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Die
Erfindung betrifft eine Schutzplankenanordnung für Fahrbahnen,
insbesondere für den Einsatz am Fahrbahnrand, am Mittelstreifen
oder zur Absicherung von Gefahrenstellen, mit einer Mehrzahl von
bodenseitig festlegbaren Pfosten, einer Leitplanke, mittels welcher
die Pfosten miteinander verbunden sind, und Deformationselementen,
von denen jeweils wenigstens eines zwischen einem zugeordneten Pfosten
und der Leitplanke angeordnet ist, wobei die Deformationselemente
rohrförmig ausgebildet sind und wenigstens zwei Sollknickstellen
aufweisen, welche im Rohrquerschnitt beabstandet vom Pfosten und
der Leitplanke vorliegen.
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Eine
derartige Schutzplankenanordnung ist beispielsweise aus der
EP 1 640 504 A1 bekannt
geworden. Diese dient zur Absicherung von Fahrbahnen, wobei insbesondere
verhindert werden soll, dass ein Fahrzeug den Bereich der Fahrbahn
verlässt und beispielsweise über eine Böschung
oder eine Brücke abstürzt. Hiervon abgesehen soll
eine derartige Schutzplankenanordnung jedoch auch so ausgebildet
sein, dass sie Anprallkräfte möglichst weitgehend
absorbiert, um so die Belastungen für Fahrzeuginsassen
beim Aufprall möglichst gering zu halten.
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Derartige
Schutzplankenanordnungen weisen daher häufig Deformationselemente
auf, welche gezielt dazu dienen, Anprallkräfte durch elastische und
plastische Verformung zu absorbieren. Solche Deformationselemente
sind beispielsweise aus der
WO
97/26411 , der
EP
1 719 840 A2 und der
DE 38 09 896 A1 bekannt geworden.
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Die
bereits eingangs angesprochene
EP 1 640 504 A1 offenbart ebenfalls ein solches
rohrförmiges Deformationselement, wobei dieses jedoch im Gegensatz
zum weiteren Stand der Technik im Querschnitt als ein geschlossenes
Polygonprofil mit Soll-Knickstellen ausgebildet ist. Hierdurch soll
ein vorteilhaftes Deformationsverhalten erzielt werden, wobei zudem
große Flexibilität bei der Montage und den Konfektionierungsmöglichkeiten
angestrebt sind. Die Sollknickstellen bei diesem als regelmäßiges Sechseckprofil
ausgebildeten Deformationselement werden dabei durch die Kanten
des Sechseckprofils gebildet und sind somit geometrisch durch die
Querschnittsgestaltung des Deformationselements vorgegeben.
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In
der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass durch diese sechseckprofilförmigen
Deformationselemente nur eine vergleichsweise geringe Aufprallenergie
aufgenommen werden kann, da dieses Sechskantrohr bereits bei relativ
geringer Momenteneinwirkung einfach platt gedrückt wird,
bis die der Leitplanke zugewandte Polygonseite an der dem Pfosten
zugewandten Polygonseite anliegt. Trotz der somit in diesem Stand
der Technik gegebenen Sollknickstellen und der damit verbundenen
Beeinflussbarkeit des Deformationsverhaltens hat sich der Aufbau
der Schutzplankenanordnung gemäß der
EP 1 640 504 A1 daher in
der Praxis nicht bewährt.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Schutzplankenanordnung derart weiterzubilden, dass diese ein verbessertes
Deformationsverhalten zur Aufnahme einer Anprallenergie aufweist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Schutzplankenanordnung mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst. Diese zeichnet sich insbesondere
dadurch aus, dass die Deformationselemente einen im Wesentlichen
kreisringförmigen Querschnitt aufweisen, dass die Deformationselemente
an den Sollknickstellen eine reduzierte Wandungsgeometrie gegenüber den
anderen Bereichen aufweisen, und dass die Sollknickstellen näher
an einer Befestigungsstelle eines Deformationselements am Pfosten
als an einer Befestigungsstelle an der Leitplanke vorliegen.
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Erfindungsgemäß ist
es somit erstmals vorgesehen, Sollknickstellen bei Deformationselementen
mit einem kreisringförmigen Querschnitt vorzusehen. Diese
werden dabei nicht durch die Querschnittsgeometrie gebildet, wie
beispielsweise bei den Kanten der sechseckigen Deformationselemente gemäß der
EP 1 640 504 A1 ,
sondern durch gezielte Schwächung der Wandungsgeometrie
im Bereich der Sollknickstellen.
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Hierdurch
ergeben sich überraschende Wirkzusammenhänge,
wie im Rahmen der Erfindung erkannt wurde. Bei den herkömmlichen
Deformationselementen mit einem kreisringförmigen Querschnitt führt
der in Folge eines anprallenden Fahrzeugs erzeugte Druck auf den
Scheitel an der Leitplanke zu Biegemomenten im Deformationsrohr,
die über den Rohrquerschnitt betrachtet in dem Bereich
die maximale Größe erreichen, in welchem die Wandung
des rohrförmigen Deformationselements in die gleiche Richtung
verläuft wie der Krafteintrag an der Leitplanke. In der
Regel sind dies die Bereiche im Rohrquerschnitt, welche mittig zwischen
der Ankopplungsstelle der Leitplanke und der Ankopplungsstelle des Pfostens
an das Deformationselement stehen. Bei einem herkömmlichen,
ungeschwächten Rohrquerschnitt stellt sich dann an dieser
Stelle beidseitig am Deformationselement ein plastisches Fließgelenk ein,
welches bei fortschreitender Zusammendrückung die Anprallenergie
aufnimmt. Der restliche Rohrquerschnitt wird dagegen vorwiegend
nur elastisch verformt und nimmt daher kaum Anprallenergie auf.
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Durch
die erfindungsgemäß vorgesehene Schwächung
der Wandgeometrie an den Sollknickstellen erfolgt die Bildung des
ersten Fließgelenkpaares nicht in dem Bereich, in welchem
die Wandung gleich gerichtet zum Krafteintrag vorliegt, sondern
an den geschwächten Sollknickstellen. Durch die hier gegebene
reduzierte Widerstandsfähigkeit finden sich die Stellen
mit den größten Biegemomenten dann hier. Bei fortschreitender
Deformation und plastischem Fließen im Bereich der Sollknickstellen
erfolgt, bedingt durch die sich einstellende verformte Rohrgeometrie,
an diesen Stellen eine Entlastung, so dass sich dann im Bereich
der nächsten, am höchsten liegenden Biegemomentenbeanspruchung
ein weiteres Fließgelenkpaar einstellt. Dieses zweite Fließgelenkpaar
kann ähnlich wie bei herkömmlichen Deformationselementen
in dem Bereich des Restquerschnitts zu liegen kommen, in dem die
Wandung des Deformationselements im Wesentlichen gleich gerichtet
zur Krafteinwirkung vorliegt.
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Erfindungsgemäß wird
somit erreicht, dass beim Zusammendrücken eines Deformationselements
mehrere plastische Gelenke nacheinander kaskadenartig aktiviert
werden. Damit nehmen größere Rohrabschnitte an
der Aufnahme von Anprallenergie durch innere plastische Formänderungsarbeit teil,
wie es im Stand der Technik der Fall ist, in dem der überwiegende
Teil des Querschnitts nur elastische Deformation erfährt.
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Damit
wird erfindungsgemäß überraschenderweise
ein wesentlich verbessertes Verformungsverhalten eines Deformationselements
einer Schutzplankenanordnung erzielt.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Schutzplankenanordnung
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis
9.
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So
können die Sollknickstellen durch Aussparungen an wenigstens
einem Rand der rohrförmigen Deformationselemente ausgebildet
sein. Dann lassen sich diese mit besonders geringem fertigungstechnischem
Aufwand herstellen. Zudem kann durch bloße Dimensionierung
derselben das Verformungsverhalten des Deformationselements gezielt
eingestellt werden.
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Alternativ
oder ergänzend ist es auch möglich, dass die Sollknickstellen
durch Durchbrüche, wie z. B. Bohrungen, Langlöcher,
Schlitze oder dergleichen in der Wandung der rohrförmigen
Deformationselemente ausgebildet sind. Auch hierdurch kann die erfindungsgemäß gewünschte
Schwächung der Wandungsgeometrie der Deformationselemente
an den Sollknickstellen mit geringem fertigungstechnischen Aufwand
hergestellt werden. Ebenso lässt sich das Verformungsverhalten
gezielt steuern.
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Wenn
die Sollknickstellen symmetrisch zur Befestigungsstelle der Deformationselemente
am Pfosten angeordnet sind, ergibt sich ein gleichmäßiges
Verformungsverhalten unabhängig von der Richtung des Aufpralls.
Diese Konfiguration ist für die meisten Anwendungsfälle
zu bevorzugen, um eine umfassende Absicherungswirkung zu erzielen.
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Die
Sollknickstellen können dabei jeweils um einen vorbestimmten
Winkel zwischen 20° und 70° versetzt zur Befestigungsstelle
der Deformationselemente am Pfosten angeordnet sein. Es hat sich
gezeigt, dass durch die Anordnung der Sollknickstellen in diesem
Bereich besonders günstige Biegemomentenverläufe
erzielbar sind, was sich insbesondere auf ein günstiges
Zusammenwirken der kaskadenartig nacheinander aktivierten plastischen
Gelenke auswirkt. Damit lässt sich das Verformungsverhalten
somit besonders günstig einstellen. In praktischen Versuchen
hat sich gezeigt, dass hierbei eine Anordnung der Sollknickstellen
in einem Bereich zwischen 30° und 60° versetzt
zur Befestigungsstelle der Deformationselemente am Pfosten zu bevorzugen
ist, wobei sich bei einer Positionierung um ca. 45° versetzt
zur Befestigungsstelle besonders günstige Effekte in praktischen
Versuchen ergeben haben.
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Hierbei
ist es ferner auch möglich, dass die Deformationselemente
aus Blechstreifen umgeformt sind, wobei sich die Enden des Blechstreifens überlappen.
Auf diese Weise können die Deformationselemente fertigungstechnisch
besonders günstig bereitgestellt werden. Insbesondere ist
es jedoch auch möglich, Deformationselemente mit unterschiedlichen
Durchmessern speziell für den jeweiligen Anwendungsfall
mit geringem fertigungstechnischem Aufwand aus einem Blechmaterial
auszugestalten. Dabei hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, wenn
die sich überlappenden Enden der Blechstreifen im Befestigungsbereich
der Leitplanke befinden, da sich hierdurch eine besonders gute Stabilisierung der
Anordnung ergibt.
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Hierbei
ist es insbesondere auch möglich, dass in den überlappenden
Enden des zu einem Rohr umgeformten Blechstreifens Langlöcher
für Befestigungselemente ausgebildet sind. Hierzu hat sich in
praktischen Versuchen gezeigt, dass die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Langlochverbindung im Zuge der Verformung des Deformationsrohres
in Folge der Anprallenergie einen Schlupf an der Verbindungsstelle
ermöglicht. Dabei können sich die Blechenden bei
fortschreitender Eindrückung des Deformationselements gegeneinander
verschieben, wobei durch das beim Zusammenbau aufgebrachte Voranziehmoment
einer Verbindungsschraube Gleitreibungskräfte in der Fuge
zwischen den beiden Enden des Blechstreifens aktiviert werden. Diese
verrichten bei einer gegeneinander verlaufenden Gleitbewegung dieser
Enden des Blechstreifens zusätzlich eine innere Formänderungsarbeit
und leisten damit einen Beitrag zur Aufnahme der gesamten Anprallenergie
am Deformationselement. Hierdurch lässt sich die Absorptionswirkung
an der erfindungsgemäßen Schutzplankenanordnung
weiter verbessern.
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Ferner
ist es von Vorteil, wenn die Deformationselemente direkt am Pfosten
befestigt sind, da die Schutzplankenanordnung dann insgesamt schlank gebaut
werden kann, d. h. sich der Überstand zur Straße
hin gering halten lässt.
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Zudem
ist es auch möglich, dass die Achse des rohrförmigen
Deformationselements vertikal ausgerichtet ist. In praktischen Versuchen
hat sich eine solche Konfiguration als besonders geeignet zur Aufnahme
der üblicherweise auftretenden Anprallenergie erwiesen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nach Anspruch 10
ein Deformationselement für eine erfindungsgemäße
Schutzplankenanordnung bereit gestellt, welches einen im Wesentlichen
kreisringförmigen Querschnitt mit wenigstens zwei Sollknickstellen
aufweist, an welchen es eine reduzierte Wandungsgeometrie gegenüber den
anderen Bereichen hat.
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Dieses
Deformationselement stellt für sich eine selbständig
handelbare Einheit dar, welche auch zur Nach- bzw. Umrüstung
bestehender Schutzplankenanordnungen eingesetzt werden kann. Mit
dieser werden die oben erläuterten Vorteile erzielt, wobei hier
ebenfalls die im Zuge der Diskussion der erfindungsgemäßen
Schutzplankenanordnung dargelegten Weiterbildungen gemäß der
Unteransprüche mit den entsprechenden Effekten ausgeführt
werden können.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand
der Figuren der Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigt:
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1 eine
Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Schutzplankenanordnung;
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2 eine
Draufsicht auf die Schutzplankenanordnung gemäß 1;
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3 eine
Seitenansicht der Schutzplankenanordnung gemäß 1;
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4 ein
vergrößertes Detail der Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Schutzplankenanordnung;
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5 eine
vergrößerte Draufsicht auf ein Deformationselement
der erfindungsgemäßen Schutzplankenanordnung;
und
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6 eine
Abwicklung des Deformationselements gemäß 5.
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Gemäß der
Darstellung in den 1 bis 3 weist
eine Schutzplankenanordnung 1 eine Mehrzahl von bodenseitig
festgelegten Pfosten 2 auf, welche im gezeigten Beispiel
in den Boden eingerammt sind.
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Die
Schutzplankenanordnung 1 weist ferner eine Leitplanke 3 sowie
einen oberen Längsholm 4 auf. Die Leitplanke 3 und
der Längsholm 4 sind jeweils schussweise aneinander
gesetzte Profilelemente, welche hierdurch über die gesamte
Länge der Schutzplankenanordnung 1 hinweg verlaufen.
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Zwischen
der Leitplanke 3 und den Pfosten 2 ist jeweils
ein Deformationselement 5 angeordnet, welches rohrförmig
ausgebildet ist und einen im Wesentlichen kreisringförmigen
Querschnitt aufweist.
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Wie
insbesondere aus 4 erkennbar ist, erfolgt eine
Befestigung des Deformationselements 5 an einem zugeordneten
Pfosten 2 an einer Befestigungsstelle 6, an welcher
diese aneinander zu liegen kommen. Dort ist das Deformationselement 5 im
gezeigten Beispiel mittels zweier Schrauben am Pfosten 2 fixiert.
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Die
Leitplanke 3 liegt wiederum an einer Befestigungsstelle 7 des
Deformationselements 5 an und ist dort ebenfalls über
eine Schraubverbindung angekoppelt.
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Wie
ferner aus 4 erkennbar ist, ist der obere
Längsholm 4 ebenfalls mit den Pfosten 2 verschraubt.
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Wie
aus den 5 und 6 ersichtlich
ist, weist das Deformationselement 5 in der vorliegenden Ausführungsform
nur annähernd einen kreisringförmigen Querschnitt
auf, da es aus einem Blechstreifen 51 gebildet ist, wie
er in 6 in einer Abwicklung gezeigt ist. Dieser Blechstreifen 51 wird
dabei im Zuge der Herstellung des Deformationselements 5 derart
umgeformt, dass er eine rohrförmige Gestalt annimmt, wobei
Enden 51a und 51b des Blechstreifens 51 einander überlappend
zu liegen kommen. Im eingebauten Zustand liegt der Überlappungsbereich benachbart
zur Leitplanke 3 vor, d. h. diese ist dort an das Deformationselement 5 angekoppelt.
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Wie
insbesondere aus 6 erkennbar ist, weist der Blechstreifen 51 Aussparungen 52 auf,
welche zur Schwächung der Wandgeometrie des Deformationselements
dienen und damit Sollknickstellen S ausbilden. Im gezeigten Beispiel
sind jeweils zwei aus Kerben ausgebildete Aussparungen 52 aufeinander
zugerichtet beabstandet von der Mitte des Blechstreifens 51 an
den Längsrändern desselben angeordnet. Im Mittelbereich
sind in 6 ferner zwei Befestigungslöcher 53 dargestellt,
mittels welchen das Deformationselement 5 im eingebauten
Zustand mit einem zugeordneten Pfosten 2 verschraubbar
ist. Ferner sind in 6 im Bereich der Enden 51a und 51b des
Blechstreifens 51 Langlöcher 54 erkennbar,
durch welche das Deformationselement 5 mit der Leitplanke 3 verschraubbar
ist.
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Wie
aus 5 erkennbar ist, liegen die Aussparungen 52 hierbei
um einen Winkel α von ca. 45° versetzt zur Befestigungsstelle
des Deformationselements 5 am Pfosten 2 gegenüber
einer Wirklinie 55 vor, die durch eine Verbindung der Befestigungsstelle 6 und
der Befestigungsstelle 7 gebildet wird.
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Die
Erfindung lässt neben der erläuterten Ausführungsform
weitere Gestaltungsansätze zu.
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So
können die Sollknickstellen S anstelle oder ergänzend
zu den Aussparungen 52 auch durch Schlitze, Bohrungen,
Langlöcher oder sonstige Durchbrüche in der Wandung
des Blechstreifens 51 ausgebildet sein. Zudem kann auch
die Wanddicke im Bereich der Sollknickstellen reduziert sein.
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Ferner
ist es auch nicht erforderlich, dass das Deformationselement 5 aus
einem umgeformten Blechstreifen gebildet ist; vielmehr kann durchaus auch
ein herkömmliches Rohr mit kreisringförmigen Querschnitt
zum Einsatz gelangen.
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Die
Aussparungen 52 bzw. Bohrungen etc. müssen nicht
wie in der gezeigten Ausführungsform symmetrisch zur Mitte
des Blechstreifens 51 vorliegen; sie können auch
in einem unterschiedlichen Abstand zur Wirklinie 55 zwischen
der Befestigungsstelle 6 und der Befestigungsstelle 7 benachbart
zur Befestigungsstelle am Pfosten angeordnet sein.
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Ferner
kann auch der Winkel α zwischen dieser Wirklinie 55 und
den Sollknickstellen ein anderes Maß als die gezeigten
45° einnehmen. Grundsätzlich kann hierbei jeder
Winkel α > 0° bis < 90° zur
Anwendung kommen.
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An
den überlappenden Enden 51a und 51b des
Blechstreifens 51 müssen ferner keine Langlöcher 54 ausgebildet
sein. Statt dessen können herkömmliche Bohrungen
eingesetzt werden.
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Ferner
kann in manchen Anwendungsfällen auch auf den oberen Längsholm 4 verzichtet
werden.
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Überdies
ist es auch möglich, einen unteren Längsholm vorzusehen,
welcher zwischen dem Deformationselement 5 und den Pfosten 2 angeordnet wird
und für eine zusätzliche Stabilisierung der Anordnung
sorgt.
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Zudem
ist es auch nicht erforderlich, dass die Achse des rohrförmigen
Deformationselements 5 vertikal ausgerichtet ist, d. h.
parallel zur Längsausrichtung der Pfosten 2 verläuft.
Stattdessen können die Deformationselemente 5 auch
beispielsweise mit horizontal ausgerichtet Achse eingesetzt werden.
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Außerdem
können auch mehrere Deformationselemente 5 zwischen
einem Pfosten 2 und einer Leitplanke 3 angeordnet
werden.
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Ferner
können an den Deformationselementen 5 auch mehrere
Paare von Sollknickstellen S ausgebildet sein, um so die kaskadenartige
Wirkung bei der plastischen Verformung zur Lastabtragung zu verbessern.
Auf diese Weise lässt sich auch das Verformungsverhalten
eines Deformationselements 5 noch exakter einstellen.
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Zudem
können jedoch auch einzelne Knickstellen zusätzlich
an einem Deformationselement vorliegen, so dass sich eine einseitige
Schwächung desselben ergibt. Dies ist insbesondere dann
von Vorteil, wenn ein Anprall nur von einer Seite zu erwarten ist.
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Die
Pfosten 2 können auch mittels Bodenplatten mit
einem festen Untergrund verschraubt oder durch eine rückwärtige
Konstruktion mittelbar bodenseitig festgelegt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1640504
A1 [0002, 0004, 0005, 0008]
- - WO 97/26411 [0003]
- - EP 1719840 A2 [0003]
- - DE 3809896 A1 [0003]