DE69824082T2

DE69824082T2 - Leitplanke mit einer stossdämpfenden Vorrichtung mit Befestigungsmitteln für Aufpralldämpfflügel

Info

Publication number: DE69824082T2
Application number: DE69824082T
Authority: DE
Inventors: John V. Antelope Machado
Original assignee: Energy Absorption Systems Inc
Current assignee: Energy Absorption Systems Inc
Priority date: 1997-06-16
Filing date: 1998-05-28
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2018-05-29
Also published as: HK1017721A1; NZ330518A; TW410246B; CA2239656A1; EP0886010B1; MY118510A; EP0886010A3; DE69824082D1; KR19990007003A; EP1365071A1; US5797592A; DE69827861D1; AU7187398A; EP1365071B1; ES2219845T3; CA2239656C; AU733139B2; EP0886010A2; KR100689528B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Leitplanken, die Energie absorbieren, des Typs, der ein Feld von beabstandeten Membranen mit energieabsorbierenden Elementen, zwischengefügt zwischen den Membranen und Schutzpaneelen, die mit den Membranen verbunden sind, besitzt.
Leitplanken, die Energie absorbieren, dieses Typs werden allgemein entlang einer Straße verwendet und sind so ausgelegt, um axial bei einem Aufprall zu kollabieren, um das aufprallende Fahrzeug zu verlangsamen, wodurch eine Verletzung von Personen minimiert wird. Die US-Patente 3,674,115 und 4,452,431 beschreiben zwei energieabsorbierende Leitplanken dieses Typs nach dem Stand der Technik. Beide dieser Patente sind auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
Bei beiden dieser energieabsorbierenden Leitplanken nach dem Stand der Technik sind die Schutzpaneele an den Membranen mittels Gelenken befestigt und Federn sind zwischen den vorderen Bereichen der Schutzpaneele und den Membranen verbunden, um die Schutzpaneele zu der Mittellinie der Leitplanke hin vorzuspannen. Wie in 4 des US-Patents 3,674,115 und Figur 6 des US-Patents 4,452,431 dargestellt ist, bewegen sich benachbarte Schutzpaneele vollständig aus einem Kontakt miteinander während eines Aufpralls heraus.
Die Leitplanke, die in dem US-Patent 4,452,431 dargestellt ist, umfasst Drahtelemente 82, die dazu verwendet werden, die Schutzpaneele nach innen vor einem Aufprall zu halten. Während eines Aufpralls werden diese Drahtelemente vollständig außer Eingriff von den verbleibenden Teilen der Leitplanke gebracht und sie müssen nach dem Aufprall ersetzt oder zurückgebogen werden, damit sie erneut deren ursprüngliche Funktion erfüllen können.
Weitere Beispiele von Leitplanken, die energieabsorbierende Elemente haben, die zwischen Membranen zwischengefügt sind, die an Schutzpaneelen befestigt sind, sind in der EP 0094847 und der EP 07783326 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung ist durch die nachfolgenden Ansprüche definiert, und nichts in diesem Abschnitt sollte als eine Einschränkung dieser Ansprüche herangezogen werden. Die bevorzugten Ausführungsformen, die nachfolgend beschrieben sind, schaffen eine Befestigungseinrichtung in einer energieabsorbierenden Leitplanke des Typs, der zu Anfang vorstehend beschrieben ist. Diese Befestigungseinrichtung ist zwischen einer ersten Schutzpaneele und einem zweiten Bauteil der Leitplanke, wie beispielsweise einer benachbarten Schutzpaneele, befestigt. Die Befestigungseinrichtung weist einen Schaft auf, der vergrößerte Bereiche an jedem Ende besitzt. Der Schaft führt durch die angrenzenden Schutzpaneele hindurch und die Befestigungseinrichtung umfasst eine Feder, die gegen einen der vergrößerten Bereiche des Schafts wirkt, um die zwei Schutzpaneele zueinander hin vorzuspannen, während eine ausgewählte Trennung dazwischen ermöglicht wird.
Die Erfindung wird nun im Detail, anhand nur eines Beispiels, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer energieabsorbierenden Straßenleitplanke, die eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung einsetzt.
2 zeigt eine Draufsicht von Bereichen der Leitplanke der 1.
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines umkreisten Bereichs der 2.
4 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht von ausgewählten Teilen der Leitplanke der 1 bis 3.
In den 1 und 2 nun sind zwei Ansichten einer Leitplanke bzw. Barriere 10 dargestellt, die eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung einsetzen. Diese Leitplanke 10 umfasst ein sich axial erstreckendes Feld aus Membranen 12. Zwei Schutzpaneele 14 sind an den vorderen Enden der Membranen 12 verbunden und energieabsorbierende Elemente 16 sind zwischen den Membranen 12 platziert. In 1 ist nur eines der energieabsorbierenden Elemente dargestellt (in einer perspektivischen Explosionsansicht), und das herkömmliche Nasenteil ist zur besseren Deutlichkeit entfernt worden.
Die Merkmale der Leitplanke 10, die vorstehend beschrieben ist, zusammen mit anderen Merkmalen, wie beispielsweise die Art und Weise, in der die Membranen 12 gehalten sind, sind vorzugsweise so ausgebildet, wie dies in der hierzu in Bezug stehenden US-Patentanmeldung Serial No. 08/558,109, angemeldet am 13. November 1995, die auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen ist, beschrieben ist.
Wie am besten in 1 dargestellt ist, definieren die Schutzpaneele 14 sich längs erstreckende Schlitze 18, und die Membranen 12 besitzen variierende Längen. Allgemein sind die Schutzpaneele 14 unter einem Winkel in Bezug auf die Mittellinie der Leitplanke bzw. Barriere 10 angeordnet. In dieser bevorzugten Ausführungsform liegt dieser Winkel zwischen 3 und 6 Grad. Demzufolge sind die Schutzpaneele 14 auf einer Seite der Leitplanke 140 nicht parallel in Bezug auf die Schutzpaneele 14 auf der anderen Seite der Leitplanke 10.
Wie am besten in den 3 und 4 dargestellt ist, ist jede der Schutzpaneele 14 mittels Gelenken 20 und Befestigungseinrichtungen 22 an deren vorderem Ende mit einer jeweiligen einen der Membranen 12 befestigt. Dies ermöglicht, dass sich die Schutzpaneele 14 nach außen während eines Aufpralls schwenken. Auf diese Art und Weise wird ein axiales Kollabieren der Leitplanke 10 ermöglicht, ohne unnötig die Schutzpaneele 14 zu dehnen oder zu beschädigen. Wenn zwei benachbarte Membrane 12 dicht angrenzend zueinander bei einem Aufprall kollabieren, wie dies in 2 dargestellt ist, kann der eingeschlossene Winkel zwischen zwei benachbarten Schutzpaneelen 14 ungefähr 16° sein.
Die Schutzpaneele 14 werden auch in ihrer Position durch Befestigungseinrichtungen 24 gehalten. Die Befestigungseinrichtungen 24 in dieser Ausführungsform umfassen eine Schraube 26, die einen vergrößerten Kopf 28 und einen Gewindeabschnitt 30 besitzt. Der vergrößerte Kopf 28 der Schraube 26 trägt eine vergrößerte Unterlegscheibe 32, so dass die Unterlegscheibe 32 und die Schraube 26 frei sind, um entlang der Länge des Schlitzes 18 zu gleiten. Das innere Ende der Schraube 26 führt durch den vorderen Bereich einer nach hinten angrenzenden Schutzpaneele 14 und das zugeordnete Gelenk 20 hindurch.
Jede Befestigungseinrichtung 24 umfasst auch eine zylindrische Schraubendruckfeder 34, die sich an ihrem äußeren Ende gegen das Gelenk 20 und an ihrem inneren Ende gegen eine Unterlegscheibe 36 und eine Mutter 38 anlegt. Der Mittenbereich der Schraube 26 kann als ein Schaft angesehen werden, und der Kopf 28 und die Mutter 38 können als vergrößerte Endbereiche des Schafts angesehen werden.
Nur anhand eines Beispiels sind die nachfolgenden Details eines Aufbaus als geeignet in einer Anwendung angesehen worden. Diese Details eines Aufbaus sind natürlich nicht dazu vorgesehen, den Schutzumfang der nachfolgenden Ansprüche zu beschränken. In diesem Beispiel liefert die Feder 34 einen Kompressionshub von 90 mm (3½ Inch) und eine Federzahl von 46 kg/cm (256 Pound per Inch). Während der Montage wird die Mutter 38 dazu verwendet, die Feder 34 um ungefähr 25 mm (1 Inch) vorzuspannen, so dass ein Hub von 63 mm (2½ Inch) verbleibt. Diese Vorkompression der Feder 34 führt zu einer Kraft über 115 kg (250 Pound), was dazu führt, die Kanten 38 der Schutzpaneele 14 mechanisch miteinander verriegelt zu halten. Als Beispiel kann die Feder 34 aus ölgetempertem Stahl mit einem hohen Kohlenstoffanteil (ASTM A229) mit den folgenden Dimensionen gebildet werden:

Rechtwinkliger Draht: 7,92 mm × 4,78 mm (0,312 in × 0,188 in);

Außendurchmesser: 38 mm (1,5 in);

Innendurchmesser: 19 mm (0,75 in);

freie Länge: 203 mm (8 in).
Die Schraube 26 kann aus mechanisch galvanisiertem Stahl mit den folgenden Dimensionen gebildet werden:

Schaft: 16 mm (5/8 in) Durchmesser, 11 UNC, 254 mm (10 in) Länge (ASTM-F835);

Länge des Gewindes: 44 mm (1,75 in);

Kopf: flacher Innensechskantkopf
Die Gelenke 20 können aus 22 mm (7/8 in) Stahlplatten, verschweißt mit den Membranen 12 und an den Schutzpaneelen 14 verschraubt, gebildet sein. Die Zylinder der Gelenke 20 können aus an Ort und Stelle angeschweißtem, rohrförmigem Stahl gebildet sein, der einen Außendurchmesser von 38 mm (1,5 in), eine Wanddicke von 9,5 mm (0,375 in) und eine Länge von 21 mm (0,81 in) besitzt. Die Gelenkstifte können als herkömmliche Schrauben, die durch die Zylinder hindurchführen, ausgebildet sein.
In dem Fall einer axialen Kollision, wie dies in 2 dargestellt ist, kollabieren die energieabsorbierenden Elemente 16, die Membrane 12 bewegen sich dicht angrenzend zueinander, die Schutzpaneele 14 schieben sich teleskopartig übereinander und die Schutzpaneele 14 gehen nach außen auf. Diese Bewegung nach außen der Schutzpaneele 14 um die Schwenkachsen der Gelenke 20 herum wird durch die Befestigungseinrichtungen 24 (3) aufgenommen. Insbesondere komprimiert sich, wenn sich eine vordere Schutzpaneele 14 nach außen in Bezug auf die jeweilige hintere Schutzpaneele 14 schwenkt, die Feder 34. Demzufolge wird die Schwenkbewegung in den Schutzpaneelen 14 aufgenommen, während eine positive Verbindung miteinander über die Befesti gungseinrichtung 24 zwischen benachbarten Schutzpaneelen 14 bewahrt wird. Die begrenzte Separation zwischen angrenzenden Schutzpaneelen 14, ermöglicht durch die Befestigungseinrichtungen 24, verringert wesentlich Belastungen und eine dauerhafte Deformation der Schutzpaneele 14 bei einem axialen Aufprall.
Nach dem Aufprall kann die Leitplanke 10 leicht zu deren ursprünglicher Position zurückgeführt werden, indem die vordere Membran 12 nach außen gezogen wird. Oftmals sind die Schutzpaneele 14 nicht dauerhaft deformiert und sie müssen nicht repariert oder ersetzt werden. Die Federn 34 ziehen automatisch die Schutzpaneele 14 zurück zu deren ursprünglicher Ausrichtung, wenn die Leitplanke zu deren ursprünglichen Position zurückgezogen wird. Dies verringert die Arbeit, die dazu erforderlich ist, die Leitplanke 10 zurückzuführen, um sie nach einem Aufprall zu warten. Weiterhin bewahren die Befestigungseinrichtungen 24 eine positive Verbindung zwischen benachbarten Schutzpaneelen 14, was zu einer Systemstabilität beitragen kann. Benachbarte Schutzpaneele 14 wirken als Führungen, was dazu tendiert, die Schutzpaneele 14 in der erwünschten Orientierung senkrecht zu dem Bodenniveau beizubehalten. Aufschläge, die eine Störung hervorrufen, sind deshalb ein geringeres Problem, und Probleme, die einem Fahrzeug, das auf das freiliegende Ende einer Schutzpaneele in einer umgekehrten Richtung einer Kollision auftrifft, zugeordnet sind, werden im Wesentlichen verhindert.
Natürlich kann die vorliegende Erfindung für eine breite Vielfalt von Anwendungen angepasst werden und viele der Elemente, die vorstehend beschrieben sind, können so modifiziert werden, um für eine bestimmte Anwendung geeignet zu sein. Zum Beispiel können die energieabsorbierenden Elemente 16 irgendeine geeignete Form annehmen, einschließlich Elementen, die auf der Kombination eines Wabenmaterials und Schaum (US-Patent 4,352,484), auf pneumatischen Zellen (US-Patent 4,674,911), auf elastomeren Einheiten (US-Patente 5,314,261 und 5,112,028), auf Schaum (US-Patent 5,192,157), auf Paneelen aus Metallplatten (US-Patente 5,199,755; 4,635,931; 4,711,481), auf Reibungsbremsen (US-Patent 5,022,782), auf Flüssigkeitsmodulen (US-Patente 3,674,115 und 3,503,060) ebenso wie auf Vermiculite- bzw. Wurmstein-Modulen (US-Patente 3,666,055 und 3,944,187), basieren. Alle diese Patente sind auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung übertragen.
Ähnlich können die Membranen Formen annehmen, einschließlich Rahmen oder Paneelen, wie sie in den US-Patenten 3,674,115, 3,982,734 und 4,452,431, auch übertra gen auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung, beschrieben sind. Falls es erwünscht ist, können die Membrane von dem teleskopierenden Typ, im Gegensatz zu einem nicht verlängerbaren Typ, wie er vorstehend beschrieben ist, sein.
Schutzpaneele können viele alternative Formen annehmen, einschließlich Thrie-Balken, wie sie in dem US-Patent 3,944,187 offenbart sind und Sperrholz, wie es in dem US-Patent 4,452,431 beschrieben ist, beide übertragen auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung.
Die Gelenke sind nicht auf die Formen beschränkt, die vorstehend beschrieben sind. Falls es erwünscht ist, kann ein einzelner Gelenkstift auf jeder Seite jeder Membran verwendet werden, und die Gelenke können als lebende Gelenke ausgebildet sein, die auf einem Biegen von Material, im Gegensatz zu Stiften oder Zylindern, beruhen.
Die Federn sind nicht auf Schraubenfedern beschränkt, und andere Maßnahmen, wie beispielsweise elastomere Hülsen oder Belleville-Unterlegscheiben, können in bestimmten Anwendungen verwendet werden.
Die Befestigungseinrichtung ist nicht auf eine Gewindeschraube beschränkt, und viele Alternativen sind möglich. Zum Beispiel kann der Schaft mit Querbohrungen und Stiften, um die vergrößerten Endbereiche zu erzielen, versehen sein, und Endhülsen können an dem Schaft in verschiedenen Arten und Weisen, einschließlich Bajonett-Befestigungen, gesichert sein. Schrauben mit Bund können, falls es erwünscht ist, verwendet werden, um eine übereinstimmende Vorspannung der Federn sicherzustellen.
Die Befestigungseinrichtungen sind nicht auf die Verwendung in der dargestellten Position beschränkt, und falls es erwünscht ist, können die Befestigungseinrichtungen zwischen benachbarten Schutzpaneelen verlängert werden, ohne durch Gelenke, die die Schutzpaneele mit den Membranen 12 befestigen, hindurchzuführen. Weiterhin ist diese Erfindung nicht auf die Verwendung von schräg verlaufenden Barrieren bzw. Leitplanken, wie sie in 1 dargestellt sind, beschränkt. Im Gegensatz dazu kann die Erfindung auch in Leitplanken mit parallel verlaufenden Seiten des Typs, der in dem US-Patent 3,944,187 dargestellt ist, Anwendung finden. In diesem Fall verringert die federvorbelastete Befestigungseinrichtung irgendeine Tendenz, bei einem axialen Aufprall zu klemmen oder sich zu verbinden. Der Kompressionshub der Feder kann auf einen Wert, wie beispielsweise 13 mm (½ Inch), verringert werden.
Diese detaillierte Beschreibung beschreibt nur ein paar der vielen Formen, die diese Erfindung annehmen kann.

Claims

Straßenleitplanke (10), die Energie absorbiert, die eine Mehrzahl von Membranen (12), angeordnet entlang einer Mittellinie, eine Mehrzahl von Schutzpaneelen (14), verbunden mit den Membranen (12), und eine Mehrzahl von energieabsorbierenden Elementen (16), zwischengefügt zwischen den Membranen (12), aufweist, wobei eine erste eine der Schutzpaneele (14) einen Schlitz (18) aufweist, gekennzeichnet durch eine Befestigungseinrichtung (24), befestigt zwischen der ersten Schutzpaneele (14) und einer zweiten Komponenten der Leitplanke (10), wobei die Befestigungseinrichtung (24) einen Schaft aufweist, der sich durch den Schlitz (18) und die zweite Komponente hindurch erstreckt, wobei weiterhin der Schaft einen vergrößerten Bereich (28, 38) an jedem Ende des Schafts aufweist, wobei die Befestigungseinrichtung (24) weiterhin eine Feder (34) aufweist, die gegen einen der vergrößerten Bereiche (38) des Schafts wirkt, um die erste Schutzpaneele (14) zu der zweiten Komponenten hin vorzuspannen, während eine ausgewählte Trennung dazwischen ermöglicht wird, wobei die Feder (34) so orientiert ist, um mindestens einen Teil der ersten Schutzpaneele (14) zu der Mittellinie hin vorzuspannen.
Straßenleitplanke (10), die Energie absorbiert, nach Anspruch 1, die in der zweiten Komponenten ein Gelenk (20), gesichert an einer der Membranen (12), aufweist.
Straßenleitplanke (10), die Energie absorbiert, nach Anspruch 2, wobei die Feder (34) eine Schraubenfeder aufweist, die gegen das Gelenk (20) wirkt.
Straßenleitplanke (10), die Energie absorbiert, nach Anspruch 1, wobei die zweite Komponente eine zweite Schutzpaneele (14) aufweist.
Straßenleitplanke (10), die Energie absorbiert, nach Anspruch 4, wobei die Schutzpaneele (14) Erhebungen aufweisen, die aneinander angrenzende Schutzpaneele (14) miteinander verbinden, und wobei die Befestigungseinrichtung einen miteinander verbundenen Eingriff zwischen der ersten und der zweiten Schutzpaneele (14) während eines Kollabierens der Leitplanke (10) beibehält.
Straßenleitplanke (10), die Energie absorbiert, nach Anspruch 1, wobei sich der andere der vergrößerten Bereiche (28) des Schafts gegen eine vergrößerte Unterlegscheibe (32) anlegt, die sich wiederum gegen die erste Schutzpaneele (14), angrenzend an den Schlitz (18), anlegt.
Straßenleitplanke (10), die Energie absorbiert, nach Anspruch 1, wobei sich die Membranen (12) zunehmend in der Länge mit einem sich vergrößernden Abstand von einem vorderen Bereich der Leitplanke (10) vergrößern.
Straßenleitplanke (10), die Energie absorbiert, nach Anspruch 1, die weiterhin aufweist: ein Gelenk (20), befestigt an einer ersten einen der Membranen (12); eine zweite Schutzpaneele (14), befestigt an dem Gelenk (20); eine vergrößerte Unterlegscheibe (32), positioniert an einer äußeren Seite der ersten Schutzpaneele (14) angrenzend an den Schlitz (18); eine Schraube (26), die durch die Unterlegscheibe (32), den Schlitz (18) und die zweite Schutzpaneele (14) hindurchfährt; eine Mutter (38), befestigt an der Schraube (26) nach innen der zweiten Schutzpaneele (14); und eine Feder (34), befestigt an der Schraube (26) und gegen die zweite Schutzpaneele (14) und die Mutter (38) einwirkend, um die erste Schutzpaneele (14) zu der zweiten Schutzpaneele (14) hin vorzuspannen, während eine ausgewählte Trennung dazwischen ermöglicht wird.
Straßenleitplanke (10), die Energie absorbiert, nach Anspruch 8, wobei die Schraube (26) zusätzlich durch das Gelenk (20) hindurchführt und wobei die Feder (34) gegen die zweite Schutzpaneele (14) über das Gelenk (20) wirkt.
Straßenleitplanke (10), die Energie absorbiert, nach Anspruch 8, wobei sich die Membranen (12) zunehmend in der Länge mit einem zunehmenden Abstand von einem vorderen Bereich der Leitplanke (10) aus vergrößern.