DE2147616C2 - Stoßdämpfvorrichtung zum Schützen einer ortsfesten Konstruktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Stoßdämpfvorrichtung zum Schützen einer ortsfesten Konstruktion, beispielsweise im Bereicfc von Straßen od. dgl, gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Stoßdämpfvorrichtung dieser Art ist bekannt

jo (US-PS 20 88 087). Die vor der zu schützenden ortsfesten Konstruktion angeordneten energieumwandelnden Elemente sind hierbei nur relativ lose miteinander verbunden. Eine wirksame Stoßdämpfung ist im wesentlichen nur für stirnseitige Stoßkräfte möglich, seitliche Stoßkräfte können nur bedingt aufgenommen werden. Die nur in geringer Zahl vorgesehenen relativ großräumigen Elemente der bekannten Vorrichtung gewährleisten außerdem keine optimale Stoßenergievernichtung.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Stoßdämpfvorrichtung dieser Art bezüglich Stoßenergievernichtung für die unterschiedlichsten Stoßrichtungen zu verbessern.
' Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Stoßdämpfvorrichtung laut Oberbegriff des Hauptanspruchs durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfinduTtgsgemäßen Stoßdämpfvorrichtung kommt zu der stoßdämpfenden energievernichtenden Wirkung der zusammendrückbaren Elemente noch die Massenträgheit der diese Elemente umschließenden Platten zur Wirkung und die Verformung dieser Platten wirkt zusätzlich noch stoßenergievernichtend. Die Stoßenergieverbrauchende Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist also sehr groß und ciptimal. Eine erfindungsgemäße Stoßdämpfvorrichtung kann außerdem auch schräg auf die Vorrichtung auftreibende Stöße optimal dämpfen. Nach einem Aufprall kann die erfindungsgemäße Stoßdämpfvorrichtung relativ leicht wieder in ihre Ursprungsform zurückgebracht werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schemati-

scher Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

»ν-, Fig. I ist eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen, ein Widerlager schützenden Stoßdämpfungsvorrichtung mit mehreren Zellen.
Fig. 2 zeigt die Stoßdämpfungsvorrichtung nach

F i g, I im Grundriß.

F i g, 3 zeigt im Grundriß eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Kammer keine Pufferelemente enthält.

F ig. 4 entspricht F i g. 1, zeigt jedoch die Vorrichtung im Grundriß für den Fall, daß ein sich bewegendes Fahrzeug oder ein anderer Gegenstand stirnseitig auf die Vorrichtung aufgeprallt ist.

Fig.5 entspricht ebenfalls Fig. 1, zeigt jedoch die Vorrichtung im Grundriß für den Fall, daß ein sich bewegendes Fahrzeug oder ein anderer Gegenstand in seitlicher Richtung gegen die Stoßdämpfungsvorrichtung stößt.

Fig.6 zeigt in einem senkrechten Teilschnitt eine erfindungsgemäße Halteseil- und Stützplattenkonstruktion und läßt die relative Anordnung einer vorderen Membran, innerer Platten und von Gleitstreifen erkennen.

Fig. 7 zeigt in einer verkürzten Seitenansicht eine erfindungsgemäße sekundäre Halte- und Zugseilanordnung.

F i g. 8 läßt in einer Seitenansicht eine typische Membran oder Zwischenwand mit Scharnieren für Abweiserplatten, Befestigungsmitteln für Zugseile und Führungsaugen für Halteseile erkennen.

F i g. 9 zeigt Einzelheiten einer vorderen Membran.

Fig. 10 ist eine Ansicht einer typischen innenliegenden Platte.

Fig. 11 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine bevorzugte Anordnung zum Befestigen der Hufferele- jo mente oder Zellen an den zugehörigen Ringen und den innenliegenden Platten.

Fig. 12 veranschaulicht in einer graphischen Darstellung, die für die Stoßdämpfungsvorrichtung nach F i g. 2 gilt, die Beschleunigungskräfte, die auf das aufprallende Fahrzeug wirken, wobei die Beschleunigung in Einheiten der Erdbeschleunigung über der in Millisekunden gemessenen Zeit aufgetragen ist.

Fig. 13 veranschaulicht in einer graphischen Darstellung, die für die abgeänderte Stoßdämpfungsvorrichtung nach F i g. 3 gilt, die Beschleunigungskräfte, die auf ein aufprallendes Fahrzeug wirken, wobei die Beschleunigung in Einheiten der Erdbeschleunigung über der in Millisekunden gemessenen Zeit aufgetragen ist.

Fig. 14 veranschaulicht in einem waagerechten Teilschnitt eine bevorzugte Anordnung zum Verbinden der Abweisplatten mit Membranen.

Im folgenden wird eine erste Ausführungsform der Erfindung anhand der F i g. 1 und 2 beschrieben.

Es sei angenommen, daß eine ortsfeste Konstruktion, z. B. ein Widerlager 10, geschützt werden soll, das normalerweise nahe einer Fahrbahn für Fahrzeuge, z. B. einer gewöhnlichen Straße oder einer Schnellverkehrsstraße, angeordnet ist. Die ortsfeste Konstruktion soll geschützt und gleichzeitig sollen ein Fahrzeug und seine 5-, Insassen für den Fall gegen Beschädigungen bzw. Verletzungen geschützt werden, daß das Fahrzeug gegen die ortsfeste Konstruktion, z. B. das Widerlager 10, stößt.

Wenn die vorhandene, aus Beton oder Stahl <jo besiehende ortsfeste Konstruktion nicht geeignet ist, den Kräften standzuhalten, die zur Wirkung kommen, wenn ein Fahrzeug gegen die mit energieumwandelnden Elementen versehene Stoßdämpfvorrichtung nach der Erfindung pri'llt, wird ein starres Stützglied 12 (,·-, vorgesehen, um die zu schützende ortsfeste Konstruktion zu verstärken. Das riirre Stützglied 12 umfaßt zwei Seilbefestigungseinrichtungen 14, die an dem Stützglied fest verankert sind. Vor dem Stützglied 12 und in Berührung mit ihm sind mehrere Sätze 16 von Energie aufnehmenden und vernichtenden Pufferelementen 18 angeordnet, und diese Pufferelemente sind teilweise mit einem nicht zusammendrückbaren Flud, beispielsweise Wasser, gefüllt. Diese Füllung könnte jedoch auch aus jedem beliebigen anderen strömungsfähigen Material bestehen, das im wesentlichen unzusammendrückbar ist. Die Pufferelemente 18 sind als zusammendrückbare, flexible, zellenförmige Patronen ausgebildet, die auch bei größter Hitze und Kälte flexibel und wasserdicht bleiben. Beispielsweise können die Pufferelemente 18 einen mit einem Vinylkunststoff überzogenen zylindrischen Körper aus Nylongewebe mit einem offenen Ende und einem Durchmesser von etwa 140 mm umfassen. Die Länge der Pufferelemente kann entsprechend den Erfordernissen der jeweiligen Vorrichtung variieren, doch sei bemerkt, daß sich bei den meisten Vorrichtungen eine Länge von etwa 600 bzw. 750 bzw. 900 mm als zweckmäßig erwiesen hat. Das Grundgewebe der Pufferelemente 18 kann z. B.rj etwa 185 g/m aus Nylon und zu er.va 485 g/m aus einem Vinylkunststoff bestehen, so daß das Gesamtgewicht des Materials etwa 670 g/m beträgt Ein solches Material kann einem hydrostatischen Druck von etwa 21 bar oder darüber standhalten. Gemäß F i g. 11 ist ein Bauteil 20 mit scharfkantigen Drosselöffnungen 22 zum Steuern der Geschwindigkeit des Entweichens von Wasser aus den Pufferelementen 18 am oberen offenen Ende jedes Pufferelements befestigt. Beim Auffangen eines Stoßes durch die Vorrichtung wird die Freigabe von Wasser aus den Pufferelementen 18, das eine turbulente Strömung bildet, durch die Drosselöffnungen 22 gesteuert, die den sich aufbauenden hydraulischen Druck dadurch begrenzer·, daß das Wasser oder ein anderes Flud nach dem Entstehen eines maximalen Drucks abgeführt wird. Infolgedessen kann das Flud aus den Pufferelementen nur mit einer Geschwindigkeit entweichen, die der auf die Vorrichtung wirkenden Stoßkraft entspricht. Die Größe der Drosselftffnungen 22 richtet sich nach den jeweiligen Erfordernissen und wird durch die bestehenden Geschwindigkeitsbegrenzungen, das Gewicht der in Frage kommenden Fahrzeuge und die gewünschte Verzögerungsgeschwindigkeit bestimmt.

Die Sätze 16 von Pufferelementen 18 sind dadurch gebildet, daß die Pufferelemente in Form sich in seitlicher Richtung erstreckender Reihen angeordnet sind, die durch innenliegende Platten 24 in ihrer Lage gehalten sind, welche aus überzogenem Sperrholz oder einem anderen Werkstoff bestehen können. Gemäß Fig.2 umfaßt ein hier als Beispiel gewählter Satz 16 nahe dem hinteren Ende der Puffer- oder Schutzvorrichtung vier Reihen von Pufferelementen 18, die durch drei innenliegende Platten 24 getrennt sind. Am vorderen Ende der Vorrichtung, wo die Querabmessung des aus Zellen aufgebauten Verbandes kleiner ist, umfaßt jede entsprechende Reihe eine kleinere Anzahl von Pufferelemeiten 18. Die Pufferelemente 18 sind gemäß F i g. 11 mit den innenliegenden Platten 24 durch Ringe 26 verbunden, die an den innenliegenden Platten, z. B. mittels Schrauben 28, befestigt sind Die flexiblen Pufferelemente 18 sind in den Ringen 26 reibungsschlüssig festgehalten, oder sie können einen als Flansch ausgebildeten ober :n Abschnitt, z. B. einen Haltering 27, umfassen, der verhindert, daß die Pufferelemente oder Zellen durch die Halteringe hindurchfallen. Da die Pufferelemente 18 nicht selbsttragend sind, müssen sie

durch die inneren Platten 24 in ihrer aufrechten Lage gehalten werden.

Der äußersten Reihe von Pufferelementen 18 jedes Satzes 16 ist eine bewegliche Membran oder Platte 30 benachbart, die zusammen mit Abweiselementen 32, die mit beiden lotrechten Rändern jeder Membran gelenkig verbunden sind und sich von der zugehörigen Membran aus in seitlicher Richtung und nach hinten erstrecken, eine Kammer zum Aufnehmen des betreffenden Satzes 16 von Pufferelementen abgrenzt. Gemäß Fig. 2 ist jede weiter von dem Stützglied 12 weiter enlfernte Kammer im Grundriß schmaler als die vorausgehende, dem Stützglied näher benachbarte Kammer. Diese Konstruktion vergrößert die Fähigkeit der Kammern, sich unter der Wirkung von Stoßenergie ineinanderzuschieben. Die Platten 30 können z. B. aus etwa 13 mm dickem Schichtholz bestehen, das auf beiden Seiten mit rinrm niaifaiprmatprial iibprzogen ist. Die A'nweiselemente 32 können beispielsweise aus etwa 20 bis 30 mm dickem Sperrholz hergestellt sein und sind vorzugsweise ebenfalls auf beiden Seiten mit einem Überzug aus einem Glasfasermaterial versehen. Die Dicke der Platten 30 und der Abweiselemente 32 kann gegenüber den genannten Abmessungen entsprechend der Stoßkraft variiert werden, gegen welche die ortsfeste Konstruktion geschützt werden soll. Die Außenfläche der Abweiselemente 32 ist mit einem Harzwerkstoff od. dgl. überzogen, um den Reibungsbeiwert zu verringern. Die Abweiselemente 32 werden gemäß Fi g. 14 durch Federn 33 in einer Lage gehalten, in der -,ie sich in der Längsrichtung und nach inr erstrecken. Gemäß Fig. 14 sind die Abweiselemente mit den Platten 30 durch lockere Bolzenscharniere 35 ν rbunden. um das Frneuern beschädigter Abweiselemente /u erleichtern.

Gemäß f i g. 8 und 11 sind die Abw eiseiemente 32 mit den Platten 30 durch Scharniere 34 gelenkig verbunden. Das frei schwenkbare Ende jedes Abweiselements 32 liegt an der Außenseite des näehstbenachbarten Abweiselements so an. daß sie das nächste Abwciselement teilweise überlappt. Wenn gemäß F i g. 2 die die Sätze 16 von Pufferelementen 18 enthaltenden Kammern in axialer Richtung zusammengedrückt werden, wie es auch in F i g. 4 gezeigt ist. gleitet jedes Abweiseiement 32 über die Außenseite des nächstfolgenden Abweiselements. wobei sich die Kammern ineinanderschieben. Die hintersten Abweiselemente 32 auf beiden Seiten der Stoßdämpfvorrichtung liegen semäß F i g. 2 an je einem Pufferelemem 36 an. Wenn bei einem stirnsei'igen Aufprall eines Fahrzeugs od. dgl. eine große Stoßkraft auftritt, bewirkt die auf die Stoßdämpfvorrichtung ausgeübte Kraft, daß die Abw eiselemente 32 entgegen der Kraft der Federn 33 nach außen geschwenkt werden, während die die Sätze 16 von Pufferelementen enthaltenden Kammern gemäß F i g. 4 ineinandergeschoben werden.

Am freien vorderen Ende der Stoßdämpfungsvorrichtung ist in unmittelbarer Nähe der ersten Platte 30 ein Satz von zusammendrückbaren Pufferelementen 38 angeordnet. Die Pufferelemente 38 umfassen vr■— gsweise Hohlzylinder aus einem Vinylkunststot, die vollständig mit einem unzusammendriickbaren Flud gefüllt sind. Ein Bauteil ähnlich dem Bauteil 20 nach F i g. 11 mit scharfkantigen Drosselöffnungen zum Regein der Freigabe des Fiudes aus dem Hohizylindcr mit einer der bei einem Stoß auftretenden Druckkraft angepaßter. Geschwindigkeit ist am offenen oberen Ende jedes Hohlzylinders befestigt. Das Material der Pufferelemente 38 muß so gewählt sein, daß es eine hohe Festigkeit besitzt und seine Flexibilität sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen beibehält.

Ferner ist ein Satz, von Seilen vorgesehen, die dazu beitragen, die erfindungsgemäße Stoßdämpfungsvorrichtung abzustützen, und die die Fähigkeit der Konstruktion, Stoßenergie aufzunehmen und zu vernichten, vergrößern. Gemäß F i g. 1 und 2 sind zwei Halteseile 40 vorhanden, die an einem Punkt vor dem vorderen Ende der Zellenbaugruppe an einer ortsfesten Verankerung 42 befestigt sind und sich gemäß F i g. b und 8 durch mit Randverstärkungen versehene öffnungen 44 der beweglichen Platten 30 erstrecken. Gemäß F i g. 6 und 9 sind die öffnungen 44 bei den beiden vordersten Platten 30 dem Erdboden näiier benachbart, da sich die Halteseile 40 von der Verankerung 42 aus schräg nach oben durch die beiden vordersten Platten 30 erstrecken. Ferner erstrecken sich die Seile 40 längs der .Seitenkanten jeder inneren Platte 24. die gemäß Fig. 10 mit Randverstärkiingen 47 versehen sind, welche die Halteseile berühren und die inneren Platten gegen eine übermäßige Abnutzung schützen.

Die Haltcseile 40 erstrecken sich von der Verankerung 42 aus jeweils in einer senkrechten Ebene bis zu der dritten Platte 30 (einschließlich der vordersten oder äußeren Platte) und von dort aus durch weitere öffnungen 44 in allen Platten. Jenseits der dritten Platte 30 erstrecken sich die Halteseile durch Öffnungen der übrigen Platten und sind schließlich mit ihren anderen Enden fest an den Seilbefestigungseinrichtungen 14 angebracht. In einer waagerechten Ebene erstrecken sich die Halteseile 40 gemäß F i g. 2 von der Verankerung 42 aus von außen nach innen zu der vordersten Platte 30. von der aus sie nach außen zu den Befestigungseinrichtungen 14 verlaufen. Diese divergierende Anordnung der Halteseile trägt dazu bei. die Zellenbaugruppe in ihrer Lage zu halten, wenn sie seitlichen Stoßen ausgesetzt wird.

Gemäß F i g. 7 ist noch ein zweiter Satz von Seilen 46 vorgesehen, die mit einem Ende an der Verankerung42 mit Hilfe von Querstützen 48 befestigt sind, welche beim Aufnehmen eines Stoßes durch die Vorrichtung brechen. Die anderen Enden dieser zweiten Seile 46 sind an der vordersten Platte 30 befestigt. Außerdem sind Spannschlösser 49 vorgesehen, um die zweiten Seile gespannt zu halten. Beim Aufreten eines Stoßes brechen die Querstützen 48. sobald die vordere Platte 30 in Richtung auf das Widerlager 10 nach hinten gedrückt wird, w ic es in F i g. 4 und 5 gezeigt ist.

Zusätzlich zu den zuerst erwähnten Seilen u" i den zweiten Seilen sind gemäß Fig. 1 und 7 zwei Ausziehseile 50 vorgesehen, die mit den Ecken sämtlicher Platten 30 fest verbunden sind. Zu diesem Zweck sind an den vier Ecken jeder Platte Seilklemmen 52 zum Befestigen der Ausziehseile 50 angebracht. Die Ausziehseile kommen bei einer Beanspruchung der Vorrichtung durch einen seillichen Stoß zur Wirkung, um eine innere Druckkraft zu erzeugen, welche auf die Pufferelemente 18 wirkt, auf welche die Stoßenergie schließlich übertragen wird, um aufgenommen und vernichtet zu werden. Außerdem kann man die Vorrichtung nach ihrer Beanspruchung durch einen Stoß im wesentlichen wieder in ihre ursprüngliche Lage bringen, indem man auf die Ausziehseile 50 eine Zügkraft aufbringt. Die Spannschiösser 49 tragen auch dazu bei. die Ausziehseile 50 gespannt zu halten.

Auf dem Erdboden sind Gleitleisten 54 angeordnet, die sich unterhalb der Platten 30 über die ganze Länge

der Zellenbaugruppe erstrecken. Somit können sich die Platten beim Abfangen eines Stoßes leicht längs der Gleitleisten bewegen.

F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, die sich von der anhand von I' ig. 1. 2. 4 und 5 beschriebenen dadurch unterscheidet, daß die dritte Kammer (vom freien Endr der Vorrichtung aus gereciir.et) keine Pufferelemente 18 enthalt. Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung einer solchen leeren Kammer dazu führt, daß bei der Übertragung der Stoßwelle in Richtung auf das Stützglied 12 ein anderer Verlauf der Stoßwelle erzielt wird. Dies ist in ('ig. 12 und 13 schematised dargestellt, (ig. 12 gilt für einen Versuch, bei dem die Vorrichtung nach !'ig. 1 und 2 benutzt wurde: sie zeigt in einer graphischen Darstellung der auf das auftreffende Fahrzeug wirkenden, in Einheiten der Erdbeschleunigung g gemessenen Bcschlcu'iigungskräfte in Abhängigkeit von der in iviitiisekuiideii gemessenen /eii. auf weiche Weise eine erste Stoßwelle erzeugt wird, auf die eine zweite Stoßwelle mit einer etwas höheren Amplitude folgt, bevor die auf das Fahrzeug wirkenden Kräfte auf Null verringert worden sind. Ei g. IJ zeigt ebenfalls in einer graphischen Darstellung die gleichen Beschleunigtingskräfte in Abhängigkeit von der Zeit, die beim Gebrauch einer Vorrichtung nach F i g. 3 auftreten, bei der die dritte Kammer keine Pufferelemente enthält. Zwar umfaßt die während einer gleichwertigen Zeilspanne erzeugte Stoßwelle eine zusätzliche Anschwellung.doch ist die mittlere Amplitude der Stoßkraft kleiner als bei der Konstruktion nach Fig. 1 und 2. Zwar genügt die Ausführungsform nach Fig.! und 2 in den meisten Anwendungsfällen, doch kann eine zusätzliche Dämpfung der gesamten Stoßwelle erzielt werden, wenn man die Ausführungsform nach I- i g. 3 mit einer keine Pufferelemente enthaltenden Kammer benutzt.

Hei der Ausfiihrungsform nach F i g. 3 tritt die Stoßwelle in der Vorrichtung wieder in Erscheinung, nachdem sie die leere Kammer durchlaufen hai. Wenn man die Masse der Vorrichtung nach F i g. 3 dadurch vergrößert, daß man dickere und schwerere Platten 30 und/oder innere Platten 24 /wischen der leeren Kammer und dem Stützglied 12 anordnet, wirken diese Baugruppen von größerer Dicke als Stoßdämpfer, ohne daß die Stoßwelle auf das Stützglied 12 übertragen wird.

Ein stirnscitig auf die Zellenbaiigruppe aufprallendes Fahrzeug kommt zuerst in Berührung mit den Puffereiemenien 38. die vor dem freien Ende der Vorrichtung angeordnet sind. Dii sich die Seilverankerung 42 nahezu in Fluchtung n- it der Erdoberfläche befindet, gleitet das Fahrzeug über die Verankerung, ohne durch sie behindert zu werden. Ein Teil der Stoßenergie des in Bewegung befindlichen Fahrzeugs wird dadurch aufgenommen und vernichtet, daß das Flud in den Pufferelementen 38 über die scharfkantigen Drosselöffnur.gen am oberen Ende jedes Pufferelements auf geregelte Weise entweichen kann.

Während der weiteren Bewegung des aufprallenden Fahrzeugs wird der vorderste Satz von Pufferelementen 38 nach hinten gedruckt, und die noch verbleibende Stoßenergie wird auf die vorderste Platte 30 übertragen, die sich längs der Gleitleisten 54 bewegt und hierbei die Pufferelemente 18 in der durch hinter der vordersten Platte liegenden Kammer zusammendrückt. Ein weiterer Teil der Stoßenergie wird durch die Pufferelemente 18 aufgenommen und vernichtet während das in diesen Pufferelementen enthaltene Flud gemäß F i g. 11 über die Drosselöffnungen 22 mit einer Geschwindigkeit entweicht, die der zur Wirkung kommenden Stoßkraft entspricht. Die Platten 30 und die inneren Platten 24 bewirken, daß die Stoßkraft gleichmäßig auf einen Salz von Puffcrelcmcnten in einer einzigen Reihe in jeder der Kammern verteilt wird.

Wenn die Pufferelemente 18 in der ersten Kammer zusammengedrückt werden, wird eine Kraft auf die nächste Piaitc 30 aufgebracht, die sich längs der Gleitleisten 54 bewegt und hierbei eine Druckkraft auf den nächsten Satz 16 von Pufierelementen 18 aufbringt. Der beschriebene Vorgang des Aufnehmens und Vernichtens von Stoßenergie wiederholt sich bei jedem Satz von Puffereiemenien, und hierbei wird die jeweils noch verbliebene Stoßkraft ajf die nächstbenachbarte Platte 30 übertragen. !Diese Folge von Plattenbewcgiingen und von Schritten zur Vernichtung von Energie durch die Pufferelemente setzt sich fort, bis ti ie kinetische Energie des Fahrzeugs vollständig vernichtet women UlRI Ud"» r litft'/cüg gcicinr'iOS /üin .liiuSutmi gebracht worden ist. |e schwerer das Fahrzeug ist. und je schneller es sich bewegt, desto weiter wird es sich längs der Zellcnbaugruppc bewegen, bevor seine Geschwindigkeit gleich Null geworden ist. Somit wird die Stoßenergie vernichtet, da die Wände der Pufferclenienle 38 anfänglich dadurch zusammengedrückt werden, daß das Fahrzeug gegen das freie Ende dieses Satzes von Pufferclementen stößt, und weitere Energie wird bei der nachfolgenden Bewegung der verschiedenen Platten und inneren Platten vernichtet, d.i hierbei die aufeinander folgenden Sätze 16 von Puffei''lementen 18 zusammengedrückt werden, die zwischen den Platten 30. den inneren Platten 24 und dem Stützglied 12 angeordnet sind.

Da jede weitere Platte eine größere Breite hat als die vorangehende Platte, wird eine Stufen- oder Teleskopwirkung erzielt. Die größere Masse der Elemente der Zellenbaiigruppe. die dem Stützglied 12 näher benachbart sind, verleiht dem hinteren Teil der Vorrichtung eine größere Fähigkeit. Stoßenergie aufzunehmen. Wenn sich das aufprallende Fahrzeug dem Stützglied 12 nähert, nehmen die Widerstandskräfte zu. die bestrebt sind.das Fahrzeug zum Stillstand zu bringen.

Gemäß F i g. 4 bewirkt ein stirnseitig auf die Vorrichtung auftreffendes Fahrzeug, dafi die Abw eiselemente 32 um ihre Scharniere 34 nach außen geschwenkt werden, da sich die Platten 30 aufeinander zu bewegen und da gleichzeitig die Massenträgheit der Abweiselemente zur Wirkung kommt. Durch Auswärtsbewegung der Abweiselemente wird Energie verbraucht, die der kinetischen Energie des auftreflenden Fahrzeugs entnommen wird, so daß hierdurch die Wirkung der Vorrichtung zum Vernichten von Steißenergie noch gesteigert w ird.

Wenn sich die Platten 30 aufeinander zu bewegen, während die Pufferelemente 18 beim Aufnehmen eines Stoßes zusammengedrückt werden, bewirken die Halteseile 40. daß die Platten bei ihrer Bewegung geführt werden. Dadurch, daß die Halteseile 40 in der beschriebenen Weise divergieren, gleichen sie jeden Durchhang aus. der infolge der geometrischen Lageveränderung der Platten auftritt, so daß die Seile gespannt gehalten werden und dazu beitragen, ein seitlich auf die Vorrichtung aufprallendes Fahrzeug unter einem kleinen Winkel längs der Vorrichtung umzulenken. Außerdem verhindern die Seile 40 ein Ausbeulen der Zellenbaugruppe in seitlichen und senkrechten Richtungen.

Die zweiten Seile 46. die in erster Linie dazu dienen.

die vorderste Platte 30 in einer aufrechten Stellung zu halten, wenn sich die Zellenbaugruppe gemäß F i g. 7 in ihrer Ruhe- oder Ausgangsstelle befindet, werden in der beschriebenen Weise von der Seilverankerung 42 gelöst, sobald auf die Vorrichtung ein Stoß wirkt. Die Spannung der Seile 46 bewirkt, daß die Querstifte 48 zerstör; werden, so daß sich die vorderste Platte 30 in der beschritneiien Weise längs der Gleitleisten bewegen kann.

Die Zellenbaugruppe kommt auch dann auf sehr vorteilhafte Weise zur Wirkung, wenn sie von einer Seite her durch einen schrägen Stoß beansprucht wird, wie es in F i g. 5 schematisch dargestellt ist. Infolge der durch das anprallende Fahrzeug ausgeübten Kraft bleiben die dem Fahrzeug benachbarten Abweiselcmente 32 in ihrer inneren Stellung und kommen üls Abweiser zur Wirkung, um das Fahrzeug von der .Stoßdämpfervorrichtung abzulenken. Durch diese Ab-I..„L..„.. „.;„! .„,Ι,.,.Κ ,!„, Ck- ...... .-...K. ,„ ,1,.. [ToUrkokr.

des Gegenverkehrs geschleudert. Versuche haben gezeigt, daß ein sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 90 bis 95 km/h bewegendes Fahrzeug, das unter einem Winkel von 15° seitlich in schräger Richtung gegen die Zellenbaugruppe stößt, so abgelenkt wurde, daß seine Bahn bis auf einem Winkel von weniger als 2" parallel zur benachbarten Seitenfläche der Vorrichtung verlief. Somit kommt das Fahrzeug auf gefahrlose Weise nahe der Zellenbaugruppe zum Stillstand, die längs einer Seite der Hauptfahrbahn und nicht innerhalb der Fahrbahn angeordnet ist.

Zwei Faktoren sind in erster Linie dafür maßgebend, daß die Wirksamkeit der Vorrichtung bei einer Beanspruchung durch seitliche Stöße gesteigert wird. Erstens sind die beiden vorgespannten llalteseilc 40 in einer bestimmten Höhe angeordnet, um die Stabilität der Vorrichtung zu verbessern, und sie sind dem Mittelpunkt bzw. der Mittelachse der Masse der Vorrichtung und des auftreffenden Fahrzeugs benachbart. Zwar setzen die Seile 40 jeder größeren seitlichen Bewegung einen Widerstand entgegen, doch sind sie genügend nachgiebig, um die Stoßkraft zu verringern, die als Reaktionskraft .}uf das Fahrzeug aufgebracht wird. Wenn ein schweres Fahrzeug, z. B. ein beladener Lastkraftwagen od. dgl. gegen die Zellenbaugruppe stößt, oder wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs hoch oder der Aufprallwinkel groß ist. bricht der Scherstift des dem Auftreffpunkt am nächsten benachbarten Seils 40. so daß dieses Seil in der in Fig. 5 gezeigten Weise freigegeben wird. Jedoch genügt das noch verbleibende Seil 40. um einer seitlichen Bewegung der Vorrichtung einen Widerstand entgegenzusetzen und das Fahrzeug zum Stillstand zu bringen.

Der zweite Faktor, der zu einer Steigerung der Wirksamkeit der Zellenbaugruppe beim Auftreten eines seitlichen Stoßes führt, besteht in dem niedrigen Reibungsbeiwert der Außenflächen der Abweiselemente 32. Die geringe an diesen Elementen auftretende Reibung ermöglicht es den Fahrzeugen, leichter längs der Abweiselemente zu gleiten, nachdem sie gegen die Vorrichtung gestoßen sind. Da die Tiefe des Eindringens des Fahrzeugs in die Vorrichtung gering ist, und da nur eine kleine Reibungskraft zwischen dem Fahrzeug und den Abweiselementen entsteht, wird das Fahrzeug auf schonende Weise in die gewünschte Richtung gebracht d.h. das Fahrzeug gräbt sich nicht derart in die Vorrichtung ein, daß es in Drehung versetzt Knd von der Vorrichtung abgeschleudert wird.

Ein weiterer Widerstand gegen eine Verformung der Vorrichtung bei einem schrägen seitlichen Stoß wird durch die Aiuziehseile 50 aufgebracht, die mit allen Platten 30 fest verbunden sind und jede Bewegung der Platten voneinander weg verhindern, so daß der

'. während des Abfangens eines Stoßes auf die Puffcrclc mente 18 wirkende Druck aufrechterhalten wird.

Zusammenfassend kann man feststellen, daß die Stoßdämpfervorrichtung beim stirnseitigen Aufprallen eines Fahrzeugs zusammengedrückt wird, so daß sich in

in den Pufferelementen 18 zwischen den Platten 30 und den inneren Platten 24 ein Druck aufbaut. Das Produkt aus dem Innendruck der Zellen und der Berührungsflache zwischen den Zellen und den inneren Platten bzw. den Platten ist gleich der durch die Vorrichtung

Ii aufgebrachten Widerstandskraft. Wenn man diese Widerstandskraft mit der Strecke multiplizier'., lä"gs welcher sich die Vorrichtung bewegt, erhält nan ein Maß für die Energievernichtung beim Abfangen eines QlnQpt
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und der Trägheit stellt sich die Zellenbaugruppe selbsttätig in der richtigen Weise ein. denn ein Fahrzeug mit einer größeren Masse erzeugt automatisch einen höheren hydraulischen Druck, durch den der Stoß aufgefangen wird.

Die erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtungen vernichten die Stoßenergie dadurch, daß sie mehrere Vorgänge bewirken. Erstens führt die Ausnutzung der kinetischen Energie dazu, daß das Find aus den Pufferelementen über die Drosselöffnungen in Richtung auf die Atmosphäre verdrängt wird, was zu einem Verbrauch von Energie führt. Zweitens wird in den Pufferelementen 18 eine Kraft erzeugt, die dem sich aufbauenden hydraulischen Druck entgegenwirkt und schließlich nachgibt, jedoch immerhin dem Stoß entgegenwirkt, bevor dieses Nachgeben eintritt. Außerdem führt die Erzeugung der sich durch das Flud in den Pufferelemcnten fortpflanzenden Stoßwelle zu einer Erhöhung der Temperatur des Fludcs. wodurch wiedenim Energie verbraucht wird. Zusätzlich nimmt die Masse des aufprallenden Fahrzeugs ebenso wie die Masse der Teile der Zellenbaugruppe. d. !> der Platten, der Pufferzellen, der inneren Platten, der Seile usw.. einen Teil der Stoßkraft auf. Schließlich dehnen sich die aus dem Vinylharzmaterial bestehenden Behälter der Pufferelemente während des Auffangens eines Stoßes aus. und hierdurch wird ebenfalls ein Teil der Stoßenergie aufgenommen und vernichtet.

Nach dem stirnseitigen oder seitlichen Auftreffen eines Fahrzeugs kann man die Zellenbaugruppe leicht wieder in ihre ursprüngliche Lage bringen; zu diesem Zweck benutzt man z. B. ein Abschleppfahrzeug od. dgl.. das dazu dient, eine Zugkraft auf die Ausziehseile 50 aufzubringen, die auf beiden Seiten der Vorrichtung mit dem oberen und dem unteren Teil der Vorrichtung verbunden sind.

In Gegenden, in denen mit Schneefall zu rechnen ist, werden Abdeckungen verwendet, um das Ansammeln von Schnee und Eis zu verhindern. Wo mit Frost zu rechnen ist. kann man dem Flud in den Pufferelementen 18 und 38 ein Gefrierschutzmittel beimischen.

Gegebenenfalls kann man die Außenflächen der Abweiselemente 32 unter Verwendung verschiedener Farben und Strukturen architektonisch verschönern, um der Vorrichtung ein gefälligeres Aussehen zu verleihen.

Die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind als Beispiele für Konstruktionen zu betrachten, die dazu dienen können, ortsfeste Konstruktionen in der Nähe von Fahrbahnen zu schützen. Jedoch können

erfindungsgemäße Sioßdampfervorriehtungen auch be nutzt werden, um irgendwelche anderen Objekte gegen sich bewegende Gegenstände zu schützen, wobei es für jeden Fachmann auf der Hand liegt, daß sich die Gestalt der Platten, der inneren Platten und der Puffe, elemente > sowie die Anordnung dieser Teile in einem gewissen Ausmaß nach dem verfügbaren Raum oder der Gestalt der zu schützenden Vorrichtung richtet.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

1 Patentansprüche:

1. Stoßdämpfvorrichtung zum Schützen einer ortsfesten Konstruktion mit mehreren davor angeordneten, zusammendrückbaren, energieumwandelnden Elementen, gekennzeichnet durch mehrere im Abstand voneinander angeordnete, aufrechtstehende Platten (30) mit seitlich angelenkten Abweiselementen (32), wobei in mindestens einer der hierdurch gebildeten Kammern die energieumwandelnden Elemente (18) angeordnet sind.

2. StoBdämpfvorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (30) und die Abweiselemente (32) so ausgebildet und angeordnet sind, daß sich die durch sie gebildeten Kammern bei einer Stoßbeanspruchung ineinanderschieben.

3. Stoßdämpfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung der zusammendiückbaren, energieumwandelnden Elemente (18) Zwischenplatten (24) in den Kammern im wesentlichen lotrecht angeordnet sind.

4. Stoßdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes energieumwandelnde Element (18) einen mit einem Flud gefüllten Hohlraum abgrenzt, und daß über diesem Hohlraum ein Bauteil (20) angeordnet ist, das Drosselöffnungen (22) aufweist, so daß das Flud aus dem Hohlraum über die Drosselöffnungen (22) nur mit einer der auf das Element (18) wirkenden Stoßkraft entsprechenden Geschwindigkeit entweichen kann.

5. Stoßdänipfvorrichiung nivh einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch vor dem vorderen freien Ende der Stoßdämpfvorri .ntung angeordnete zusätzliche zusammendrückbare Elemente (38).

6. Stoßdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Halteseile (40) vorgesehen sind, die an beiden Enden starr verankert sind und sich durch Öffnungen (44) der Platten (30) erstrecken.

7. Stoßdämpfvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteseile (40) mindestens zwei durch einen seitlichen Abstand getrennte Seile umfassen, die vom vorderen Ende der Vorrichtung aus in Richtung zu ihrem hinteren Ende verlaufen und in dieser Richtung divergieren.

8. Stoßdämpfvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Platten (30) Ausziehseile (50) befestigt sind, die eine Bewegung der Platten (30) im Sinne einer Vergrößerung der abgegrenzten Kammern verhindern,

9. Stoßdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung vom freien vorderen Ende der Vorrichtung zu einem an der ortsfesten Konstruktion angeordneten Stützglied (12) jede nächste Platte (30) in seitlicher Richtung eine größere Breite hat als die vorangehende Platte und daß die Platten (30) und die energieumwandelnden Elemente (18) so angeordnet sind, daß die Vorrichtung im Grundriß eine etwa trapezförmige Gestalt hat.

10. Stoßdämpfvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweiselemente (32) dann, wenn sie sich etwa in Längsrichtung der Vorrichtung erstrecken, eine Sperre bilden, durch die ein in seitlicher Richtung gegen die VoI richtung stoßendes Fahrzeug unter einem sehr kleinen

Winkel gegenüber der Längsachse der Vorrichtung abgewiesen bzw. umgelenkt wird.

11. Stoßdämpfvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die nach außen weisenden Flächen der Abweiselemente (32) eine Oberfläche aufweisen, die einen relativ niedrigen Reibungswert hat

12. Stoßdämpfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in mindeste.« einer der Kammern keine energieumwandelnde Elemente angeordnet sind.

13. Stoßdämpfvorrichtung' nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Kammer vom vorderen Ende der Vorrichtung aus gerechnet frei von Elementen (18) ist

14. Stoßdämpfvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der freien Kammer und dem starren Stützglied (12) angeordnete Platte (30) eine im Vergleich zu den übrigen Platten (30) größere Masse aufweist