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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen mit einem Fahrzeug zu verbindenden
Aufpralldämpfer sowie
ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.
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Aufpralldämpfer werden
beispielsweise in Straßenbaubereichen
verwendet, um Straßenbenutzer,
Menschen bei der Arbeit sowie die Geräte zu schützen. Die Aufgabe des Aufpralldämpfers ist
es, auf eine sanfte Art und Weise Fahrzeuge am Einfahren in den
Straßenbaubereich
zu hindern. Dies wird durch eine Dämpfvorrichtung erreicht, die
die Aufprallkraft von einem kollidierenden Fahrzeug durch Verformung
der Konstruktion, beispielsweise durch eine Metallkonstruktion mit
Verformungszonen oder eine elastische Konstruktion aus einem Polymerwerkstoff
dämpft.
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Alle
Aufpralldämpfer
haben gemein, dass sie während
des Betriebs mit dem Fahrzeug fest verbunden sind, um eine starre
Verlängerung
des Fahrzeugs herzustellen. Dies ist der Fall, da während eines
Zusammenstoßes
gegen den Aufpralldämpfer die
Aufprallkräfte
von dem Fahrzeug teilweise absorbiert werden sollen und verhindert
werden soll, dass sich der Aufpralldämpfer zur Seite bewegt, bevor
er den Hauptteil der Kräfte
absorbiert hat.
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Eine übliche Art
eines Aufpralldämpfers
ist an dem Fahrzeug sicher befestigt und kann zwischen einer Betriebsposition
und einer erhöhten
Transportposition gefaltet werden. Eine andere Art von aufpralldämpfender
Vorrichtung ist in der
WO
01/87671 A1 offenbart, in welcher alle Merkmale der Präambel der
Ansprüche
1 und 14 offenbart sind. Der offenbarte Aufpralldämpfer hat
ein Vorderbauteil, das den Aufpralldämpfer mit einem Fahrzeug verbindet.
Der Aufpralldämpfer
kann durch eine Zugstange in einer Transportposition, in der der
Aufpralldämpfer
als ein Anhänger
mit dem Fahrzeug verbunden ist, oder durch zwei Stangen in einer
Betriebsposition, in der der Aufpralldämpfer als eine starre Verlängerung
des Fahrzeugs verbunden ist, verbunden werden.
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Ein
Nachteil bei diesen beiden Arten von Aufpralldämpfern ist, dass sie zwischen
der Betriebsposition und der Transportposition wechseln müssen. Das
heißt,
dass eine Vorrichtung zum Wechseln zwischen den beiden Positionen
vorhanden sein muss. Des Weiteren gibt es einen Bedarf nach Sicherheitseinrichtungen,
um sicherzustellen, dass der Aufpralldämpfer in der richtigen Position
ist.
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Die
Erfindung, die einen ähnlichen
wie den in der
WO 01/87671
A1 beschriebenen Aufpralldämpfer betrifft, hat zahlreiche
Funktionen, die einen Wechsel zwischen den zwei Positionen sowie
ein Einrasten des Aufpralldämpfers
in der entsprechenden Position ermöglichen. Ein Problem bei diesen
Funktionen ist, dass sie den Aufpralldämpfer kostspieliger machen. Des
Weiteren kann unter Umständen
eine der Funktionen kaputt gehen, was dazu führt, dass der gesamte Aufpralldämpfer außer Betrieb
genommen werden muss.
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Bei
einer Lösung
gemäß der Erfindung
werden diese Funktionen nicht notwendig sein. Der Aufpralldämpfer ist
sowohl während
des Betriebs als auch während
des Transports auf dieselbe Weise verbunden.
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Verglichen
mit dem bekannten Stand der Technik ist die Erfindung ein Verbesserung.
Die Lösung
wird in den nachfolgenden unabhän gigen
Ansprüchen
beschrieben, wobei die Ausführungsformen
in den anliegenden abhängigen
Ansprüchen
beschrieben sind.
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug zu den folgenden Zeichnungen detaillierter
beschrieben:
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1a stellt
eine aufpralldämpfende
Vorrichtung gemäß der Erfindung
dar;
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1b stellt
eine aufpralldämpfende
Vorrichtung von oben dar;
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1c stellt
eine aufpralldämpfende
Vorrichtung während
einer Wendung dar;
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2a stellt
eine aufpralldämpfende
Vorrichtung von der Seite dar;
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2b stellt
eine aufpralldämpfende
Vorrichtung von oben dar;
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3a stellt
eine aufpralldämpfende
Vorrichtung während
eines Offset-Zusammenstoßes dar;
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3b stellt
eine aufpralldämpfende
Vorrichtung während
eines Zusammenstoßes
von oben dar;
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4a–b stellen
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung während
des Betriebs dar; und
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5a–b stellen
eine zweite Ausführungsform
während
eines Zusammenstoßes
dar.
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1 offenbart eine aufpralldämpfende
Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Die aufpralldämpfende
Vorrichtung (1) umfasst einen Heckabschnitt (2), einen
Dämpfabschnitt
(3) und einen Vorderabschnitt (4). Der Heckabschnitt
(2) umfasst eine Kollisionsplatte (21), um das
zusammenstoßende
Fahrzeug zu sichern, so dass es nicht von der aufpralldämpfenden Vorrichtung
wegrutscht oder daran entlang weiterrollt. Die Kollisionsplatte
(21) kann beispielsweise ein grobes Schachbrettmuster aufweisen.
Der Heckabschnitt (2) weist des Weiteren zwei Räder (22)
mit einer Federung auf. Der Heckabschnitt (2) ist an dem Dämpfabschnitt
(3) befestigt, der als eine Konstruktion eines elastischen
Polymerwerkstoffs offenbart ist. Der Vorderabschnitt (4)
weist zwei schwenkbare Räder
(41), einen Kopplungsabschnitt (5) zum Verbinden
mit einem Fahrzeug (6) sowie eine Vorrichtung (42)
zum Tragen von Signalausrüstungen,
wie beispielsweise Leuchtschildern, Verkehrsschildern usw., auf.
Der einen Dämpfer
(51) aufweisende Kopplungsabschnitt (5) ist an
einem Ende mit dem Vorderabschnit (4) und an dem anderen
Ende mit der Abschleppvorrichtung (61) des Fahrzeugs, üblicherweise
einer VBG-Abschleppvorrichtung, verbunden. Der Dämpfer (51) ist zur
Dämpfung
eines Teils der Kraft während
eines Zusammenstoßes
gegen die aufpralldämpfende
Vorrichtung angeordnet. Der Kopplungsabschnitt (5) umfasst
außerdem
einen Kabelhalter (54) mit beispielsweise elektrischer
Verkabelung und Hydraulik/Pneumatik. Der Kabelhalter (54)
ist so angeordnet, dass er auf einfache Weise gebogen werden und
den Inhalt davor schützen
kann, gequetscht oder auf andere Art und Weise beschädigt zu
werden, wenn sich der Dämpfer
(51) bewegt.
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Während eines
geringfügigen
Zusammenstoßes
gegen die aufpralldämpfende
Vorrichtung werden die Kräfte
des Zusammenstoßes
hauptsächlich
von dem Dämpfer
(51) absorbiert. Der Dämpfer (51)
kehrt nach dem Zusammenstoß in
seine ursprüngliche
Position zurück
und der Einsatz des Aufpralldämpfers
kann fortgesetzt werden. Während
eines gravierenderen Zusammenstoßes gegen den Aufpralldämpfer werden
die Kräfte
des Zusammenstoßes
auch von dem Dämpfabschnitt
(3) absorbiert.
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Die
Erfindung implementiert dies durch einen Dämpfer (51), der Kräfte bis
hin zu einem vorher festgelegten Druck gegen den Dämpfer (51)
absorbiert, wonach der Dämpfabschnitt
(3) den Rest der Aufprallkräfte absorbiert.
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Der
Dämpfer
(51) kollabiert vorzugsweise, wenn der vorher festgelegte
Druck erreicht ist. Eine Möglichkeit
dies zu erreichen, ist, dass der Dämpfer (51) ein Medium
aufweist, das bei dem vorher festgelegten Druck entleert wird. Die
Entleerung des Drucks kann mit einer Art von Druckvorrichtung (52) durchgeführt werden.
Wenn Luft als das Medium verwendet wird, können ein Sicherheitsventil
oder eine Berstscheibe als eine Druckvorrichtung (52) verwendet
werden. Wenn Hydrauliköl
als ein Medium verwendet wird, ist es ungeeignet, dieses frei auszugeben,
sondern es kann stattdessen ein hydraulischer Dämpfer mit einem hydraulischen
Akkumulator in Verbindung stehen, welcher das Hydrauliköl während hoher
Drücke
gegen den Dämpfer
sammelt und es zurücksendet,
wenn der Druck nachlässt.
Der Dämpfer
kann in einer entsprechenden Anordnung außerdem ein mechanisches Federungssystem
aufweisen, welches derart angeordnet ist, dass es bei einem vorher
festgelegten Druck kollabiert.
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Es
ist des Weiteren möglich,
einen Dämpfer ohne
eine Druckvorrichtung zu verwenden. Der Nachteil bei dieser Lösung ist,
dass es ein Risiko gibt, dass sich der Dämpfer während eines Zusammenstoßes verformt
und dass die gesamte aufpralldämpfende
Vorrichtung deswegen außer
Betrieb ist, bis der Dämpfer
gewechselt wird. Während
Straßenarbeiten
ist es wichtig, Stillstände
zu vermeiden, da es eine Anzahl von gleichzeitig beteiligten Maschinen gibt
und die Zugänglichkeit
für den
Verkehr beschränkt
ist.
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Der
Dämpfer
ist in der dargestellten Ausführungsform
als ein Luftdämpfer
offenbart, der die Möglichkeit
bereitstellt, Luft aus dem Dämpfer
zu entfernen, wenn der Druck hoch genug ist. Der Dämpfer (51)
ist mit dem Druckluftsystem des Fahrzeugs oder dem eigenen Druckluftsystem
des Aufpralldämpfers verbunden.
Um zu vermeiden, dass der Dämpfer
gefaltet oder auf andere Weise während
eines Zusammenstoßes
beschädigt
wird, weist der Dämpfer
eine Druckvorrichtung (52) auf, die einen Teil des Überdrucks
ausgibt, der entsteht, wenn der Zylinder während eines Zusammenstoßes zusammengedrückt wird.
Die Druckvorrichtung (52) wird während eines gravierenden Zusammenstoßes gegen
den Aufpralldämpfer,
geeigneterweise bei ungefähr
7 Bar, ausgelöst
und gibt den Druck ab, so dass ein Überdruck von einem Bar in dem
Zylinder verbleibt. Es ist ein Vorteil, wenn der Dämpfer sogar
dann eine nachgiebige Funktion aufweist, wenn die Druckvorrichtung ausgelöst wird
(dies ist jedoch nicht notwendig). Wenn die Druckvorrichtung (52)
ausgelöst
wird, kollabiert der Dämpfer.
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Nach
dem Zusammenstoß wird
der Dämpfer erneut
mit Luft gefüllt.
Wenn die Druckvorrichtung nicht ausgelöst wird, werden geringfügigere Zusammenstöße auf diese
Weise von dem Aufpralldämpfer (1)
absorbiert, ohne eine Auswirkung auf das Fahrzeug (6) zu
haben.
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4a–b offenbaren
eine zweite Ausführungsform
der Erfindung. Der Kopplungsabschnitt (5) des Aufpralldämpfers umfasst
einen Dämpfer
(51), der in Längsrichtung
nachgiebig ist. Auf beiden Seiten des Kopplungsabschnitts (5)
sind Träger
(53) zur Kraftübertragung
parallel angeordnet. Die Träger (53)
sind so angeordnet, dass sie das Fahrzeug erreichen, wenn die Druckvorrichtung
(52) an dem Dämpfer
(51) ausgelöst
wird (oder das Äquivalent
für einen hydraulischen
Dämpfer)
und der Dämpfer
kollabiert. 5a–b stellen dar, wie die Träger (53)
neben der Abschleppvorrichtung (61) auf dem Fahrzeug getragen
werden. In den Figuren ist das Fahrzeug mit einer VBG-Abschleppvorrichtung
ausgestattet, und auf einer solchen Abschleppvorrichtung ist ein
Abschleppträger
(52) an dem Fahrzeug (6) befestigt. Die Träger (53)
in 5 werden auf diesem Abschleppträger (62)
getragen, was außerdem
bedeutet, dass keine Modifikation an dem Fahrzeug notwendig ist.
Die Träger
(53) übertragen
die Kollisionskräfte
auf das Fahrzeug (6) und machen den Aufpralldämpfer während des
Endes des Ablaufs des Zusammenstoßes stabiler und schonen außerdem die Abschleppvorrichtung
(61).
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Bekannte
Aufpralldämpfer
werden alle während
des Betriebs mit dem Fahrzeug starr verbunden, beispielsweise durch
Träger,
die zwischen dem Aufpralldämpfer
und dem Fahrzeug verbunden sind. Dies wurde bis jetzt als die einzig
mögliche
Lösung angesehen,
um die während
eines Zusammenstoßes gegen
den Aufpralldämpfer
entstehenden Kräfte
zu absorbieren. Der Nachteil hierbei ist die verschlechterte Zugänglichkeit
in einem Verkehrsumfeld oder einer Ausrüstung zum Wechseln der Position
des Aufpralldämpfers
von einer starren Position in eine flexiblere Position, beispielsweise
als während
des Transports mit einem Fahrzeug verbundener Anhänger.
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Die
Erfindung betrifft einen Aufpralldämpfer, der nicht als eine starre
Verlängerung
des Fahrzeugs verbunden ist. Der Aufpralldämpfer ist stattdessen seitlich
flexibel verbunden (als ein Anhänger).
Dementsprechend ist der Aufpralldämpfer auch während des
Betriebs als ein Anhänger
verbunden.
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Der
erfindungsgemäße Aufpralldämpfer absorbiert
den Hauptteil der Aufprallkräfte
ohne seitliche Bewegung oder jegliches Verfahren in anderer Art
und Weise außerhalb
der eingeführten
Normen für
einen Aufpralldämpfer
während
eines Zusammenstoßes.
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Während eines
Zusammenstoßes
gegen den Aufpralldämpfer
wird die vordere Federung des auftreffenden Wagens (7)
heruntergedrückt.
Das bedeutet, dass der Schwerpunkt in Richtung der Vorderräder verschoben
wird, was eine erste Kraft (F2) und eine erhöhte Reibung zwischen dem Vorderrad und
der Straße
mit sich bringt. Die Hinterräder
(22) des Aufpralldämpfers
werden während
des Zusammenstoßes
ebenfalls gegen die Straße
gedrückt,
da der Vorderteil des Wagens in dem Schachbrettmuster der Kollisionsplatte
gefangen wird, und bringen eine zweite Kraft (F1) mit sich. Das
heißt,
dass die Hinterräder
(22) des Aufpralldämpfers
ebenfalls zu einer höheren
Reibung gegen die Straße
beitragen. Während
der Zeit des Zusammenstoßes
werden dementsprechend vier Räder
in der Fahrtrichtung des Wagens gegen die Straße gedrückt. Während dieses Zeitraumes wirken
keine erwähnenswerten seitlichen
Kräfte
auf den Wagen (7) oder den Aufpralldämpfer (1). Sowohl
der Wagen (7) als auch der Aufpralldämpfer (1) sind daher
während
des Ablaufs des Zusammenstoßes
kursstabil. Wenn der Aufpralldämper
jedoch zusammengedrückt
wird (3) und die Verzögerungskräfte des
Absorbierungsabschnitts den Wagen nach hinten drücken, können seitliche Kräfte entstehen.
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Sogar
während
eines Offset-Zusammenstoßes
(d.h., das Fahrzeug trifft in Fahrtrichtung zu einem Drittel von
der Seite, ca. 6–7
dm von der Mitte, auf den Aufpralldämpfer auf) und einer flexiblen
Verbindung mit dem Fahrzeug sind das Fahrzeug und der Ablaufdämpfer kursstabil.
Nach einer Viertelsekunde ist der Zusammenstoß vollständig absorbiert, und in diesem
Moment ist die gesamte Bewegungsenergie in Wärme und potentielle Energie
umgewandelt. Das auftreffende Fahrzeug prallt zurück und steht
letztendlich hinter dem Aufpralldämpfer. Versuche zeigen, dass
sich das Fahrzeug nicht dreht oder in der falschen Fahrspur landet,
was bekanntlicherweise mit anderen Arten von Aufpralldämpfern vorgekommt.
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Ein
weiterer Vorteil bei der Erfindung im Vergleich zu einer starren
Verbindung mit einem Fahrzeug ist, dass die Kollisionskräfte von
dem Dämpfabschnitt
und des Weiteren von dem Dämpfer
absorbiert werden, welcher den Stoß in das Fahrzeug hinein und
die Kräfte,
die den Fahrer beeinflussen, verringert. Dies ist insbesondere ein
Problem, da vorherige Aufpralldämpfer
gegen relativ schwere Fahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit entworfen
wurden. Ein leichtes Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit wirkt nicht
ausreichend genug auf den Aufpralldämpfer, um den Zusammenstoß in einem
gewünschten
Maß zu
absorbieren. Die Erfindung löst
dies durch Dämpfen
der Kräfte
des Zusammenstoßes
in zwei Schritten. Geringere Kollisionskräfte werden von dem Dämpfer und
größere Kräfte von
dem Dämpfabschnitt
absorbiert.