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Die Erfindung betrifft einen Anpralldämpfer zum Einsatz vor Hindernissen an Verkehrswegen, wobei eine vorbestimmten Anzahl von Dämpfelementen, die in Form von aufrecht stehenden verformbaren Rohren vor dem Hindernis (2) in den einzelnen genannten Bereichen in einer oder mehreren Reihen im Wesentlichen hintereinander angeordnet sind, und wobei zumindest eines der Dämpferelemente im Inneren mit mindestens einem die Energieabbaukapazität verstärkenden Innenstrukturelement versehen ist.
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Stand der Technik
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Es ist ein gattungsgemäßer Anpralldämpfer mit der Bezeichnung Vecu-Stop® der Firma SPS bekannt (1 und 2). Bei diesem Anpralldämpfer (1) sind zwei Reihen Dämpfelemente (20) mit identischer Energieabbaukapazität hintereinander angeordnet, wobei die zylinderförmigen Dämpfelemente mit ihrer Symmetrieachse senkrecht zum Untergrund ausgerichtet sind. Sie sind im Wesentlichen starr über auf einem Untergrund stehende Stützelemente (4), die die Elemente auf einer bestimmten Höhe halten, miteinander verbunden. Der Anpralldämpfer weist an seinem Ende eine Endabstützung (14) auf.
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Ferner ist aus der
DE 101 20 076 ein System bekannt, bei dem ein auf einem Terminal angeordneter Anpralldämpfer zumindest zum Teil mit Dämpferrohren ausgestattet ist, die Innenstrukturelemente, bestehend aus zwei in Stoßrichtung hintereinander aufgereihten Innenrohren, aufweisen.
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Die beschriebenen Anordnungsformen von Anpralldämpfern arbeiten sehr zufriedenstellend. Bauliche Gegebenheiten können es jedoch erforderlich machen, dass mehr Möglichkeiten geschaffen werden, die Kapazität zur Energieabsorbtion über die Länge des Anpralldämpfers detaillierter zu variieren.
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Aus der
DE 20 2008 018 ist bekannt, einen Anpralldämpferrohr mit einer räumlichen (Weinkarton ähnlichen) Ausfachung zu versehen, bei der die Ecken der Fächer in Stoßrichtung ausgerichtet sind. Nachteilig ist daran, dass die Verformung der Ausfachung bei einem Aufprall vornehmlich an den Kreuzungspunkten erfolgt, so dass weniger ein Biegemoment als vielmehr ein Knickmoment auftritt. Hierdurch ist das Potential eines Biegemoments einer Fachplatte nicht ausgeschöpft.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Anpralldämpfer der genannten Gattung zu schaffen, bei dem die Kapazität einer Platte, Aufprallenergie aufzuzehren, wesentlich verbessert ist.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, einen Anpralldämpfer der genannten Gattung zu schaffen, bei dem das Innenstrukturelement ein ein- oder mehrteiliges, zumindest im Wesentlichen in Richtung S der Reihe verformbares, räumliches Gebilde aus mindestens einer Anordnung gewellter Bleche besteht, bei der der Kraftfluss bei einem Aufprall zumindest zum Teil in Richtung aufeinander folgender Wellen verläuft.
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Bei Crash-Versuchen mit den Stand-der-Technik-Systemen findet man einen hohen Durchschnitt von negativen Beschleunigungswerten, den sog. ASI-Wert, speziell im letzten Teil des Anpralldämpfers. Der ASI (Acceleration Severity Index) ist ein konventioneller Index, der Aufschluss über die Anprallheftigkeit und die möglichen Verletzungen von Fahrzeugpassagieren aufgrund eines Aufpralles gibt. Dieser Wert wird aus dem quadratischen Durchschnitt der Verzögerung für drei Richtungen (vorwärts, seitwärts, aufwärts) erhalten und mit Richtwerten verglichen, die als sicher gelten.
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Bei dem erfindungsgemäßen Anpralldämpfer findet bei einem Anprall in den gewellten Blechen eine Verformung der Welle statt, wodurch ein hohes Maß an Biegeenergie aufgewendet werden muss und daher viel Aufprallenergie aufgezehrt wird. Hierdurch kann bei gleicher Leistung eine wesentliche Verkürzung der Baulänge erreicht werden.
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In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Anpralldämpfers angegeben.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, die in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert sind.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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Es zeigen:
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1 eine Draufsicht auf ein Dämpferrohr in einen Anpralldämpfer mit Innenstrukturelementen in Form von gewelltem Blech mit in Anprallrichtung laufenden Wellen,
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2 eine Draufsicht auf ein Dämpferrohr in einen Anpralldämpfer mit Innenstrukturelementen in Form von gewelltem Blech mit im Winkel zur Anprallrichtung laufenden, sich kreuzenden Wellen relativ weiter Periode und eng beabstandeter nebeneinander Anordnung,
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3 eine Draufsicht auf ein Dämpferrohr in einen Anpralldämpfer mit Innenstrukturelementen in Form von gewelltem Blech mit im Winkel zur Anprallrichtung laufenden, sich kreuzenden Wellen relativ weiter Periode und weit beabstandeter Nebeneinander-Anordnung,
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4 eine Draufsicht auf ein Dämpferrohr in einen Anpralldämpfer mit Innenstrukturelementen in Form von gewelltem Blech mit quer zur Anprallrichtung laufenden Wellen,
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5 eine Draufsicht auf ein Dämpferrohr in einen Anpralldämpfer aus dem Stand der Technik mit Innenstrukturelementen in Form einer plattenförmigen Ausfachung, und
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6 eine Seitenansicht eines Anpralldämpfers üblicher Bauart aus dem Stand der Technik.
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Stand der Technik
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6 zeigt einen Anpralldämpfer 1 zum Einsatz vor Hindernissen 2 an Verkehrswegen aus dem Stand der Technik, mit einem Kopfbereich und einem Dämpfbereich, wobei eine vorbestimmten Anzahl von Dämpfelementen, hier Dämpferrohre 5, die vor dem Hindernis 2 in einer oder mehreren Reihen im Wesentlichen hintereinander angeordnet sind.
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5 zeigt in Draufsicht ein Dämpferrohr 5 aus dem Anpralldämpfer 1, das im Inneren mit mindestens einem die Energieabbaukapazität verstärkenden Innenstrukturelement 6 versehen ist.
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Das Innenstrukturelement 6 weist zu einem Raumgitter 4 in Form einer Ausfachung miteinander verbundene, ebenflächige Platten 7 auf, die in einem vorbestimmten Winkel aneinander befestigt sind.
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Der gemäß 6 vor einem Hindernis 2 aufgestellte Anpralldämpfer 1 besteht je nach Gegebenheit des Verkehrswegs aus in einer oder mehreren Reihen 3 solcher hintereinander angeordneten Dämpferrohren 5. Die Reihen 3 können parallel nebeneinander vorgesehen sein. Entsprechend der Verkehrswegeführung kann auch eine V-förmige Anordnung der Rohre mit unterschiedlichen Öffnungswinkeln gewählt werden. Bei einem Aufprall eines Fahrzeugs aus Pfeilrichtung S wird das Rohr zusammengedrückt, wobei die Ausfachung bevorzugt an den Kreuzungsstellen der Fächer einknickt, so dass eine nur begrenzte Verstärkung durch die gezeigte Ausfachung erzielt werden kann.
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Ausführliche Beschreibung von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen
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In 1 ist eine Draufsicht auf ein Dämpferrohr 5 dargestellt, das mit einer Anordnung erfindungsgemäßer Innenstrukturelemente 6, bestehend aus Platten 7 aus gewelltem Blech 7', ausgestattet ist. Die mehreren gewellten Bleche bilden ein Raumgitter 4, wobei die Wellen des gewellten Bleches in Anprallrichtung S laufen.
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Dabei werden Platten aus regelmäßig gewelltem Blech 7' mit Wellenbergen 8 und Wellentälern 9 eingesetzt, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel eines Dämpferrohr 5 so nebeneinander gestellt sind, dass die Wellenberge 8 mit ihrem Scheitel aufeinander zuweisend jeweils einander gegenüber liegen und einander berühren können, wohingegen die Wellentäler 9 voneinander beabstandet sind und zwischen sich einen Hohlraum 9' bilden.
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Die gewellten Bleche 7' sind an der Rohrinnenwand 10 befestigt, z. B. durch eine Schweißnaht oder durch Punktheftungen, so dass sie sich nicht aus ihrer Position verschieben können. In dem dargestellten Beispiel sind die Bleche 7' nicht miteinander verschweißt, so dass die Biegefähigkeit bei einem Aufprall nicht durch einen vordefinierten Knickpunkt, den eine solche Schweißverbindung darstellen würde, beeinträchtigt wird. Gegebenenfalls können kleine Schweißheftpunkte zum Zwecke des Positionierens zwischen den Blechen 7' angebracht werden, die jedoch so klein sind, dass ein Einfluss auf die Biegesteifigkeit der Bleche 7' vernachlässigbar klein ist.
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Bei einem Aufprall werden die Wellenberge 8 der Bleche 7' einerseits allmählich bis zu einem Knick gefaltet und andererseits die Wellung zwischen den Wellenbergen 8 geglättet. Hierzu ist eine erhebliche Biegearbeit notwendig, die von der Aufprallenergie geleistet wird. Auf diese Weise kann bereits durch wenige Dämpfungsrohre 5 mit einer erfindungsgemäßen Innenstruktur 6 ein erheblicher Anteil der kinetischen Energie des aufprallenden Fahrzeugs in Verformungs-Energie umgewandelt und so gemeinsam mit der Verformung des Dämpferrohres 5 ein harter Aufprall-Stoß für die Insassen verhindert werden.
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2 zeigt eine Draufsicht auf ein Dämpferrohr 5 in einen Anpralldämpfer 1 mit Innenstrukturelementen 6 in Form von gewelltem Blech 7' mit im Winkel zur Anprallrichtung laufenden, sich kreuzenden Wellen relativ langer Wellen-Periode und eng beabstandeter Nebeneinander-Anordnung. Bei diesem Ausführungsbeispiel können die Bleche nach Art einer Ausfachung eines Weinkartons teilweise geschlitzt sein und so ihre Position beibehalten.
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Bevorzugt ist es jedoch, dass mehrere Bleche 7' vorbestimmter Höhe hochkant aufeinander gestellt werden, so dass die Wellenlinie nicht durch einen Schnitt geschwächt wird. Es gibt somit mehrere Etagen, in denen sich die jeweiligen Etagen-Bleche alle in eine Richtung erstrecken, wobei sich die Richtung von Etage zu Etage ändert,
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Zum Beispiel können sie senkrecht aufeinander stehen oder einen vorbestimmten Winkel ungleich 90° miteinander bilden. Die Enden der jeweiligen Bleche sind an der Innenwand 10 des Dämpferrohres 5 festgelegt. Bei einem Aufprall eines Fahrzeugs verformt sich das Dämpferrohr 5 im Wesentlichen elliptisch, wodurch es zu einem Dehnen der gewellten Bleche kommt, bis das Dämpferrohr seine endgültige Verformungsgestalt erreicht hat. Dies hängt von der Anprallheftigkeit und von weiteren Parametern, wie z. B. Schubstegen zwischen aufeinander folgenden Dämpferrohren 5, ab.
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3 zeigt eine Draufsicht auf ein Dämpferrohr in einen Anpralldämpfer 1 mit Innenstrukturelementen 6 in Form von gewelltem Blech mit im Winkel zur Anprallrichtung laufenden, sich kreuzenden Wellen relativ weiter Periode und weit beabstandeter Nebeneinander-Anordnung. Bei dieser zu der in 2 dargestellten alternativen Ausführungsform ist die Verformungsarbeit geringer, da weniger Formänderungs- und Zugkräfte von der Verformungsarbeit überwunden werden müssen.
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Es ist auch möglich, z. B. das jeweils in den 2 und 3 dargestellte Innenstrukturelement 6 als eine räumliche Schweißkonstruktion auszugestalten, in der gekrümmte Blechstreifen an ihren jeweiligen Berührungskanten miteinander verschweißt sind. Eine derartige Schweißkonstruktion erfordert bei einem Aufprall eine hohe Verformungsarbeit, so dass diese Konstruktionen vornehmlich in Endbereichen von solchen Anpralldämpfern 1 zum Einsatz kommen, die schweren Kfz- oder LKW-Anprallsituationen ausgesetzt sind.
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4 zeigt eine Draufsicht auf ein Dämpferrohr in einen Anpralldämpfer 1 mit Innenstrukturelementen 6 in Form von gewelltem Blech mit quer zur Anprallrichtung S laufenden Wellen. Es kann sich bei dieser Konstruktion um denselben Aufbau handeln wie bei der in 1 beschriebenen Form, die Anordnung ist jedoch um 90° gedreht. Die Wellenausbildung kann dergestalt ausgeführt sein, dass bei einem zusammengedrückten Dämpferrohr 5 alle gewellten Bleche 7' gestreckt sind. Um eine höhere Energieabsorbtion zu erzielen, können die Ränder der gewellten Bleche an der Rohrinnenwand angeschweißt sein. Es versteht sich, dass durch eine angepasste Blechdicke eine genaue Aufpralleffizienz erzielt werden kann.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Erfindung betrifft allgemein Anpralldämpfer 1 zum Einsatz vor Hindernissen 2 an Verkehrswegen, wobei eine vorbestimmte Anzahl von Dämpfelementen, die in Form von aufrecht stehenden, verformbaren Dämpferrohren 5 vor dem Hindernis in einer oder mehreren Reihen 3 im wesentlichen hintereinander angeordnet sind, und wobei zumindest eines der Dämpferrohre 5 im Inneren mit mindestens einem die Energieabbaukapazität verstärkenden Innenstrukturelement 6 versehen ist. Das Innenstrukturelement 6 ist ein ein- oder mehrteiliges, zumindest im Wesentlichen in Richtung S der Reihe 3 verformbares, räumliches Gebilde aus mindestens einer Anordnung gewellter Bleche 7', bei denen der Kraftfluss bei einem Aufprall eines Fahrzeugs zumindest zum Teil in Richtung aufeinander folgender Wellen 8 1, 8 2, 8 3, ... 8 n verläuft.
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Dabei verläuft die Wellenfolge 8 1...8 n in Richtung S der Reihenachse. Zumindest ein Teil der mehreren Wellbleche steht im Wesentlichen senkrecht auf der gewellten Kante des Bleches 7'.
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Mindestens eines der Innenstrukturelement stützt sich direkt oder indirekt an der Wand des Rohres ab, wobei die Energieabbaukapazität der Innenstrukturelemente in Richtung der Reihenachse durch Verändern der Anzahl der Bleche und/oder durch Verändern der Blechdicke unterschiedlich eingestellt ist. Wenn das Dämpferrohr 5 mit einem oder mehreren Versteifungsinnenrohren versehen ist, kann das einteilige oder mehrteilige Innenstrukturelement 6 in den Innenrohren eingesetzt sein.
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Eine Vielzahl von gleichen gewellten Blechen 7' sind parallel zueinander in zumindest einem Dämpferrohr angeordnet, wobei einander zugewandte Wellenberge sich mit ihren Scheiteln einander gegenüber liegen.
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Die einander gegenüberliegenden Wellenberge können miteinander punktgeschweißt oder verschraubt sein.
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Das Innenstrukturelement ist im Wesentlichen als Fachwerk mit Raumwänden ausgebildet, dessen Raumwände mit der Richtungslinie der Reihen-Achse einen Winkel > 0 bilden.
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Das Innenstrukturelement kann im Wesentlichen ein Raumgitter sein, dessen Gitterelemente mit der Richtungslinie der Reihen-Achse einen Winkel > 0 bilden.
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Wesentlich ist, dass der Kraftfluss des Aufpralls in allen der genannten räumlichen Gebilde ungleich parallel der Reihenrichtung verläuft.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. So liegt es z. B. auch im Schutzbereich der beschriebenen Erfindung, die Energieabbaukapazität und somit die Innenstrukturelemente 6 innerhalb der Bereiche Kopf-, Mittel- und Endbereich eines Anpralldämpfers zu variieren.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anpralldämpfer
- 2
- Hindernis
- 3
- Reihe
- 4
- Raumgitter
- 5
- Dämpferrohr
- 6
- Innenstrukturelement
- 7
- Platten
- 7'
- Platten aus gewelltem Blech
- 8
- Wellenberge
- 9
- Wellentäler
- 9'
- Hohlraum
- 10
- Rohrinnenwand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10120076 [0003]
- DE 202008018 [0005]
