RU140301U1

RU140301U1 - SECURITY BARRIER

Info

Publication number: RU140301U1
Application number: RU2013145497/03U
Authority: RU
Inventors: Давид Михайлович Белый
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2013-10-10
Publication date: 2014-05-10

Abstract

Барьер безопасности, содержащий заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки и закреплённое на них горизонтальное заграждение, отличающийся тем, что ограждение выполнено в виде жёсткой решётки, на внутренней обращённой к дорожному полотну стороне которой свободно в несколько слоев уложены друг на друга продольные полосы из эластичной магнитомягкой резины, а на внешней стороне решётки периодически с заданным шагом закреплены эластичные постоянные магниты, представляющие собой вертикально ориентированные полосы из намагниченной магнитотвёрдой резины.A security barrier containing vertical racks buried in the ground of the roadway and a horizontal barrier fixed to them, characterized in that the fence is made in the form of a rigid grid, on the inner side of the road surface of which the longitudinal strips of elastic soft magnetic tape are freely laid on top of each other rubber, and on the outside of the grate periodically with a given step, fixed permanent magnets are fixed, which are vertically oriented strips of hardened hard rubber.

Description

Полезная модель относится к строительству автомобильных дорог и предназначена для повышения безопасности движения.The utility model relates to the construction of roads and is designed to improve traffic safety.

Известны барьеры безопасности, содержащие заглубленные, в грунт дорожного полотна вертикальные стойки со смонтированными на них горизонтальными упругими, либо пластически деформируемыми элементами для гашения удара /см., например, патент США №3540699, кл. 256 - 13.1, 1971 [1]/.There are known safety barriers containing vertical racks buried in the ground of the roadway with horizontal elastic or plastically deformable shock absorbing elements mounted on them / see, for example, US patent No. 3540699, cl. 256 - 13.1, 1971 [1] /.

Недостатками известных барьеров безопасности является низкая эффективность гашения удара и повышенная опасность из-за непрогнозируемого поведения автомобиля на дороге после удара. Это объясняется тем, что уменьшение жесткости и повышение вязкости элементов барьера безопасности делает его работу неэффективной и может привести в случае значительной скорости автомобиля к его полному разрушению при перемещении вдоль барьера за счет значительных сия трения. Увеличение же жесткости барьера приводит к послеударному отбрасыванию автомобиля на дорогу со значительной вероятностью повторных столкновений.The disadvantages of the known safety barriers are the low efficiency of shock absorption and increased danger due to the unpredictable behavior of the car on the road after the impact. This is explained by the fact that a decrease in stiffness and an increase in the viscosity of the elements of the safety barrier makes it work inefficient and can lead, in the case of a significant speed of the vehicle, to its complete destruction when moving along the barrier due to significant friction. An increase in the stiffness of the barrier leads to the shock of dropping the car onto the road with a significant probability of repeated collisions.

Известны также барьеры безопасности, содержание опору с упругими элементами в виде цилиндров с сердечниками из постоянных магнитов, и средства крепления в виде вертикально заделанных в опору линейных постоянных магнитов, при этом вертикальная лицевая поверхность опоры со стороны цилиндров выполнена с волнистой частью с цилиндрами, установленными во впадинах этой части /см., например, а.с. СССР №1036665, кл. E01F 15/00, 1980 [2]; а.с. СССР №1178628, кл. E01F 15/00, 1984 [3]/.Safety barriers are also known, the content of the support with elastic elements in the form of cylinders with permanent magnet cores, and fastening means in the form of linear permanent magnets vertically embedded in the support, while the vertical front surface of the support on the cylinder side is made with a corrugated part with cylinders installed in depressions of this part / see, for example, a.s. USSR No. 1036665, cl. E01F 15/00, 1980 [2]; A.S. USSR No. 1178628, class E01F 15/00, 1984 [3] /.

Применение системы взаимодействующих между собой постоянных магнитов и упругих элементов с возможностью их качения в контакте с автомобилем по волнистой поверхности позволяет частично амортизировать удар и изменять его первоначальное направление, снижая, тем самым, опасность послеударного отбрасывания автомобиля на дорожное полотно. Однако, дороговизна и сложность составляю их узлов и деталей известных конструкций, предельная трудоемкость их изготовления, сборки и регулировки практически исключает возможность широкого их использования на продолжительных участках дороги.The use of a system of permanent magnets and elastic elements interacting with each other with the possibility of rolling them in contact with the car on a wavy surface allows you to partially absorb the shock and change its original direction, thereby reducing the risk of shocking the car on the roadway. However, the high cost and complexity of their components and components of known structures, the extreme complexity of their manufacture, assembly and adjustment virtually eliminates the possibility of widespread use over long sections of the road.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является барьер безопасности, содержащий заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки и закрепленное на них горизонтальное ограждение /см. заявку Франции №2244875, кл. E01F 15/00, 23.05.75 [4]/, и принятый за прототип»The closest device of the same purpose to the claimed utility model in terms of essential features is a safety barrier containing vertical racks buried in the ground of the roadway and fixed to them with a horizontal fence / cm. application of France No. 2244875, cl. E01F 15/00, 05.23.75 [4] /, and adopted as a prototype "

Недостатками устройства-прототипа является низкая эффективность гашения удара автомобиля при его наезде на барьер вследствие малой амортизации, рассеяния и поглощения последним энергии удара, а также повышенная опасность послеударного отбрасывания автомобиля на дорожное полотно вследствие незначительного изменения барьером направления первоначального удара»The disadvantages of the prototype device is the low efficiency of damping a car’s shock when it hits a barrier due to low depreciation, dispersion and absorption of shock energy by the latter, as well as the increased risk of a shock dropping the car onto the roadway due to a slight change in the direction of the initial impact ”

Сущность полезной модели заключается в создании предельно простой, надежной и технологичной конструкции барьера безопасности для автомобильных дорог, обеспечивающей как эффективное гашение кинетической энергии удара автомобиля за счет интенсивного поглощения и диссипации энергии удара при использовании сил механического и магнитного взаимодействия автомобиля с элементами барьера и элементов барьера друг с другом, так и снижение опасности послеударного отбрасывания автомобиля на дорожное полотно за счет активного изменения барьером направлений первоначального удара.The essence of the utility model is to create an extremely simple, reliable and technological design of the safety barrier for roads, which provides both effective quenching of the kinetic energy of the impact of the car due to the intense absorption and dissipation of impact energy when using the forces of mechanical and magnetic interaction of the car with the elements of the barrier and the elements of the barrier with the other, and the reduction in the risk of shocking the car on the roadbed due to the active change of the barrier th direction of initial impact.

Технический результат - повышение эффективности гашения удара при наезде автомобиля на барьер и снижение опасности послеударного отбрасывания автомобиля на дорожное полотно.The technical result is an increase in the efficiency of damping a shock when a car hits a barrier and reduces the risk of shocking a car to a roadway.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном барьере безопасности, содержащем заглубленные в грунт дорожного полотна вертикальные стойки, и закрепленное на них горизонтальное ограждение, особенность заключается в том, что ограждение выполнено в виде жесткой решетки, на внутренней, обращенной к дорожному полотну стороне которой свободно в несколько слоев уложены друг на друга продольные полосы из эластичной магнитомягкой резины, а на внешней стороне решетки периодически с заданным шагом закреплены эластичные постоянные магниты, представляющие собой вертикально ориентированные полосы из намагниченной магнитотвердой резины.The specified technical result in the implementation of the utility model is achieved by the fact that in the known safety barrier containing vertical racks buried in the ground of the roadway and horizontal fencing fixed to them, the feature is that the fencing is made in the form of a rigid lattice, on the inside facing to the roadway, the side of which longitudinal stripes of elastic soft magnetic rubber are freely laid on each other in several layers, and on the outside of the grate periodically with a given In step fixed elastic permanent magnets, representing a vertically oriented strip of magnetized hard rubber.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где схематично изображен участок предлагаемого барьера безопасности:The essence of the utility model is illustrated by the drawings, which schematically depict a portion of the proposed security barrier:

на фиг. 1 - на общем виде с внешней стороны дорожного полотна;in FIG. 1 is a general view from the outside of the roadway;

на фиг. 2 - в разрезе по A-A на фиг. 1.in FIG. 2 is a section along A-A in FIG. one.

Барьер безопасности для автомобильной дороги содержит заглубленные в грунт 1 дорожного полотна 2 вертикальные стойки 3, и закрепленное на них горизонтальное ограждение. Последнее выполнено в виде жесткой решетки 4, причем, в качестве примера выполнения показана, решетка с квадратными ячейками, состоящая из прутьев круглого сплошного поперечного сечения. На внутренней, обращенной к дорожному полотну 4 стороне решетки 4 свободно без закрепления на решетке 4 в несколько слоев уложены друг на друга полосы 5 из эластичной магнитомягкой резины /на фиг. 2 в качестве примера показаны три таких слоя, хотя в упрощенном варианте конструкции может быть использован один слой/. На внешней стороне решетки 4 периодически с заданным шагом закреплены эластичные постоянные магниты 6, представляющие собой вертикально ориентированные полосы из намагниченной магнитотвердой резины. Крепление полос 6 осуществлено к горизонтальным прутьям решетки 4 с помощью скоб 7. На фиг. 2 в нижней части /ниже горизонтальной волнистой линии/ показана принципиальная схема соединения всех элементов барьера в поперечном разрезе, а в верхней части - реальная картина с учетом сил магнитного взаимодействия /притяжения/ эластичных магнитов 6 и слоев 5 магнитомягкой резины. Под действием этих сил упругие элементы 5,6,расположенные по разные стороны решетки 4, входят в контакт друг с другом, деформируясь и втягиваясь в окна решетки 4. Полосы 5,как было указано выше, не скреплены ни с решеткой 4, ни с друг другом, и удерживаются на решетке только за счет вышеуказанных сил магнитного взаимодействия с эластичными магнитами 6 и сил механического взаимодействия с решеткой 4 втянутых в ее окна участков полос 5. Шаг закрепления постоянных магнитов 6 на решетке, их число, геометрические и магнитные параметры выбраны из требований надежного удержания полос 5 и обеспечения /см. далее/ заданных сил магнитного взаимодействия элементов 5, 6, обеспечивающих зананную эффективность поглощения и преобразования кинетической энергии удара автомобиля. Процесс изготовления эластичных упругих магнитных и ферромагнитных элементов 5, 6 давно и серийно отработан /см., например, А.Г. Алексеев, А.Е. Корнеев ”Эластичные магнитные материалы”, М., ”Химия”, 1976 [5]/. При этом характер изготовления и использования магнитомягких резин описан здесь на стр. 115-150, 174-186, характер изтовления и намагничивания эластичных магнитов из магнитотвердых резин на стр. 151-169, 187-189. В предлагаемом устройстве показан вариант наиболее простого двухполюсного намагничивания полос 6 из магнитотвердой резины с помощью индуктора с прямолинейным проводником /см. [5], стр. 162-163/.The safety barrier for the road contains vertical racks 3 buried in the ground 1 of the roadbed 2, and a horizontal fence fixed to them. The latter is made in the form of a rigid lattice 4, and, as an example of execution, it is shown a lattice with square cells, consisting of rods of a circular solid cross section. On the inner side of the lattice 4 facing the roadway 4, without any fixing on the lattice 4, strips 5 of elastic magnetic soft rubber are laid in several layers on each other / in FIG. 2, three such layers are shown as an example, although in a simplified embodiment, one layer / can be used. On the outside of the grating 4 periodically with a given step, fixed permanent magnets 6 are fixed, which are vertically oriented strips of magnetized hard magnetic rubber. The fastening of the strips 6 is carried out to the horizontal rods of the lattice 4 using brackets 7. In FIG. 2 in the lower part / below the horizontal wavy line / shows a schematic diagram of the connection of all barrier elements in cross section, and in the upper part is a real picture taking into account the forces of magnetic interaction / attraction / elastic magnets 6 and layers 5 of soft magnetic rubber. Under the action of these forces, elastic elements 5,6 located on opposite sides of the grating 4 come into contact with each other, deforming and retracting into the windows of the grating 4. The strips 5, as mentioned above, are not bonded to either the grating 4 or to each other other, and are held on the grating only due to the above magnetic interaction forces with elastic magnets 6 and mechanical interaction forces with the grating 4 sections of strips drawn into its windows 5. The step of fixing the permanent magnets 6 on the grating, their number, geometric and magnetic parameters are selected from the requirements the reliable retention of bands 5 and security / cm. further / predetermined magnetic interaction forces of elements 5, 6, providing the desired efficiency of absorption and conversion of the kinetic energy of the impact of the car. The manufacturing process of elastic elastic magnetic and ferromagnetic elements 5, 6 has long been commercially worked out / see, for example, A.G. Alekseev, A.E. Korneev, “Elastic Magnetic Materials,” M., “Chemistry,” 1976 [5] /. The nature of the manufacture and use of soft magnetic rubbers is described here on pages 115-150, 174-186, the nature of the weaving and magnetization of elastic magnets from hard magnetic rubber on pages 151-169, 187-189. In the proposed device, a variant of the simplest bipolar magnetization of strips 6 of hard magnetic rubber using an inductor with a rectilinear conductor / cm is shown. [5], pp. 162-163 /.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device is as follows.

Наезд автомобиля под любым углом на барьер безопасности с упругими деформирующимися элементами 5 и 6 сопровождается амортизацией и гашением кинетической энергии удара с ее преобразованием в потенциальную энергию упругих деформаций элементов 5, 6. Ударный контакт ферромагнитного кузова автомобиля с намагниченными от постоянных магнитов 6 упругими ферромагнитными полосами 5 в любом случае независимо от угла удара растягивает время контактирования за счет совместного движения автомобиля в течение краткого промежутка времени вместе с полосами 5, и обуславливает дополнительное гашение кинетической энергии удара за счет ее преобразования в потенциальную энергию магнитного взаимодействия эластичных магнитов 6, ферромагнитных полос 5 и ферромагнитного кузова автомобиля. Наличие продольной составляющей силы ударного взаимодействия одновременно с вышеуказанными силами магнитного взаимодействия автомобиля со слоями 5 приводит к взаимному смещению слоев 5 ферромагнитной резины друг относительно друга, а также относительно эластичных постоянных магнитов 6,притянутых /см. выше/ к слоям 5 сквозь окна жесткой решетки 4. При таких относительных смещениях происходит интенсивное преодоление сил вязкого трения слоев 5,сил притяжения слоев 5 и магнитов 6 друг к другу, необходимых для их отрыва и сдвига, сил для смещения втянутых в окна решетки 4 участков магнитов 6 и слоев 5 вдоль решетки. Напомним, что контакт полос 5 магнитной резины с постоянными магнитами 6 приводит к намагничиванию слоев 5 и их плотному магнитному сцеплению друг с другом. Очевидно, что такие силы взаимодействия обуславливают интенсивное рассеивание и диссипацию кинетической энергии удара. Кроме того, относительные смещения слоев 5, 6 в случае возникновения последовательности соударений автомобиля с барьером с постоянным изменением радиусов кривизны поверхностей обуславливает резкое изменение угла соударений, что резко снижает опасность послеударного отбрасывания автомобиля на дорожное полотно 2.Особо следует отметить, что предлагаемое устройство не требует изготовления барьера специальной конструкции, слоями 5, 6 могуб быть обложены уже действующие барьеры безопасности практически любой конструкции. Тем более, что параметры этих слоев 5,6 легко подобрать так, чтобы они были зафиксированы на барьере практически только за счет сил магнитного взаимодействия слоев. Эффективность конструкции на особо опасных местах трассы легко увеличить подбором необходимого числа слоев 5 резины.A vehicle’s collision at any angle with a safety barrier with elastic deforming elements 5 and 6 is accompanied by shock absorption and quenching of the kinetic energy of the shock with its transformation into potential energy of elastic deformations of elements 5, 6. Impact contact of the ferromagnetic body of the car with elastic ferromagnetic bands magnetized from permanent magnets 6 5 in any case, regardless of the angle of impact, it stretches the contact time due to the joint movement of the car for a short period of time together with the floor wasps 5, and causes additional quenching of the kinetic energy of the impact due to its transformation into potential energy of magnetic interaction of elastic magnets 6, ferromagnetic strips 5 and the ferromagnetic body of the car. The presence of a longitudinal component of the force of impact interaction simultaneously with the above magnetic forces of the car’s interaction with the layers 5 leads to a mutual displacement of the layers 5 of ferromagnetic rubber relative to each other, as well as relatively elastic permanent magnets 6, attracted / cm. above / to the layers 5 through the windows of the rigid lattice 4. At such relative displacements, the viscous friction forces of the layers 5, the attractive forces of the layers 5 and the magnets 6 to each other, necessary for their separation and shear, the forces for the displacement of the lattice 4 pulled into the windows, are intensively overcome sections of magnets 6 and layers 5 along the lattice. Recall that the contact of the strips 5 of magnetic rubber with permanent magnets 6 leads to the magnetization of the layers 5 and their tight magnetic adhesion to each other. Obviously, such interaction forces cause intense dissipation and dissipation of the kinetic energy of the impact. In addition, the relative displacement of the layers 5, 6 in the case of a sequence of collisions of a car with a barrier with a constant change in the radius of curvature of the surfaces causes a sharp change in the angle of collisions, which sharply reduces the risk of shock impact of the car on the roadway 2. It should be noted that the proposed device does not require manufacturing a barrier of a special design, layers 5, 6 of the mogubs can be overlaid with existing safety barriers of almost any design. Moreover, the parameters of these layers 5.6 are easy to choose so that they are fixed on the barrier almost exclusively due to the forces of the magnetic interaction of the layers. The design efficiency at especially dangerous places on the route can easily be increased by selecting the required number of layers of rubber 5.

Claims

A security barrier containing vertical racks buried in the ground of the roadway and a horizontal barrier fixed to them, characterized in that the fence is made in the form of a rigid grid, on the inner side of the road surface of which the longitudinal strips of elastic soft magnetic tape are freely laid on top of each other rubber, and on the outside of the grate periodically with a given step, fixed permanent magnets are fixed, which are vertically oriented strips of hardened hard rubber.