NO322873B1 - Vegmast - Google Patents

Abstract

Vegmast (11), særlig for bruk som lysmast ved veger og liknende trafikkårer, med en konisk rør (12) som smalner jevnt eller trinnvis av oppover fra et fundament (14). I rørets vegg er det rundt omkretsen er tatt ut et flertall rekker av aksiale slisser (16-19). Ved vegmastens nedre ende er det integrert ei fotplate (13) for forankring til fundamentet (14). I det minste i mastens nedre område er det anordnet (3 - 6) rekker av slisser (16 -19) fordelt rundt omkretsen av masten. I den nedre del av vegmasten (11) er det anbragt minst ett langsgående innvendig integrert forsterkningsbånd (20 - 23) som er forankret i det minste ved sin nedre ende til mastens fotplate (13) og ved sin øvre ende til mastveggen.

Description

Vegmast

Oppfinnelsen gjelder en vegmast som angitt i innledningen til patentkrav 1, særlig for bruk som lysmast ved veger og liknende trafikkårer, hvor det er risiko for påkjørsel med biler og liknende kjøretøy.

Bakgrunn

Det foreligger et behov å utforme vegmaster, særlig lysmaster og liknende søyler ved trafikkårer, slik at de gir retardasjon av et kjøretøy ved påkjørsel, med minst mulig karosseriskader og personskader. Dette har ført til utvikling av "kollisjonsvennlige" vegmaster med spesielle deformasjonssoner som fanger opp det rammende kjøretøyet, mest mulig skånsomt.

Det er kjent vegmaster av stålplate som er knekket til åtte-kantete koniske rør hvor det er sveiset rundtstål langs knekklinjene innvendig. Tilvirkningen av slike vegmaster er arbeidskrevende og forårsaker høye kostnader. De har heller ikke gitt tilfredsstillende dempning etter dagens krav.

Det er også kjent fagverksmaster som er strukturert og dimensjonert for å gi dempning ved påkjørsel. Men også disse vegmastene har vært kostbare å tilvirke. Dessuten har de hatt estetiske ulemper.

Fra tysk offentliggjøringsskrift 1 811 147 (Saalmann 1968) er det kjent å svekke fotpartiet til ei vegmast med ei rekke slisser fordelt rundt omkrets i marknivå. Dette vil løse problemet med at stive vegmaste forårsaker skade, men denne vil slites av ved fotplata og kjøretøyet vil fortsette med nesten samme hastighet på grunn av lav energiabsorbering.

Fra UK-patentskrift 2.268.744 (Dowling 1993) er det kjent ei vegmast som har langstrakte, smale slisser utstanset i høyderetningen, i et mønster som veksler mellom slisser og tett vegg både i lengderetning og fra rekke til rekke i omkretsretningen. I den utforming som Dowling foreslår, brukes det 16 rekker med slisser.

Denne måten å tilvirke vegmaster på har flere ulemper. Stansingen av et stort antall slisser krever kostbart verktøy og er tidkrevende. Slike vegmaster har derfor blitt kostbare og er ikke blitt brukt i særlig omfang.

Fra EP-patentsøknad 1 964 (Svensson 1979) er det kjent en annen utforming av slissbærende vegmaster, hvor det i ei rørmast av tynnveggete stålrør er utformet aksial rekker av slisser. I den utførelsesformen som Svensson foreslår, blir det laget 12 rekker med slisser rundt omkretsen. Dette vil svekke rørveggen så sterkt at det er risko for utbukling. Yttersida er derfor dekket med et lag av plastmateriale, eventuelt galvanisering, som fyller slissene helt eller delvis. Dekkingen av vegmasten med et plastmateriale vil for det første forårsake økte kostnader. Bruk av galvanisering som tetter igjen slissene vil på sin side føre til uforutsigbar knekk- og bøyestyrke.

Slisser har altså vært kjent lenge som virkemiddel ved tilvirkning av master for bruk ved trafikkårer. Men til nå er det ikke kommet fram en løsning som har vært optimal med hensyn på styrkeegenskaper og som bremser kjøretøyet over en tilstrekkelig lengde for å redusere faren for personskade ved sekundær kollisjon. Det har heller ikke vært mulig med kjente produksjonsmetoder å tilvirke slike slissbærende rør med tilstrekkelig styrke til en tilfredsstillende kostnad. Derfor har denne mastkonstruksjonen ikke vunnet innpass.

Formål

Hovedformålet med oppfinnelsen er derfor å komme fram til en utforming og en tilvirkningsmåte som gjør det mulig å skape vegmaster med tilfredsstillende bruksegenskaper, både med hensyn til bæreevne, knekkegenskaper og som bremser opp bilen over en tilstrekkelig lengde for å mestre kravene til retardasjon og energiabsorbsjon.

Det er et særlig formål å skape ei vegmast som kan absorbere mest mulig av den bevegelsesenergien som finnes i et kjøretøy som treffer vegmasten med høy hastighet, for på den måten å gjøre vegmasten mer trafikksikker. Samtidig er det viktig at kostnadene holdes lave, slik at den nye teknologien kan utnyttes.

Oppfinnelses

Oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1. Med denne utformingen er det oppnådd en gunstig balanse mellom bøyestyrke og statiske styrkeegenskaper på ei side og dynamiske egenskaper ved påkjørsel på den andre. Med den foreslåtte oppbygning av vegmasten vil denne tåle vindlast, samtidig som den energien som kreves for å flate ut rørkonstruksjonen ved påkjørsel med et kjøretøy er tilpasset bevegelsesenergien til vanlige personbiler. Den optimale situasjonen foreligger når ei vegmast er dimensjonert for å bli fullstendig deformert, det vil si utflatet, av en personbil som treffer i høy hastighet, og på den måten bremser kjøretøyet mest mulig. Vegmaster i samsvar med oppfinnelsen er blitt godkjent ved tester gjennomført etter EU-normer.

Det er tidligere kjent å bruke en innvendig forankret wire for å hindre avrivning av vegmaster fira fundamentet, men dette er produksjonsteknisk uhensiktsmessig og kostbart.

I patentkravene 2 -10 er det angitt særlig gunstige utførelsesformer.

Eksempel

I tegningen er det vist et utførselseseksempel, idet

Fig. 1 viser et sideriss av den nedre delen av ei vegmast utformet i samsvar med oppfinnelsen, med en inspeksjonsåpning som er vist uten deksel, Fig. 2 og 3 viser et forstørret utsnitt av vegmasten i Fig. 1 sett i to retninger som står vinkelrett på hverandre,

Fig. 4 viser et lengdesnitt gjennom den nedre delen av vegmasten i Fig. 1 - 3,

Fig. 5 viser sideriss av et forsterkningsbånd for bruk i vegmasten i Fig. 1 - 4,

Fig. 6 viser et forstørre utsnitt av den nedre enden av forsterkningsbåndet i Fig. 5,

Fig. 7 viser et planriss ovenfra av ei sokkelplate for vegmasten i Fig. 1 - 4, mens

Fig. 8 viser en påkjørselssituasjon, hvor en personbil rammer ei vegmast i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 1 - 3 viser en vegmast 11 som er tilvirket av et konisk rør 12 med en fotflens 13 beregnet for montering på en sokkel 14. (Fig. 8.) Gjennom sokkelen 14 kan det tas inn strømledninger og eventuelle signalkabler som føres opp gjennom det indre av vegmasten. For kobling og vedlikehold har vegmasten ei inspeksjonsåpning 15 som kan dekkes løsbart med ei ikke vist luke.

Rundt omkretsen er det anordnet fire langsgående rekker av slisser 16-19, med 90° innbyrdes avstand

i omkretsretningen. (Fig. 7.) Det har vist seg at denne slissfordelingen gir en god balanse mellom slisser og veggmateriale, som resulterer i særlig gode dempningsegenskaper ved påkjørsel, samtidig som vegmasten har stor styrke i sin ordinære, statiske tilstand, delvis på grunn av forsterkningsbåndet eller - båndene. Antallet slissrekker kan reduseres til tre og økes til seks, men en er da på veg over i områder som ikke gir optimale egenskaper.

For tilvirkning av slisser i vegmastkonstruksjoner er det allerede kjent å bruke stansing av plater som så knekkes eller presses til rørform. Men denne framgangsmåten er tidkrevende og dermed kostbar. Det har vist seg gunstig å gjennomføre skjæringen av det slissmønsteret som oppfinnelsen foreslår med plasmaskjærer. Røret 12 spennes da opp i en jigg som er plassert i arbeidsområdet til en plasmaskjærer. Plasmaskjærerens nåværende økonomiske begrensning ligger i startslitasjen hver gang en starter en brennprosess. Med den viste utformingen av slissene, med et forholdsvis lavt totalantall lange slisser 16-19, vil antallet slisser som skal skjæreres ut av ei vegmast, redusere dysekostnadene til et akseptabelt nivå. Det er også mulig å bruke laserskjæring.

I Fig. 4 og Fig. 7 er det vist anordning av fire forsterkningsbånd 20,21,22,23, som strekker seg fra undersida av fotflensen 13 og opp til overkanten av inspeksjonsåpningen IS. I Fig. 5 og 6 er det vist detaljer ved et forsterkningsbånd 20, som ved den nedre enden av et skrått nedragende bein 24 som monteres under fotflensen 13 ved kjedesveising og som er festet ved sin øvre ende til innsida av røret 12. Et forsterkningsbånd er festet på hver side av inspeksjonsåpningen 15 og de to andre er plassert inn for inspeksjonsåpningen, idet det er kjedesveiset til veggen av røret 12 gjennom inspeksjonsåpningen. På denne måten blir forsterkn ingsbåndene i betydelig grad integrert med røret 12.

Forsterkningsbåndene 20 - 23 er tilvirket av båndstål med hensiktsmessig overflatebehandling. I stedet for båndmateriale kan det brukes andre materialer med tilsvarende strukturegenskaper, f.eks. rundstål. Det er viktig for funksjonen at forsterkningsbåndene 20 - 23 blir integrert i vegmastkonstruksjonen ved sveising.

Fig. 7 viser en fotflens 13 sett ovenfra, med plasseringen av forsterkningsbåndene 20 • 23 vist. Forsterkningsbåndene 20 - 23 vil altså hindre avriving av vegmasten ved påkjørsel og sikre at det skjer en suksessiv utflating over en viss lengde oppover vegmasten.

Antallet forsterkningsbånd kan avvike fra det som er vist i eksemplet ovenfor. Lengden av forsterkningsbåndene kan tilpasse bruksformål. For vegmaster som skal brukes ved veger med lav hastighet, kan det være tilstrekkelig at de strekker seg en relativ kort strekning opp fra fotplata. De kan da festes ved sveising gjennom hull i mastveggen.

Fig. 8 viser en påkjørselssituasjon sett sideveis, med et kjøretøy 25 i ferd med å knekke og flate ut ei vegmast 11 i samsvar med oppfinnelsen. Det dannes ei utflatingssone 26 ved fronten av kjøretøyet, som utvikler seg oppover vegmasten 11. Deformasjonen skjer i form av en utflating, som fanger opp bevegelsesenergi og bremser kjøretøyet mest mulig skånsomt for å unngå personskade. På grunn av forsterkningsbåndene 20 - 23 kan dette skje uten risiko for at vegmasten rives av og kjøretøyet fortsetter med stor hastighet.

På denne måten oppnås en gunstig kombinasjon av statisk styrke som gjør vegmasten motstandsdyktig mot vindpåkjenning og andre ikke-kollisjonsrelaterete belastninger. Samtidig har den evne til å gi etter uten å bidra til personskade, samtidig som den har evne til å bremse et kollisjonskjøretøy skånsomt, for på den måten å redusere skadene ved påkjørsel av hindringer i kjøretøyets bane videre. Oppfinnelsen vil på denne måten få karakter av støtdemper i stedet for å være et skadeobjekt. Dette gjelder både for lette og litt tyngre personbiler.

Fotplata 13 monteres litt under terrengnivå, slik at et kjøretøy alltid vil treffe vegmasten over fotplata. I kjøretøyets fronthøyde blir så vegmasten trykket sammen slik at rørformen blir flatet ut. Samtidig blir de øvre delene av vegmasten knekket U-formet rundt bilfronten hvor stukesona 26 dannes ved overgangen mellom den utflatete delen og den overliggende delen av vegmasten, som fortsatt har fullt tverrsnitt. I stukesona vil det skje en bremsende energiabsorbsjon etter hvert som kjøretøyet 11 beveger seg framover. Nettopp denne energiabsorbsjonen er sentral og viktig for funksjonen til oppfinnelsen. Det har vist seg at den foreslåtte slissutformingen gir en gunstig energiabsorbsjon kombinert med en rimelig tilvirkning og gode statiske egenskaper.

Slissene kan ha en lengde på 250 - 350 mm, med 300 som antatt optimal størrelse. Bredden på slissene kan være fra 2 mm og ned mot null, med 1,5 som en bruks- og produksjonsmessig gunstig verdi ved plasmaskjæring. Avstanden mellom naboslisser 16-19 i lengderetning kan være 20 - 70 mm, for eksempel 30 mm i den nedre delen, med stigende avstand oppover langs vegmasten.

I et eksempel var ei 12 meter lang vegmast forsynt med 300 mm lange slisser opp til nivå 8 meter. Opp til lukeåpningen 15 på nivå 0,8 meter var avstanden 30 mm, derfra og opp til nivå 4-5 meter var avstanden 40mm, med en avstand på 50 mm over resten av slissrekka.

Claims (10)

1. Vegmast (11), særlig for bruk som lysmast ved veger og liknende trafikkårer, med et rør (12) med polygonalt eller sirkelformet tverrsnitt, særlig som smalner jevnt eller trinnvis av oppover fra et fundament (14), hvor det i rørets vegg rundt omkretsen er tatt ut et flertall rekker av aksiale slisser (16-19) og hvor det ved mastas nedre ende er integrert ei fotplate (13) for forankring til fundamentet (14)karakterisert vedat det i det minste i vegmastas nedre område er anordnet tre til seks rekker av aksielle og gjennomgående slisser (16 - 19) fordelt rundt omkretsen av masta, og at det i den nedre del av vegmasta (11) er anbragt minst ett langsgående og innvendig integrert forsterkningsbånd (20 - 23) som er forankret i det minste ved sin nedre ende til mastas fotplate (13) og ved sin øvre ende til mastveggen, over anslagsområdet ved kollisjon med en personbil.

2. Vegmast i samsvar med patentkrav 1,karakterisert vedat det er anordnet fire forsterkningsbånd (20 - 23) av stål fordelt rundt omkretsen, idet de strekker seg langs veggen av røret (12).

3. Vegmast i samsvar med patentkrav 1 eller 2,karakterisert vedat det er anordnet fire rekker med slisser (16-19) rundt omkretsen.

4. Vegmast i samsvar med et av patentkravene 1-3,karakterisert vedat avstanden mellom to naboslisser i aksial retning er ca. l/S - ca. 1/15 av slisslengden.

5. Vegmast i samsvar med patentkrav 4,karakterisert vedat avstanden mellom slissene (16-19) i lengderetning stiger jevnt eller trinnvis i avstand fra fotenden.

6. Vegmast i samsvar med et av patentkravene 1-5,karakterisert vedat slissene har en lengde på 250-400 mm og en innbyrdes avstand på 25 - 70 mm ved en veggtykkelse på ca. 3 mm.

7. Vegmast i samsvar med patentkrav 6,karakterisert vedat slissene (16-19) i den nedre delen av vegmasta har en lengde på ca. 300 mm og en innbyrdes avstand på ca. 30 mm.

8. Vegmast i samsvar med et av patentkravene 1-7,karakterisert vedat forsterkningsbåndet eller forsterkningsbåndene (20 -23) er festet til rørets (12) fotplate (13) ved sin nedre ende (24) og ved sin øvre ende ved overkant av en inspeksjonsåpning (15).

9. Vegmast i samsvar med patentkrav 8,karakterisert vedat forsterkningsbåndet eller forsterkningsbåndene (20 - 23) er forankret til fotplata (13) ved sveising.

10. Vegmast i samsvar med patentkrav 8,karakterisert vedat det som forsterkningsbånd brukes båndstål som har en J-formet bøy (24) ved sin nedre ende.