch seine eigene Ge­ wichtskraft in die in Fig. 1 dargestellte eingefahrene Posi­ tion zurückfällt. Die mit den Sperrfedern 19 verhakten Ge­ lenkhebel 20 befinden sich in einem gestreckten Zustand. Der Hebelbolzen 21 ist innerhalb der Bolzenführung 22 etwas nach oben gefahren.

Die ausgefahrene Stelle des Hohlkolbens 14 wird durch Zündung der pyortechnischen Ladung 8a des Gasgenerators 8 erzielt. Hierzu wird an die Zündleitung 9 eine tragbare Batterie ange­ schlossen. Durch den Stromstoß von ca. 1 bis 2 A im Zeitraum von 2 msec. wird die pyrotechnische Ladung 8a gezündet. Das durch Zündung der pyrotechnischen Ladung 8a entstehende Gas strömt durch das Verbindungselement 7 in den von dem Hohlzy­ linder 2 und dem Hohlkolben 14 gebildeten Hohlraum. Dort baut sich ein Gasdruck auf, der den Hohlkolben 14 nach oben treibt. Während des Kolbenhubs dienen die Anschlagelemente 12 und 15 als Führung des Hohlkolbens 14 in dem Hohlzylinder 2. Der Hubvorgang des Hohlkolbens 14 wird gestoppt, wenn das An­ schlagelement 15 an das Anschlagelement 12 anschlägt. Da sich in diesem Moment die Schultern 19a der Sperrfedern 19 unter­ halb des unteren Endes 14a des Hohlkolbens 14 befinden, wer­ den die Sperrfedern 19 durch ihre eigene Federkraft mit ihren Schultern 19a unter das untere Ende 14a des Hohlkolbens 14 getrieben. Damit wird der Hohlkolben 14 in der ausgefahrenen Stellung arretiert. Gleichzeitig werden die über die Haken 20a mit den Haken 19b der Sperrfedern 19 verhakten Gelenkhe­ bel 20 getreckt und damit der Hebelbolzen 21 in der Bolzen­ führung 22 nach oben gezogen.

Der durch Zündung der pyrotechnischen Ladung 8a entstandene Gasdruck in dem von Hohlzylinder 2 und Hohlkolben 14 gebilde­ ten Innenraum baut sich rasch ab, indem das Gas durch Spalte in der Vorrichtung entweicht. Solche Spalte weist die Vor­ richtung deshalb auf, weil die Anschlagelemente 12 und 15 mit Spielpassung in bezug auf die Außenwandung des Hohlkolbens 14 bzw. die Innenwandung des Hohlzylinders 12 ausgelegt sind. Da diese Spalte aber verhältnismäßig schmal sind, sind zusätzli­ che Dichtungen in der Vorrichtung nicht erforderlich, so daß die Vorrichtung konstruktiv einfach ausgelegt sein kann.

Der Hohlkolben 14 kann wieder in die eingefahrene Stellung gebracht werden, indem die Verschlußschraube 17 an der Kopf­ platte 16 geöffnet wird. Mit Hilfe eines Manipulators, z. B. einer Metallstange, kann durch die so entstandene Öffnung hindurch der Hebelbolzen 21 nach unten gedrückt werden. Hier­ durch werden die Sperrfedern 19, die über die Haken 19b mit den Haken 20a der Gelenkhebel 20 verhakt sind, in Richtung der Mittelachse 24 des Hohlkolbens 14 gezogen. Die Schultern 19a der Sperrfedern 19 gleiten unter den unteren Ende 14a des Hohlkolbens 14 weg und lösen die Arretierung. Der Hohlkolben 14a sinkt aufgrund seines Eigengewichtes in die eingefahrene Stellung zurück.

Um den Hohlkolben 14 erneut ausfahren zu können, muß die py­ rotechnische Ladung 8a im Gasgenerator 8 durch eine neue er­ setzt werden. Hierzu wird die Schraube 10 oberhalb der Kam­ mer, die den Gasgenerator 8 enthält, geöffnet und eine neue pyrotechnische Ladung 8a eingesetzt. Nach Aufschrauben der Schraube 10 ist die Straßensperrvorrichtung wieder einsatzbe­ reit.

Die beschriebene Straßensperrvorrichtung zeichnet sich durch mehrere Vorteile aus: Zum einen ermöglicht sie aufgrund der pyrotechnischen Druckerzeugung eine sehr schnelle und effek­ tive Sperrung einer Fahrbahn. Weiterhin ist zur Auslösung der pyrotechnischen Ladung nur ein relativ geringer und kurzer Stromstoß erforderlich, so daß die Straßensperrvorrichtung unabhängig von einem Stromnetz autark betrieben werden kann. Die Straßensperrvorrichtung kann beliebig oft betätigt wer­ den, indem die verbrauchte pyrotechnische Ladung ersetzt wird. Die Sperrvorrichtung zeichnet sich zudem durch ihre einfache mechanische Konstruktion sowie einen sicheren Be­ trieb aus. Sie ist zudem sehr wartungsfreundlich, einfach zu bedienen und besitzt eine lange Lebensdauer. Die Straßen­ sperrvorrichtung eignet sich daher insbesondere für den Ein­ satz an abgelegenen Standorten.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Sperrung einer Fahrbahn, wobei ein Sperr­ element (14) aus einer Grundposition mittels Zündung einer pyrotechnischen Ladung (8a) in eine Sperrposition ausfahrbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Sperrelement (14) aus einem Schacht (2) ausfahrbar ist, wobei

• 1. ein Gasgenerator (8) mit einer pyrotechnischen Ladung (8a) zur Erzeugung eines Drucks vorgesehen ist,
• 2. der vom Gasgenerator (8) erzeugte Druck über ein Verbin­ dungselement (7) auf das Sperrelement (14) übertragbar ist, und
• 3. eine Arretierung vorgesehen ist, durch die das Sperrelement in der Sperrposition arretierbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Arretierung eine Sperrfeder (19) oder eine Mehr­ zahl von Sperrfedern (19) aufweist, die durch Federkraft mit einer Schulter (19a) unter ein unteres Ende (14a) des Sperr­ elements (14) treibbar ist/sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Sperrfeder (19) durch einen Gelenkhebel (20) in Richtung der Mittelachse (24) des Sperrelements (14) ziehbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Sperrelement (14) einen nach unten offenen Hohlraum aufweist, und die Sperrfe­ der (19) mit dem Boden des Schachts (2) verbunden ist und in den Hohlraum hineinreicht, wobei der Gelenkhebel (20) über eine verschließbare Öffnung in einer am oberen Ende (14b) des Sperrelements (14) befestigten Kopfplatte (16) mit einem Ma­ nipulator erreichbar ist.

6. Verfahren zur Sperrung einer Fahrbahn, bei dem eine pyro­ technische Ladung gezündet und ein Sperrelement (14) aus ei­ ner Grundposition in eine Sperrposition ausgefahren wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der von der pyrotechni­ schen Ladung erzeugte Druck über ein Verbindungselement (7) auf das Sperrelement (14) übertragen und das Sperrele­ ment (14) in der Sperrposition arretiert wird.