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EP3889357B1 - System und verfahren zur regulierung einer fahrgeschwindigkeit eines fahrzeugs - Google Patents

System und verfahren zur regulierung einer fahrgeschwindigkeit eines fahrzeugs Download PDF

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Publication number
EP3889357B1
EP3889357B1 EP21165995.8A EP21165995A EP3889357B1 EP 3889357 B1 EP3889357 B1 EP 3889357B1 EP 21165995 A EP21165995 A EP 21165995A EP 3889357 B1 EP3889357 B1 EP 3889357B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
deflection
braking
range
damping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP21165995.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3889357A3 (de
EP3889357A2 (de
EP3889357C0 (de
Inventor
Alexander Schuth
Raphael Piroth
Simon Mallmann
Matthias Rosenthal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stabilus GmbH
Original Assignee
Stabilus GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stabilus GmbH filed Critical Stabilus GmbH
Publication of EP3889357A2 publication Critical patent/EP3889357A2/de
Publication of EP3889357A3 publication Critical patent/EP3889357A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3889357B1 publication Critical patent/EP3889357B1/de
Publication of EP3889357C0 publication Critical patent/EP3889357C0/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F9/00—Arrangement of road signs or traffic signals; Arrangements for enforcing caution
    • E01F9/50—Road surface markings; Kerbs or road edgings, specially adapted for alerting road users
    • E01F9/529—Road surface markings; Kerbs or road edgings, specially adapted for alerting road users specially adapted for signalling by sound or vibrations, e.g. rumble strips; specially adapted for enforcing reduced speed, e.g. speed bumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F9/00—Arrangement of road signs or traffic signals; Arrangements for enforcing caution
    • E01F9/50—Road surface markings; Kerbs or road edgings, specially adapted for alerting road users
    • E01F9/553—Low discrete bodies, e.g. marking blocks, studs or flexible vehicle-striking members
    • E01F9/565—Low discrete bodies, e.g. marking blocks, studs or flexible vehicle-striking members having deflectable or displaceable parts
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01F—ADDITIONAL WORK, SUCH AS EQUIPPING ROADS OR THE CONSTRUCTION OF PLATFORMS, HELICOPTER LANDING STAGES, SIGNS, SNOW FENCES, OR THE LIKE
    • E01F9/00—Arrangement of road signs or traffic signals; Arrangements for enforcing caution
    • E01F9/50—Road surface markings; Kerbs or road edgings, specially adapted for alerting road users
    • E01F9/553—Low discrete bodies, e.g. marking blocks, studs or flexible vehicle-striking members
    • E01F9/565—Low discrete bodies, e.g. marking blocks, studs or flexible vehicle-striking members having deflectable or displaceable parts
    • E01F9/571—Low discrete bodies, e.g. marking blocks, studs or flexible vehicle-striking members having deflectable or displaceable parts displaceable vertically under load, e.g. in combination with rotation

Definitions

  • the vehicle wheel provides the driving force to drive the block in. If the leading edge hits the block before it drives in, the weight of the vehicle will stop it from driving in any further and the speed bump will remain in its raised position. If the vehicle is driving slowly enough, the block will have time to drive in, the leading edge will miss the block and the speed bump will drive in.
  • a foldable, intelligent road threshold is known that can be adjusted between a minimum and maximum height, comprising a threshold body that can be moved vertically upwards and downwards.
  • a lifting mechanism of the platform is connected to an actuation system via a transmission system.
  • an electric motor is activated, which lowers the threshold body via the transmission system and a wedge system.
  • the WO 2017 / 009180 A1 discloses a traffic calming device.
  • the device comprises, in one embodiment, a threshold body.
  • a pump delivers fluid from a hydraulic accumulator through a supply line to a hydraulic cylinder, thereby filling the cushion.
  • the cushion deflates by releasing fluid through the discharge valve of the hydraulic cylinder. Therefore, the obstacle facing the vehicle can be reduced for vehicles travelling at or below the maximum speed.
  • a threshold body serves to generate an impact on the vehicle's suspension system resulting from contact between the surface and the tires of the vehicle.
  • a first volume of fluid is capable of setting and maintaining a height of the surface by supporting the surface, while a second volume of fluid in conjunction with the first volume of fluid acts as a reservoir for the first volume of fluid.
  • a fluid transfer means e.g. a pump
  • a height of the surface can be varied by the first volume of fluid by fluid transfer with the second volume of fluid, independent of the vehicle.
  • An actuator pushes a piston against a fluid-filled bladder to raise the threshold body.
  • the WO 1997 / 000181 A2 discloses a speed-dependent speed bump comprising a pivotable ramp element which is hinged at one end.
  • a piston and cylinder assembly supports the pivoting sleeper body.
  • a first flow control valve acts to control the response of the pivoting sleeper body.
  • the response of the speed bump may be substantially proportional to the square of the speed of a vehicle passing over the ramp assembly.
  • the rate of air evacuation from the cylinder depends on its passage through an orifice, which allows the level of damping effect of the bump body to be adjusted so that when the impact on the ramp member is small, the bump body retracts smoothly and almost unnoticeably to the driver of a vehicle.
  • the bump body takes longer to retract and the driver perceives a shock effect.
  • the EP1698729 A1 describes a variable speed bump whose height decreases under the influence of the weight of a passing vehicle.
  • a speed bump can be designed in such a way that the height only decreases significantly when the passing vehicle complies with the maximum speed, or only for vehicles with an exceptional weight (e.g. trucks).
  • the damping force of a damper increases sharply with increasing speed above an activation speed and remains constant as the speed increases above a braking speed.
  • the object of the invention is to propose a system that is inexpensive to install and requires little maintenance and a cost-effective, safe and effective method for regulating a driving speed of a vehicle, which minimizes impairments for vehicles traveling at a speed below a speed limit and avoids damage or accidents caused by vehicles traveling at a speed above a speed limit.
  • the system is designed so that the deflection speed v in a passing range P can be from 0 up to an activation speed v a , in a switching range S from the activation speed v a up to a braking speed v b or in a braking range B that extends above the braking speed v b .
  • Driving over the speed bump at a target speed causes a deflection of the speed bump at the activation speed v a , wherein the damping force F is greater at a deflection speed v in the braking range B than at a deflection speed v in the passing range P, and an increase in the damping force F compared to the deflection speed v is greater at a deflection speed v in the switching range S than in the passing range P and in the braking range B, characterized in that the system is designed so that the braking range B extends from the braking speed v b up to a maximum speed v max , wherein the damping force F is smaller at a deflection speed v above the maximum speed v max than at a deflection speed v in the braking range B.
  • the damping force F is a continuous, in particular monotonically increasing, function depending on the deflection speed v for a deflection speed v in the passing range P, in the switching range S and/or in the braking range B.
  • the assignment "a damping force F at a deflection speed v in a range” preferably means that the described property and/or condition applies at least to an average damping force in the range, in particular to every damping force at all deflection speeds v within the corresponding range.
  • the damping force F in the braking area B is at least 10 times, 20 times, 30 times or a multiple greater than the damping force F in the passing area P.
  • the damping force in the braking area can be from 40 N to 800 N, preferably from 100 N to 400 N, in particular about 200 N.
  • the damping force in the passing area can be, for example, from 1 kN to 25 kN, preferably from 3 kN to 12 kN, in particular about 6 kN.
  • the slope of the damping force F is a continuous function depending on the deflection speed v for a deflection speed v in the passing range P, in the shifting range S and/or in the braking range B.
  • the assignment "a slope of a damping force F at a deflection speed v in a range” preferably means that the described property and/or condition applies at least to an average slope in the range, in particular to every slope at all deflection speeds v within the corresponding range.
  • the rest position refers to a position of the road hump that the road hump assumes when no external force, such as the weight of a vehicle, acts on the road hump.
  • the passing position refers to a position of the road hump that the road hump assumes when a force large enough to deflect the road hump acts on the road hump and the road hump has reached the maximum deflection.
  • the deflection speed v is directly related to the driving speed of the vehicle crossing the speed bump.
  • Each deflection speed v is clearly assigned to a driving speed.
  • the activation speed v a corresponds to the target speed, in other words the local maximum permissible speed for vehicles.
  • the passing area P refers to a range of the deflection speed v in which the vehicle drives over the speed bump sufficiently slowly, i.e. slower than the activation speed v a , so that the speed bump can be deflected.
  • “deflection” also means “lowering” in particular.
  • the braking range B refers to a range of the deflection speed v in which the vehicle drives over the speed bump at or faster than the braking speed v b , so that the damping device dampens the deflection of the speed bump.
  • the switching range S describes a range of the deflection speed v in which the vehicle drives over the speed bump at or faster than the activation speed v a and slower than the braking speed v b .
  • the system of the present invention with a speed-dependent damping effect means that the movement of the speed bump is not blocked when the target speed is exceeded, but is only dampened with an increased but still finite damping force.
  • the speed bump does not remain on the road as a rigid barrier, but gives way, albeit slowly and sluggishly, to the weight of the vehicle by being deflected at a greatly reduced speed. This protects the speed bump and/or the vehicle from damage or accidents caused by the speed bump becoming blocked and reduces the likelihood of an accident caused by the speed bump.
  • a threshold top of the road threshold projects upwards above a road surface top of the road in the rest position.
  • the threshold top is flush with the road surface top in the passing position.
  • the driver's behavior is rewarded if the driver maintains the target speed with the vehicle or goes below it.
  • the road threshold can then be driven over by the vehicle without it being an obstacle in the vehicle's way. Preferably, the driver does not notice that the vehicle has driven over the threshold.
  • the braking range B extends from the braking speed v b up to a maximum speed v max , wherein the damping force F at a deflection speed v above the maximum speed v max is smaller than or approximately the same as at a deflection speed v in the braking range B.
  • the damping device reduces or stabilizes its damping effect when the vehicle is traveling so fast that the deflection speed v exceeds the maximum speed v max .
  • the damping force F depending on the deflection speed v is, for a deflection speed v in the range above the braking range B, preferably a continuous, in particular constant or a monotonically decreasing, function.
  • the speed bump does not have time to lower itself and clear the road due to the damping force F and inertia.
  • the further a vehicle's wheel rolls onto the speed bump the greater the proportion of the vehicle's weight that acts on the speed bump. If this happens too quickly, the pressure on at least one damping device increases and with it the force acting on the damping device. If the forces, i.e. the weight of the vehicle and the damping force F, are too great in total, the damping device or other components of the system can be damaged.
  • Stabilising or reducing the damping force F at a deflection speed v above the maximum speed v max reduces the forces on the damping device and thus the probability that the damping device or another component of the system will be damaged if the vehicle the road threshold is crossed so quickly that the deflection speed v exceeds the maximum speed v max .
  • the at least one damping device comprises at least one fluid damper and preferably an oil-hydraulic damper.
  • Fluid dampers and especially oil-hydraulic dampers have the advantage over other dampers, such as a slip coupling, that the damping force can be adjusted using a variety of damper parameters.
  • the damping force of a fluid damper can be adjusted using the viscosity of the fluid used or using different flow cross-sections in the lines or components of the damper.
  • fluid dampers exhibit significantly less wear than other types of dampers.
  • the at least one fluid damper comprises a piston which is axially displaceable in a cylinder by the deflection of the road threshold and which divides an interior of the cylinder into a first fluid chamber and a second fluid chamber which are filled with a damping fluid
  • the fluid damper comprises at least one passage which connects the two fluid chambers to one another in a fluid-conducting manner and an adjusting element for adjusting a flow resistance of the passage.
  • the diameter of at least one passage can be used to adjust the flow of fluid that is created in the passage when the speed bump is deflected from the first fluid chamber into the second fluid chamber, or vice versa. The more fluid that can flow from the first fluid chamber into the second fluid chamber, the lower the damping of the fluid damper. If the diameter is too small, the damping force is too high, so that the speed bump can no longer be effectively deflected. If the diameter is too large, however, the damping is too low and the speed bump will not deflect even if the Activation speed v a is deflected with little force and thus loses its effect.
  • the diameter of the at least one passage is preferably adapted to the viscosity of the fluid used. For fluids with high viscosities, larger diameters are required than for fluids with low viscosities in order to achieve the same effect.
  • the adjustment element is designed to adjust the flow resistance of the at least one passage, for example its diameter.
  • the adjustment element can be designed to open and/or close the passage or to narrow and/or widen it.
  • the flow resistance is preferably adjusted to the local boundary conditions, such as the target speed, before and/or during installation of the system in the roadway.
  • the adjustment element can be designed to be readjusted after installation of the system, for example during maintenance. Some fluids have different viscosities at different temperatures. The damping of the fluid damper can therefore also depend on the local temperature.
  • the adjustment element can be designed in particular as a valve, preferably as a shut-off valve or throttle valve.
  • the adjustment element is preferably an electromagnetic valve. Electromagnetic valves can advantageously be automated and/or controlled remotely.
  • the adjustment element can also be designed as a spring with a damming element, wherein the damming element is designed to generate a damming pressure of the fluid that counteracts a spring force of the spring element.
  • the adjustment element allows the system to be adapted or finely adjusted to local peculiarities, in particular the locally individually regulated target speed, temperature fluctuations, weather or other boundary conditions.
  • the adjustment element can be adapted to the different weather conditions of the current season during maintenance and the fluid damper can be adjusted according to the seasons.
  • the damping effect can also be adjusted by the volume of the fluid used.
  • the diameter of the cylinder and the piston determine how much pressure is transferred to the fluid by the weight of the vehicle and thus how quickly the fluid flows through the at least one passage is pressed.
  • the spring element can in particular be designed as a leaf spring or torsion spring.
  • the closure element is designed as a part of the spring element.
  • a part of a leaf spring closes the passage in the braking position.
  • the spring element has its own restoring force. Depending on how the restoring force of the spring element is set or selected - depending on the design of the spring element - the activation speed v a can be shifted to higher or lower deflection speeds v. If the restoring force of the spring element is increased, more force is required to move the locking element from the passing position to the braking position, so that the activation speed v a increases.
  • the course of the function of the damping force F can be adapted to different target speeds by means of the locking element and the spring element.
  • the adjustment element comprises at least one switching element and one closure element, wherein the switching element is designed to switch the at least one closure element between an opening position that releases the at least one passage and a closing position that closes the passage.
  • the system further comprises at least one control device that is communicatively connected to the switching element for controlling the switching element and has a receiving unit for receiving, preferably wirelessly, a control signal for switching the at least one closure element.
  • the switching element is in particular electromagnetic.
  • the switching element is preferably supplied with energy via the road network.
  • the switching element can also be designed to be self-sufficient.
  • a self-sufficient switching element comprises a power supply and an accumulator or a battery.
  • the energy supply can be provided by a solar system, for example.
  • the control signal is preferably an electromagnetic and/or a digital control signal, which is particularly preferably received wirelessly via a radio frequency.
  • the radio frequency can, for example, comprise a radio frequency reserved for emergency vehicles.
  • an emergency vehicle or an emergency control center can use the switching element to move the road threshold into the passing position.
  • An emergency vehicle then does not have to brake or subject a patient transported in the emergency vehicle to a shock. Furthermore, damage to the road threshold and/or the emergency vehicle due to a speed that is higher than the target speed is avoided.
  • the fluid damper comprises at least one further spring element, wherein at least one further closure element is designed to be held in a braking position by the further spring element at a deflection speed v within the braking range B and to be held by a dynamic pressure of the Damping fluid is moved from the braking position into a passing position and held there, wherein the further closure element opens at least one further passage between the first fluid chamber and the second fluid chamber in the passing position and closes it in the braking position.
  • the further passage is designed as a switchable bypass.
  • the spring element is preferably designed as a leaf spring and particularly preferably as part of the closure element. This simplifies the construction of the damping device.
  • the further passage is opened at a deflection speed v above the braking range B, whereby the braking range has an upper limit at the maximum speed v max .
  • the maximum speed v max is in particular a deflection speed v at which the probability increases that the speed bump and/or other components of the system will be damaged by the vehicle hitting the speed bump.
  • the further spring element serves to keep the further opening closed.
  • the maximum speed v max can preferably be set using the restoring force of the further spring element.
  • the further passage is opened to reduce the back pressure of the fluid and thus avoid damage caused by excessive forces.
  • the return element advantageously ensures that the speed bump straightens up again after being deflected into the passing position and moves into the braking position. This prevents the speed bump from remaining in the passing position when a vehicle with an adjusted speed crosses the has driven over the speed bump and thus lowered it. If a faster vehicle follows that does not observe the target speed, the speed bump can fulfil its task of alerting the driver of the faster vehicle to the target speed.
  • the system is characterized by at least one coupling device, wherein the at least one damping device is coupled to the road threshold via the coupling device, wherein the coupling device is designed to transmit the deflection movement of the road threshold to the damping device, wherein the coupling device preferably couples the deflection of the road threshold to a displacement of a piston of a fluid damper in the fluid damper.
  • the coupling device preferably spaces the damping device horizontally from the road threshold.
  • the coupling device preferably translates a deflection direction and/or deflection amplitude of the deflection into a different displacement direction and/or displacement amplitude of the displacement.
  • the coupling device preferably comprises a clutch, preferably an overload clutch, for separating the road threshold from the damping device.
  • the damping device can preferably be spaced far enough from the road threshold that, when mounted, it is not installed in the roadway but next to it.
  • the translation of the deflection direction and/or the deflection amplitude of the deflection into a different displacement direction and/or displacement amplitude of the displacement can be achieved, for example, by a gear, a lever or a drive belt.
  • the fluid damper does not have to dampen the deflection movement in the direction of the deflection movement of the road threshold. This means that the fluid damper can be installed oriented in any direction.
  • the damping device can be positioned next to the roadway due to the horizontal spacing from the road threshold, making it easier to access.
  • a maintenance technician can, for example, The damping device can be serviced and/or readjusted without having to enter or even open the roadway.
  • the deflection of the road hump preferably means a lowering of the road hump.
  • the deflection of the road hump clears the road for vehicles.
  • the damping force F 1 , the damping force F 2 and the damping force F 3 preferably represent an average, in particular for each, damping force F in the passing area P, the shifting area S or the braking area B.
  • Figure 1 shows a diagram that shows the dependency of the damping force F of a damping device of a system according to the invention on the deflection speed v.
  • the damping force F is significantly lower than for large deflection speeds v.
  • the road hump gives way to the weight of a vehicle more easily than if a damping device has a high damping force F.
  • the deflection speed v can be roughly divided into three areas.
  • a passing area P in which the deflection speed v is less than or equal to an activation speed v a , the damping force F is low, so that the road threshold can easily give way to the weight of the vehicle.
  • a braking area B in which the deflection speed v is greater than a braking speed v b , the damping force F is high, so that the road threshold does not give way to the weight of the vehicle, or does not give way easily.
  • the damping force F in the passing area and/or the braking area increases only slowly, or particularly preferably not at all, with the deflection speed v, so that the damping force in these areas is as constant as possible, or at least changes only slightly compared to the change in the switching area S.
  • the activation speed v a can be selected to be larger or smaller, so that the System can be adapted to its location and the locally applicable target speed.
  • Figure 2 shows an embodiment of the system 100 in plan view, as it is installed in a roadway 200.
  • the roadway 200 is, schematically shown, laterally limited by the central reservation 210 and a road marking 220.
  • the system 100 comprises a road hump 110.
  • the road hump 110 preferably extends as far as possible across the width of the roadway 200 so that the road hump 110 cannot be bypassed by a vehicle.
  • the road threshold is movably mounted on a bearing device 112.
  • the bearing device 112 can, as shown here, support the road threshold 120 on one side, so that the road threshold 120 protrudes from the roadway 200 like a ramp (see also Figure 3 ).
  • the bearing device 112 can also support the road threshold 110 centrally, so that the road threshold is supported like a seesaw.
  • the system 100 includes three damping devices, shown as fluid dampers 130.
  • the system may include only one damping device, two damping devices, or more damping devices.
  • FIG 3 shows the embodiment of the system 100 of Figure 2 in a side view, as it is installed in the roadway 200.
  • the roadway threshold 100 is, as shown Figure 2 already described, movably mounted on the bearing device 112.
  • a return element 120 is provided, which in this embodiment is designed as a spring. The return element pushes the road threshold 110 upwards if it is not pushed down by the weight of a vehicle.
  • the threshold top 111 of the road threshold 110 is aligned with the road surface top 201 of the road surface 200. This is indicated by the dashed line in Figure 3 indicated.
  • the fluid damper 130 comprises a piston 132 which is movably mounted inside the damper. Details of the piston are given in Figure 6 shown.
  • Figure 4 shows a further embodiment of the system 100 in plan view.
  • the damping device here again a fluid damper 130
  • the fluid damper 130 is coupled to the road threshold 110 via a coupling device 150 and the bearing devices 112.
  • a return element 120 is positioned between the fluid damper 130 and the environment.
  • the return element 120 not only moves the road threshold 110 into its rest position, but also the fluid damper.
  • Figure 5 shows a further side view of an embodiment of the system 100 in the roadway 200.
  • the damping device is shown as a spring damper 125.
  • the spring damper 125 is coupled to the road threshold 110 via a coupling device 150.
  • the coupling device 150 is designed here as a rod to which the spring damper 125 and the road threshold 110 are coupled via levers.
  • FIG. 6 shows the section of a damping device designed as a fluid damper 130 of a system according to the invention.
  • the fluid damper 130 comprises a cylinder 131, in the interior of which a piston 132 attached to a piston rod 139 is mounted so as to be displaceable along the stroke axis H.
  • the piston 132 separates the interior of the cylinder 131 into a first fluid chamber 133 and a second fluid chamber 134, which is filled with a fluid, in particular an oil.
  • the piston 132 is displaced along the stroke axis H in the cylinder 131 with the aid of the piston rod 139, the fluid is pressed from the first fluid chamber 133 into the second fluid chamber 134 (or vice versa) through nozzles 140 provided for this purpose in the piston 135.
  • the piston 132 is preferably provided with a seal 138.
  • the Figure 6 illustrated embodiment of the fluid damper 130 is equipped with a passage 135.
  • the passage 135 connects the first fluid chamber 133 to the second fluid chamber 134, for example with a bore through the piston rod 139.
  • a spring element 137 for example a compression spring, presses a closure element 136, which can be part of the piston 132, into a position in which the closure element 136 leaves the passage 136 free.
  • the fluid for example in the first fluid chamber 133, generates a dynamic pressure on the closure element 136, in particular on the piston 132 with the closure element 136, which counteracts the spring force of the spring element 137.
  • the dynamic pressure on the spring element 137 also increases. As soon as the dynamic pressure overcomes the restoring force of the spring element 137, in particular as soon as the deflection speed v exceeds the activation speed v a , the closure element 136, in particular with the piston 132, is moved along the piston rod 139 (eg to the left in the figure) such that it closes the passage 135.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Civil Engineering (AREA)
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  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betriff ein System und ein Verfahren zur Regulierung einer Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs.
    • Stand der Technik
  • Im Straßenverkehr kann es an verkehrskritischen Stellen, beispielsweise bei schlecht einsehbaren Straßenkreuzungen, verkehrsberuhigten Zonen, Ein-/ und Ausfahrten von Firmen und Fußgängerüberwegen zu gefährlichen Zusammenstößen kommen, wenn Geschwindigkeitsbeschränkungen missachtet werden. Um diesem Problem entgegenzuwirken, gibt es verschiedene Systeme, die in oder auf den Straßenbelag ein- oder aufgebracht werden können. Ferner gibt es Systeme, die den Verkehrsteilnehmer präventiv optisch daran erinnern, dass er sich in einem verkehrsberuhigten Teil des Straßenverkehrs befindet. Es gibt einerseits statische Fahrbahnschwellen, die in den Straßenbelag integriert sind, z.B. sogenannte Aufpflasterungen, und aktive Systeme, die mit Radar die Geschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers überwachen und bei Überschreitung der Geschwindigkeitsbegrenzung eine Fallgrube öffnen (z.B. das unter dem Namen "Actibump" bekannte System).
  • Die WO 2014 / 165935 A1 offenbart eine zusammenklappbare Bremsschwellenanordnung mit einer Bremsschwelle, die normalerweise in einer angehobenen Position gehalten wird, wobei die Bremsschwelle zusammenklappt, wenn ein Fahrzeug langsam genug über die Bremsschwelle fährt. Das Einfahren der Bremsschwelle wird durch einen Block verhindert, wenn das Fahrzeug zu schnell fährt. Der Schwellenkörper weist einen nach unten vorstehenden Flansch mit einer Vorderkante auf, wobei die Vorderkante bei Abwärtsbewegung des Schwellenkörpers angepasst ist, um eine Oberseite einer verschiebbaren und einziehbaren Stange oder eines Anschlagblocks zu treffen oder zu verfehlen, je nachdem, ob der Block genügend Zeit zum Einfahren hatte oder nicht. Dies ist abhängig von der Geschwindigkeit, mit der ein Fahrzeugrad auf den Schwellenkörper fährt.
  • Das Fahrzeugrad stellt die Antriebskraft zum Einfahren des Blocks bereit. Falls die Vorderkante den Block trifft, bevor er einfährt, sorgt das Gewicht des Fahrzeugs dafür, dass er nicht weiter einfährt, und die Bremsschwelle bleibt in ihrer angehobenen Position. Falls das Fahrzeug langsam genug fährt, hat der Block Zeit zum Einfahren, die Vorderkante verfehlt den Block und die Bremsschwelle fährt ein.
  • Aus der EP 29 40 215 B1 ist eine zusammenklappbare, intelligente Fahrbahnschwelle bekannt, die zwischen einer Mindest- und Höchsthöhe eingestellt werden kann, umfassend einen Schwellenkörper, der senkrecht aufwärts und abwärts bewegt werden kann. Eine Hebemechanik der Plattform ist über ein Übertragungssystem mit einem Betätigungssystem verbunden. Wird das Betätigungssystem betätigt, so wird ein Elektromotor aktiviert, der über das Übertragungssystem und ein Keilsystem den Schwellenkörper absenkt.
  • Die WO 2017 / 009180 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Verkehrsberuhigung. Die Vorrichtung umfasst in einer Ausführungsform einen Schwellenkörper. Während des Betriebs fördert eine Pumpe Flüssigkeit aus einem Hydraulikspeicher durch eine Zuleitung zu einem Hydraulikzylinder und füllt so das Kissen auf. Wenn das Rad eines Fahrzeugs das Kissen belastet, entleert sich das Kissen, indem es Flüssigkeit durch das Ablassventil des Hydraulikzylinders ablässt. Daher kann das dem Fahrzeug entgegengesetzte Hindernis für Fahrzeuge, die mit oder unter der Höchstgeschwindigkeit fahren, reduziert werden.
  • Aus der WO 2004 / 026632 A2 ist ein System zur Begrenzung einer Fahrzeuggeschwindigkeit unter Verwendung einer Flüssigkeit bekannt. Ein Schwellenkörper, dient dazu, einen Aufprall auf das Aufhängungssystem des Fahrzeugs zu erzeugen, der sich aus einem Kontakt zwischen der Oberfläche und den Reifen des Fahrzeugs ergibt. Ein erstes Flüssigkeitsvolumen ist in der Lage, eine Höhe der Oberfläche durch Abstützen der Oberfläche einzustellen und aufrechtzuerhalten, während ein zweites Flüssigkeitsvolumen in Verbindung mit dem ersten Flüssigkeitsvolumen als Speicher für das erste Flüssigkeitsvolumen wirkt. Mit einem Fluidübertragungsmittel (z. B. einer Pumpe) kann eine Höhe der Oberfläche durch das erste Flüssigkeitsvolumen durch Fluidübertragung mit dem zweiten Flüssigkeitsvolumen unabhängig vom Fahrzeug variiert werden. Ein Stellglied drückt einen Kolben gegen eine flüssigkeitsgefüllte Blase, um den Schwellenkörper anzuheben.
  • Die WO 1997 / 000181 A2 offenbart eine geschwindigkeitsabhängige Bremsschwelle, umfassend ein schwenkbares Rampenelement, das an einem Ende angelenkt ist. Eine Kolben- und Zylinderanordnung trägt den schwenkbaren Schwellenkörper. Ein erstes Durchflussregelventil wirkt so, dass es die Reaktion des schwenkbaren Schwellenkörpers steuert.
  • Die Reaktion der Bremsschwelle kann im Wesentlichen proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs sein, das über die Rampenanordnung fährt. Die Geschwindigkeit der Luftevakuierung aus dem Zylinder hängt von ihrem Durchgang durch eine Öffnung ab, wodurch die Höhe der Dämpfungswirkung des Schwellenkörpers so eingestellt werden kann, dass sich der Schwellenkörper sanft und für den Fahrer eines Fahrzeugs fast unbemerkt zurückzieht, wenn der Aufprall auf das Rampenelement gering ist. Wenn der Aufprall stärker ist als bei höherer Fahrzeuggeschwindigkeit, dauert der Rückzug des Schwellenkörpers länger und der Fahrer nimmt einen Stoßeffekt wahr.
  • Die EP1698729 A1 beschreibt eine variable Fahrbahnschwelle, deren Höhe unter dem Einfluss des Gewichts eines vorbeifahrenden Fahrzeugs abnimmt. Eine solche Bremsschwelle kann so gestaltet sein, dass die Höhe nur dann deutlich abnimmt, wenn das vorbeifahrende Fahrzeug die Höchstgeschwindigkeit einhält, oder nur bei Fahrzeugen mit außergewöhnlichem Gewicht (z.B. Lastkraftwagen). Dabei steigt die Dämpfkraft eines Dämpfers mit zunehmender Überfahrgeschwindgkeit oberhalb einer Aktivierungsgeschwindigkeit stark an und bleibt mit oberhalb einer Bremsgeschwindigkeit weiter zunehmender Überfahrgeschwindigkeit konstant.
    • Technische Aufgabe
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstig zu installierendes und wartungsarmes System und ein kostengünstiges, sicheres und wirksames Verfahren zur Regulierung einer Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs vorzuschlagen, die Beeinträchtigungen für mit einer Geschwindigkeit unterhalb einer Geschwindigkeitsbegrenzung fahrende Fahrzeuge minimieren und Beschädigungen oder Unfälle durch mit einer Geschwindigkeit oberhalb einer Geschwindigkeitsbegrenzung fahrende Fahrzeuge vermeiden.
    • Technische Lösung
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche beschrieben.
  • In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein System zur Regulierung einer Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn mit
    • zumindest einer Fahrbahnschwelle,
    • zumindest einer Lagervorrichtung und
    • zumindest einer Dämpfvorrichtung,
  • Die Fahrbahnschwelle ist an der Lagervorrichtung relativ zu der Fahrbahn zwischen einer Ruheposition und einer Passierposition zum gegenüber der Ruheposition vereinfachten Überfahren der Fahrbahnschwelle mit einem Fahrzeug beweglich gelagert. Die Fahrbahnschwelle ist durch ein Überfahren der Fahrbahnschwelle mit dem Fahrzeug mit einer von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängigen Auslenkgeschwindigkeit v aus der Ruheposition in die Passierposition auslenkbar. Die Dämpfvorrichtung zur Dämpfung einer Auslenkbewegung der Fahrbahnschwelle aus der Ruheposition ist mit der Fahrbahnschwelle und der Fahrbahn verbunden. Die Dämpfvorrichtung weist eine von der Auslenkgeschwindigkeit v abhängige Dämpfkraft auf.
  • Das System ist dazu ausgelegt, dass die Auslenkgeschwindigkeit v in einem Passierbereich P von 0 bis zu einer Aktivierungsgeschwindigkeit va, in einem Schaltbereich S von der Aktivierungsgeschwindigkeit va bis zu einer Bremsgeschwindigkeit vb oder in einem sich oberhalb der Bremsgeschwindigkeit vb anschließenden Bremsbereich B liegen kann. Ein Überfahren der Fahrbahnschwelle mit einer Soll-Geschwindigkeit bewirkt eine Auslenkung der Fahrbahnschwelle mit der Aktivierungsgeschwindigkeit va, wobei die Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in dem Bremsbereich B größer ist als bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in dem Passierbereich P, und eine Steigung der Dämpfkraft F gegenüber der Auslenkgeschwindigkeit v bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in dem Schaltbereich S größer ist als in dem Passierbereich P und in dem Bremsbereich B, dadurch gekennzeichnet, dass das System dazu ausgelegt ist, dass sich der Bremsbereich B von der Bremsgeschwindigkeit vb bis zu einer Maximalgeschwindigkeit vmax erstreckt, wobei die Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit v oberhalb der Maximalgeschwindigkeit vmax kleiner ist als bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in dem Bremsbereich B.
  • Insbesondere ist die Dämpfkraft F abhängig von der Auslenkgeschwindigkeit v für eine Auslenkgeschwindigkeit v im Passierbereich P, im Schaltbereich S und/oder im Bremsbereich B eine stetige, insbesondere monoton steigende, Funktion. Die Zuordnung "eine Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in einem Bereich" meint vorzugsweise, dass die beschriebene Eigenschaft und/oder Bedingung zumindest für eine mittlere Dämpfkraft in dem Bereich, insbesondere für jede Dämpfkraft bei allen Auslenkungsgeschwindigkeiten v innerhalb des entsprechenden Bereichs, gilt.
  • Vorzugsweise ist die Dämpfkraft F in dem Bremsbereich B wenigstens 10-mal, 20-mal, 30-mal oder ein Vielfaches größer als die Dämpfkraft F in dem Passierbereich P. Beispielsweise kann die Dämpfkraft im Bremsbereich von 40 N bis 800 N, bevorzugt von 100 N bis 400 N, insbesondere etwa 200 N betragen. Die Dämpfkraft im Passierbereich kann beispielsweise von 1 kN bis 25 kN, bevorzugt von 3 kN bis 12 kN, insbesondere etwa 6 kN betragen.
  • Je größer der Unterschied der Dämpfkraft F in dem Passierbereich P im Vergleich zu der Dämpfkraft F in dem Bremsbereich B ist, desto deutlicher ist der Unterschied zwischen den entsprechenden Fahrgeschwindigkeiten beim Überfahren der Fahrbahnschwelle für den Fahrer spürbar, desto größer ist die präventive oder abschreckende Wirkung der Fahrbahnschwelle für den Fahrer des Fahrzeugs und desto eher entfaltet das System seine Wirkung, die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu regulieren.
  • Insbesondere ist die Steigung der Dämpfkraft F abhängig von der Auslenkgeschwindigkeit v für eine Auslenkgeschwindigkeit v im Passierbereich P, im Schaltbereich S und/oder im Bremsbereich B eine stetige Funktion. Die Zuordnung "eine Steigung einer Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in einem Bereich" meint vorzugsweise, dass die beschriebene Eigenschaft und/oder Bedingung zumindest für eine mittlere Steigung in dem Bereich, insbesondere für jede Steigung bei allen Auslenkungsgeschwindigkeiten v innerhalb des entsprechenden Bereichs gilt.
  • Vorzugsweise ist die Steigung der Dämpfkraft F in dem Schaltbereich S wenigstens 10-mal, 20-mal, 30-mal oder ein Vielfaches größer als die Steigung der Dämpfkraft F in dem Passierbereich P und/oder dem Bremsbereich B.
  • Je größer der Steigungsunterschied zwischen der Steigung der Dämpfkraft in dem Schaltbereich S gegenüber der Steigung der Dämpfkraft F in dem Passierbereich P und/oder dem Bremsbereich B, desto größer ist auch der Unterschied der Dämpfkraft F in dem Passierbereich P im Vergleich zu der Dämpfkraft F in dem Bremsbereich B. Insbesondere kommt es bei einer hohen Steigung im Schaltbereich zu einem sprunghaften Anstieg der Dämpfkraft bei Überschreitung der Aktivierungsgeschwindigkeit va. Dadurch wird ein Fahrzeug, das die Fahrbahnschwelle mit einer Fahrgeschwindigkeit oberhalb der Soll-Geschwindigkeit passiert, wesentlich stärker behindert als ein Fahrzeug mit einer Fahrgeschwindigkeit unterhalb der Soll-Geschwindigkeit.
  • Die Ruheposition bezeichnet eine Position der Fahrbahnschwelle, die die Fahrbahnschwelle einnimmt, wenn keine externe Kraft, beispielsweise die Gewichtskraft eines Fahrzeuges, auf die Fahrbahnschwelle wirkt. Die Passierposition bezeichnet eine Position der Fahrbahnschwelle, die die Fahrbahnschwelle einnimmt, wenn eine zum Auslenken der Fahrbahnschwelle hinreichend große Kraft auf die Fahrbahnschwelle wirkt und die Fahrbahnschwelle die maximale Auslenkung erreicht hat.
  • Die Auslenkgeschwindigkeit v steht in direktem Zusammenhang mit der Fahrgeschwindigkeit des die Fahrbahnschwelle überfahrenden Fahrzeugs. Jede Auslenkgeschwindigkeit v ist eindeutig einer Fahrgeschwindigkeit zugeordnet. Insbesondere entspricht die Aktivierungsgeschwindigkeit va der Soll-Geschwindigkeit, mit anderen Worten der lokalen zulässigen Maximalgeschwindigkeit für Fahrzeuge.
  • Der Passierbereich P bezeichnet einen Bereich der Auslenkgeschwindigkeit v, in dem das Fahrzeug hinreichend langsam, also langsamer als die Aktivierungsgeschwindigkeit va, über die Fahrbahnschwelle fährt, sodass die Fahrbahnschwelle ausgelenkt werden kann. "Auslenken" meint im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere auch "absenken".
  • Der Bremsbereich B bezeichnet einen Bereich der Auslenkgeschwindigkeit v, in dem das Fahrzeug mit oder schneller als mit der Bremsgeschwindigkeit vb über die Fahrbahnschwelle fährt, sodass die Dämpfvorrichtung das Auslenken der Fahrbahnschwelle dämpft.
  • Der Schaltbereich S bezeichnet einen Bereich der Auslenkgeschwindigkeit v, in dem das Fahrzeug mit oder schneller als mit der Aktivierungsgeschwindigkeit va und langsamer als mit der Bremsgeschwindigkeit vb die Fahrbahnschwelle überfährt.
  • Das System der vorliegenden Erfindung mit einer geschwindigkeitsabhängigen Dämpfwirkung bewirkt, dass die Bewegung der Bremsschwelle bei Überschreitung der Soll-Geschwindigkeit nicht blockiert, sondern nur mit einer erhöhten aber immer noch endlichen Dämpfkraft gedämpft wird. Trotz Überschreiten der Soll-Geschwindigkeit verbleibt die Fahrbahnschwelle nicht als starre Barriere auf der Fahrbahn, sondern gibt, wenn auch nur langsam und träge der Gewichtskraft des Fahrzeugs nach, indem sie mit stark verringerter Geschwindigkeit ausgelenkt wird. Damit wird die Fahrbahnschwelle und/oder das Fahrzeug vor Beschädigungen oder Unfällen durch ein Blockieren der Fahrbahnschwelle geschützt und die Wahrscheinlichkeit für einen Unfall aufgrund der Fahrbahnschwelle verringert.
    • Beschreibung der Ausführungsarten
  • In einer Ausführungsform steht eine Schwellenoberseite der Fahrbahnschwelle in der Ruheposition nach oben über einer Fahrbahnoberseite der Fahrbahn über. Bevorzugt fluchtet die Schwellenoberseite in der Passierposition mit der Fahrbahnoberseite.
  • Steht die Schwellenoberseite in der Ruheposition über die Fahrbahnoberseite über, kann die Fahrbahnschwelle ihre Wirkung entfalten. Die Fahrbahnschwelle ist dann für einen Fahrer des herannahenden Fahrzeugs sichtbar und erinnert diesen an die Soll-Geschwindigkeit. Überschreitet das Fahrzeug die Soll-Geschwindigkeit, wirkt die Dämpfkraft F dem Absenken der Fahrbahnschwelle entgegen und sanktioniert das Fehlverhalten des Fahrers.
  • Fluchtet die Schwellenoberseite in der Passierposition mit der Fahrbahnoberseite, wird das Verhalten des Fahrers belohnt, wenn der Fahrer die Soll-Geschwindigkeit mit dem Fahrzeug einhält oder unterschreitet. Die Fahrbahnschwelle kann dann von dem Fahrzeug überfahren werden, ohne dass sie dem Fahrzeug als Hindernis im Weg ist. Vorzugsweise bemerkt der Fahrer das Überfahren der Fahrzeugschwelle nicht.
  • In einer Ausführungsform erstreckt sich der Bremsbereich B von der Bremsgeschwindigkeit vb bis zu einer Maximalgeschwindigkeit vmax, wobei die Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit v oberhalb der Maximalgeschwindigkeit vmax kleiner ist als oder in etwa ebenso groß ist wie bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in dem Bremsbereich B. Mit anderen Worten verringert oder stabilisiert die Dämpfvorrichtung ihre dämpfende Wirkung, wenn das Fahrzeug so schnell fährt, dass die Auslenkgeschwindigkeit v die Maximalgeschwindigkeit vmax überschreitet.
  • Die Dämpfkraft F abhängig von der Auslenkgeschwindigkeit v ist bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in dem Bereich oberhalb des Bremsbereichs B vorzugsweise eine stetige, insbesondere konstante oder eine monoton fallende, Funktion.
  • Fährt das Fahrzeug zu schnell auf die Fahrbahnschwelle auf, hat die Fahrbahnschwelle aufgrund der Dämpfkraft F und der Trägheit keine Zeit, sich abzusenken und die Fahrbahn freizugeben. Je weiter ein Rad eines Fahrzeugs auf die Fahrbahnschwelle aufrollt, desto größer ist der Anteil der Gewichtskraft des Fahrzeugs, der auf die Fahrbahnschwelle wirkt. Geschieht dies zu schnell, steigen der Druck auf die zumindest eine Dämpfvorrichtung und damit die Kraft, die auf die Dämpfvorrichtung wirkt. Sind die Kräfte, also Gewichtskraft des Fahrzeugs und Dämpfkraft F in der Summe zu groß, können die Dämpfvorrichtung oder andere Komponenten des Systems beschädigt werden.
  • Das Stabilisieren oder Absenken der Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit v oberhalb der Maximalgeschwindigkeit vmax verringert die Kräfte auf die Dämpfvorrichtung und damit die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Dämpfvorrichtung oder eine andere Komponente des Systems Schaden nehmen, wenn das Fahrzeug die Fahrbahnschwelle so schnell überfährt, dass die Auslenkgeschwindigkeit v die Maximalgeschwindigkeit vmax überschreitet.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit v oberhalb der Maximalgeschwindigkeit vmax nur ein Bruchteil der Dämpfkraft F, beispielsweise höchstens die Hälfte, ein Drittel oder ein Viertel der Dämpfkraft F, in dem Bremsbereich. Je geringer die Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit v oberhalb der Maximalgeschwindigkeit vmax ist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Dämpfvorrichtung, einer anderen Komponente des Systems oder des Fahrzeugs durch eine zu hohe Geschwindigkeit des Fahrzeugs.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst die zumindest eine Dämpfvorrichtung zumindest einen Fluiddämpfer und bevorzugt einen ölhydraulischen Dämpfer.
  • Fluiddämpfer und insbesondere ölhydraulische Dämpfer haben gegenüber anderen Dämpfern, beispielsweise gegenüber einer Rutschkopplung, den Vorteil, dass sich die Dämpfkraft durch eine Vielzahl von Parametern des Dämpfers einstellen lässt. Beispielsweise kann die Dämpfkraft eines Fluiddämpfers über die Viskosität des verwendeten Fluids oder über verschiedene Durchflussquerschnitte in den Leitungen oder Bauteilen des Dämpfers eingestellt werden. Ferner weisen Fluiddämpfer einen deutlich geringeren Verschleiß auf als andere Dämpferarten.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst der zumindest eine Fluiddämpfer einen in einem Zylinder durch die Auslenkung der Fahrbahnschwelle axial verschieblichen Kolben, der einen Innenraum des Zylinders in eine erste Fluidkammer und eine zweite Fluidkammer, die mit einem Dämpffluid gefüllt sind, unterteilt, wobei der Fluiddämpfer zumindest einen die beiden Fluidkammern fluidleitend miteinander verbindenden Durchlass und ein Einstellelement zur Einstellung eines Flusswiderstands des Durchlasses umfasst.
  • Über den Durchmesser des zumindest einen Durchlasses lässt sich der Strom des Fluids einstellen, der bei der Auslenkung der Fahrbahnschwelle von der ersten Fluidkammer in die zweite Fluidkammer, oder umgekehrt, im Durchlass entsteht. Je mehr Fluid von der ersten Fluidkammer in die zweite Fluidkammer fließen kann, desto geringer ist die Dämpfung des Fluiddämpfers. Ist der Durchmesser zu klein gewählt, ist die Dämpfkraft zu groß, sodass sich die Fahrbahnschwelle effektiv nicht mehr auslenken lässt. Ist der Durchmesser jedoch zu groß gewählt, ist die Dämpfung zu gering und die Fahrbahnschwelle wird auch bei Überschreiten der Aktivierungsgeschwindigkeit va mit geringer Kraft ausgelenkt und verliert somit ihre Wirkung.
  • Der Durchmesser des zumindest einen Durchlasses wird vorzugsweise an die Viskosität des verwendeten Fluids angepasst. Für Fluide mit hohen Viskositäten werden höhere Durchmesser benötigt, als für Fluide mit niedrigen Viskositäten, um die gleiche Wirkung zu erzielen.
  • Das Einstellelement ist dazu ausgebildet, den Flusswiderstand des zumindest einen Durchlasses, beispielsweise seinen Durchmesser, einzustellen. Beispielsweise kann das Einstellelement dazu ausgebildet sein, den Durchlass zu öffnen und/oder zu schließen oder zu verengen und/oder zu erweitern. Vorzugsweise wird der Flusswiderstand vor und/oder bei der Installation des Systems in die Fahrbahn an die örtlichen Randbedingungen, wie beispielsweise die Soll-Geschwindigkeit, angepasst. Ferner kann das Einstellelement dazu ausgebildet sein, auch nach der Installation des Systems, beispielsweise während einer Wartung, neu eingestellt zu werden. Manche Fluide besitzen bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Viskositäten. Die Dämpfung des Fluiddämpfers kann damit auch von der lokalen Temperatur abhängen.
  • Das Einstellelement kann insbesondere als Ventil, vorzugsweise als Absperrventil oder Drosselventil, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Einstellelement ein Elektromagnetventil. Elektromagnetventile können vorteilhafterweise automatisiert und/oder aus der Ferne gesteuert werden. Das Einstellelement kann ferner als eine Feder mit einem Stauelement ausgebildet sein, wobei das Stauelement dazu ausgebildet ist, einen einer Federkraft des Federelements entgegenwirkenden Staudruck des Fluides zu erzeugen.
  • Durch das Einstellelement lässt sich das System an lokale Besonderheiten, insbesondere die örtlich individuell geregelte Soll-Geschwindigkeit, Temperaturschwankungen, Witterung oder andere Randbedingungen anpassen oder fein justieren. Vorzugsweise lässt sich das Einstellelement während einer Wartung an die unterschiedlichen Witterungsverhältnisse der aktuellen Jahreszeit anpassen und der Fluiddämpfer den Jahreszeiten entsprechend einstellen.
  • Der Dämpfungseffekt kann ferner auch über das Volumen des verwendeten Fluids, eingestellt werden. Bei einer endlichen Auslenkung des Kolbens bestimmen der Durchmesser des Zylinders und der Kolben, wie viel Druck durch die Gewichtskraft des Fahrzeuges auf das Fluid übertragen und damit, wie schnell das Fluid durch den zumindest einen Durchlass gepresst wird. Je größer der Durchmesser des Kolbens bzw. des Zylinders im Verhältnis zum Durchmesser des Durchlasses ist, desto höher ist der Flusswiderstand und desto höher ist die Dämpfung.
  • Es ist bei der Konfiguration des Systems und insbesondere beim Einstellen des Durchlasses darauf zu achten, dass für geringe Durchmesser des Durchlasses und hohe Viskositäten des Fluides Reibungseffekte des Fluids an Wänden des Durchlasses auftreten können, die die Dämpfungseigenschaften des Fluiddämpfers mitbestimmen können. Je höher die Reibungseffekte sind, desto höher ist auch die Dämpfung des Fluiddämpfers.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Einstellelement zumindest ein Federelement und ein Verschlusselement, wobei das Verschlusselement dazu ausgelegt ist,
    • bei einer Auslenkgeschwindigkeit v im Passierbereich P von dem Federelement in einer Passierposition gehalten zu werden,
    • bei einer Auslenkgeschwindigkeit v im Schaltbereich S von einem Staudruck des Dämpffluides aus der Passierposition in eine Bremsposition bewegt zu werden und
    • bei einer Auslenkgeschwindigkeit v im Bremsbereich B von dem Staudruck in der Bremsposition gehalten zu werden,
    wobei das Verschlusselement den zumindest einen Durchlass in der Passierposition freigibt und in der Bremsposition verschließt.
  • Das Federelement kann insbesondere als Blattfeder oder Torsionsfeder ausgebildet sein.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Verschlusselement als ein Teil des Federelements ausgebildet. Beispielsweise verschließt ein Teil einer Blattfeder den Durchlass in der Bremsposition.
  • Das Federelement besitzt eine eigene Rückstellkraft. Je nachdem, wie die Rückstellkraft des Federelements eingestellt oder gewählt ist - abhängig von der Bauart des Federelements - kann die Aktivierungsgeschwindigkeit va hin zu höheren oder niedrigeren Auslenkgeschwindigkeiten v verschoben werden. Wird die Rückstellkraft des Federelements erhöht, wird mehr Kraft benötigt, um das Verschlusselement aus der Passierposition in die Bremsposition zu bewegen, sodass die Aktivierungsgeschwindigkeit va steigt.
  • Vorzugsweise lässt sich durch das Verschlusselement und das Federelement der Verlauf der Funktion der Dämpfkraft F an unterschiedliche Soll-Geschwindigkeiten anpassen.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Einstellelement zumindest ein Schaltelement und ein Verschlusselement, wobei das Schaltelement zur Umschaltung des zumindest einen Verschlusselements zwischen einer den zumindest einen Durchlass freigebenden Öffnungsposition und einer den Durchlass verschließenden Schließposition ausgebildet ist. Das System umfasst ferner zumindest eine zur Steuerung des Schaltelements kommunikativ mit dem Schaltelement verbundene Steuervorrichtung mit einer Empfangseinheit zum, bevorzugt kabellosen, Empfang eines Steuersignals zur Umschaltung des zumindest einen Verschlusselements.
  • Das Schaltelement ist insbesondere elektromagnetisch. Vorzugsweise wird das Schaltelement über das Straßennetz mit Energie versorgt. Alternativ kann das Schaltelement auch autark ausgebildet sein. Beispielsweise umfasst ein autarkes Schaltelement eine Energieversorgung und einen Akkumulator oder eine Batterie. Die Energieversorgung kann beispielsweise durch eine Solaranlage bereitgestellt werden.
  • Das Steuersignal ist vorzugsweise ein elektromagnetisches und/oder ein digitales Steuersignal, welches besonders bevorzugt drahtlos über eine Funkfrequenz empfangen wird. Die Funkfrequenz kann beispielsweise eine für Rettungsfahrzeuge reservierte Funkfrequenz umfassen.
  • Vorteilhafterweise kann durch das Schaltelement ein Rettungsfahrzeug oder eine Rettungsleitstelle die Fahrbahnschwelle in die Passierposition versetzen. Ein Rettungsfahrzeug muss dann nicht bremsen oder einen gegebenenfalls mit dem Rettungsfahrzeug transportierten Patienten durch eine Erschütterung belasten. Ferner wird ein Schaden an der Fahrbahnschwelle und/oder dem Rettungsfahrzeug aufgrund einer Geschwindigkeit, die höher als die Soll-Geschwindigkeit ist, vermeiden.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst der Fluiddämpfer zumindest ein weiteres Federelement, wobei zumindest ein weiteres Verschlusselement dazu ausgelegt ist, bei einer Auslenkgeschwindigkeit v innerhalb des Bremsbereichs B von dem weiteren Federelement in einer Bremsposition gehalten zu werden und bei einer Auslenkgeschwindigkeit v oberhalb des Bremsbereichs B von einem Staudruck des Dämpffluides aus der Bremsposition in eine Passierposition bewegt und dort gehalten zu werden, wobei das weitere Verschlusselement zumindest einen weiteren Durchlass zwischen der ersten Fluidkammer und der zweiten Fluidkammer in der Passierposition freigibt und in der Bremsposition verschließt. Mit anderen Worten ist der weitere Durchlass als schaltbarer Bypass ausgebildet.
  • Das Federelement ist vorzugsweise als Blattfeder und besonders bevorzugt als Teil des Verschlusselements ausgebildet. Dadurch wird der Aufbau der Dämpfvorrichtung vereinfacht.
  • Die Freigabe des weiteren Durchlasses erfolgt bei einer Auslenkgeschwindigkeit v oberhalb des Bremsbereiches B, wobei der Bremsbereich eine obere Grenze bei der Maximalgeschwindigkeit vmax aufweist. Die Maximalgeschwindigkeit vmax ist insbesondere eine Auslenkgeschwindigkeit v, bei der die Wahrscheinlichkeit steigt, dass die Fahrbahnschwelle, und/oder andere Komponenten des Systems durch das Auftreffen des Fahrzeugs auf die Fahrbahnschwelle beschädigt werden. Das weitere Federelement dient dazu, die weitere Öffnung geschlossen zu halten. Über die Rückstellkraft des weiteren Federelements lässt sich vorzugsweise die Maximalgeschwindigkeit vmax einstellen.
  • Der weitere Durchlass wird freigegeben, um den Staudruck des Fluids zu reduzieren und so einen Schaden durch zu hohe Kräfte zu vermeiden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das System gekennzeichnet durch zumindest ein Rückstellelement, wobei das Rückstellelement zur Rückstellung der Fahrbahnschwelle aus der Passierposition in die Ruheposition mit der Fahrbahnschwelle und der Fahrbahn verbunden ist. Das Rückstellelement umfasst bevorzugt zumindest eine Feder. Die zumindest eine Dämpfvorrichtung ist besonders bevorzugt als Federdämpfer ausgestaltet und umfasst das Rückstellelement.
  • An dieser Stelle wird betont, dass das Rückstellelement zur Rückstellung der Fahrbahnschwelle und das Federelement bzw. das weitere Federelement des Kolbens unterschiedliche Komponenten des Systems sind, obschon das Rückstellelement vorzugsweise eine Feder umfasst und damit ebenfalls ein Federelement darstellt.
  • Das Rückstellelement bewirkt in vorteilhafter Weise, dass sich die Fahrbahnschwelle nach dem Auslenken in die Passierposition wieder aufrichtet und in die Bremsposition begibt. Dadurch wird verhindert, dass die Fahrbahnschwelle in der Passierposition verbleibt, wenn ein Fahrzeug mit angepasster Geschwindigkeit die Fahrbahnschwelle überfahren und diese damit abgesenkt hat. Folgt ein schnelleres Fahrzeug, das die Soll-Geschwindigkeit nicht beachtet, kann die Fahrbahnschwelle ihre Aufgabe, den Fahrer des schnelleren Fahrzeugs auf die Soll-Geschwindigkeit aufmerksam zu machen, erfüllen.
  • Die Integration des Rückstellelements als Feder in einen Federdämpfer vereinfacht in vorteilhafter Weise den Aufbau des Systems.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das System gekennzeichnet durch zumindest eine Kopplungsvorrichtung, wobei die zumindest eine Dämpfvorrichtung über die Kopplungsvorrichtung an die Fahrbahnschwelle gekoppelt ist, wobei die Kopplungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Auslenkbewegung der Fahrbahnschwelle an die Dämpfvorrichtung zu übertragen, wobei die Kopplungsvorrichtung bevorzugt die Auslenkung der Fahrbahnschwelle an eine Verschiebung eines Kolbens eines Fluiddämpfers in dem Fluiddämpfer koppelt. Die Kopplungsvorrichtung beabstandet die Dämpfvorrichtung vorzugsweise horizontal von der Fahrbahnschwelle. Die Kopplungsvorrichtung übersetzt vorzugsweise eine Auslenkrichtung und/oder Auslenkamplitude der Auslenkung in eine davon verschiedene Verschiebungsrichtung und/oder Verschiebungsamplitude der Verschiebung. Die Kopplungsvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Kupplung, bevorzugt eine Überlastkupplung, zur Trennung der Fahrbahnschwelle von der Dämpfvorrichtung.
  • Die Dämpfvorrichtung kann vorzugsweise so weit von der Fahrbahnschwelle beabstandet sein, dass sie in einem montiertem Zustand nicht in der Fahrbahn, sondern daneben verbaut ist.
  • Die Übersetzung der Auslenkrichtung und/oder der Auslenkamplitude der Auslenkung in eine davon verschiedene Verschiebungsrichtung und/oder Verschiebungsamplitude der Verschiebung kann beispielsweise durch ein Getriebe, einen Hebel oder einen Treibriemen realisiert sein. Vorteilhafterweise muss der Fluiddämpfer die Auslenkungsbewegung nicht in der Richtung der Auslenkungsbewegung der Fahrbahnschwelle dämpfen. Dadurch kann der Fluiddämpfer in einer beliebigen Richtung orientiert verbaut werden.
  • In vorteilhafter Weise ist die Dämpfvorrichtung durch die horizontale Beabstandung von der Fahrbahnschwelle neben der Fahrbahn positionierbar und dadurch wiederum besser zugänglich. Ein Wartungstechniker kann beispielsweise durch die horizontale Beabstandung die Dämpfvorrichtung warten und/oder neu einstellen, ohne dafür die Fahrbahn betreten oder gar öffnen zu müssen.
  • Das Verwenden einer Überlastkupplung bewirkt in vorteilhafter Weise, dass ein Schaden des Systems durch zu hohe Last auf die Fahrbahnschwelle vermieden wird.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Regulierung einer Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn mit einem vorangehend beschriebenen System, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
    • Auslenken der Fahrbahnschwelle mit einer Auslenkgeschwindigkeit v aufgrund eines Wirkens einer Gewichtskraft eines Fahrzeugs auf die Fahrbahnschwelle und Dämpfen der Auslenkung der Fahrbahnschwelle mit einer ersten Dämpfkraft F1, falls die Auslenkgeschwindigkeit v kleiner oder gleich einer Aktivierungsgeschwindigkeit va ist,
    • Dämpfen der Auslenkung der Fahrbahnschwelle mit einer zweiten Dämpfkraft F2, falls die Auslenkgeschwindigkeit v größer als eine Aktivierungsgeschwindigkeit va und kleiner als eine Bremsgeschwindigkeit vb ist und
    • Dämpfen der Auslenkung der Fahrbahnschwelle mit einer dritten Dämpfkraft F3, falls die Auslenkgeschwindigkeit v größer oder gleich der Bremsgeschwindigkeit vb ist, wobei die zweite Dämpfkraft F2 größer als die erste Dämpfkraft F1 ist und wobei die dritte Dämpfkraft F3 größer als die zweite Dämpfkraft F2 ist, wobei die Auslenkgeschwindigkeit v in einem Passierbereich P von 0 bis zu der Aktivierungsgeschwindigkeit va, in einem Schaltbereich S von der Aktivierungsgeschwindigkeit va bis zu der Bremsgeschwindigkeit vb oder in einem sich oberhalb der Bremsgeschwindigkeit vb anschließenden Bremsbereich B liegen kann, wobei ein Überfahren der Fahrbahnschwelle mit einer Soll-Geschwindigkeit eine Auslenkung der Fahrbahnschwelle mit der Aktivierungsgeschwindigkeit va bewirkt, wobei die Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in dem Bremsbereich B größer ist als bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in dem Passierbereich P, und wobei eine Steigung der Dämpfkraft F gegenüber der Auslenkgeschwindigkeit v bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in dem Schaltbereich S größer ist als in dem Passierbereich P und in dem Bremsbereich B, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Bremsbereich B von der Bremsgeschwindigkeit vb bis zu einer Maximalgeschwindigkeit vmax erstreckt, wobei die Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit v oberhalb der Maximalgeschwindigkeit vmax kleiner ist als bei einer Auslenkgeschwindigkeit v in dem Bremsbereich B.
  • Das Auslenken der Fahrbahnschwelle ist vorzugsweise ein Absenken der Fahrbahnschwelle. Durch das Auslenken der Fahrbahnschwelle wird die Fahrbahn für Fahrzeuge freigegeben. Die Dämpfkraft F1, die Dämpfkraft F2 und die Dämpfkraft F3 stehen vorzugsweise stellvertretend für eine mittlere, insbesondere für jede, Dämpfkraft F in dem Passierbereich P, dem Schaltbereich S oder dem Bremsbereich B.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften der Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung und anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen beispielhaft erfindungsgemäße Gegenstände dargestellt sind. Merkmale, welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sein, wobei diese Merkmale nicht in allen Figuren beziffert und erläutert sein müssen.
    • Figur 1 zeigt Diagramm, in dem die Dämpfkraft F einer Dämpfvorrichtung eines erfindungsgemäßen Systems über die Auslenkgeschwindigkeit v aufgetragen ist;
    • Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des Systems in der Draufsicht;
    • Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Systems in der Seitenansicht;
    • Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Systems in der Draufsicht;
    • Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Systems in der Seitenansicht;
    • Figur 6 zeigt eine Detaildarstellung einer Ausführungsform der Dämpfvorrichtung.
    Fig.1
  • Figur 1 zeigt ein Diagramm, das den Abhängigkeitsverlauf der Dämpfkraft F einer Dämpfvorrichtung eines erfindungsgemäßen Systems von der Auslenkgeschwindigkeit v darstellt. Für kleine Auslenkgeschwindigkeiten v ist die Dämpfkraft F deutlich geringer als für große Auslenkgeschwindigkeiten v. Mit einer niedrigen Dämpfkraft F gibt die Fahrbahnschwelle der Gewichtskraft eines Fahrzeugs leichter nach, als wenn eine Dämpfvorrichtung eine hohe Dämpfkraft F hat.
  • Die Auslenkgeschwindigkeit v kann grob in drei Bereiche eingeteilt werden. In einem Passierbereich P, in dem die Auslenkgeschwindigkeit v kleiner oder gleich einer Aktivierungsgeschwindigkeit va ist, ist die Dämpfkraft F niedrig, sodass die Fahrbahnschwelle der Gewichtskraft des Fahrzeugs leicht nachgeben kann. In einem Bremsbereich B, in dem die Auslenkgeschwindigkeit v größer als eine Bremsgeschwindigkeit vb ist, ist die Dämpfkraft F hoch, sodass die Fahrbahnschwelle der Gewichtskraft des Fahrzeugs nicht oder nicht leicht nachgibt. Vorzugsweise steigt die Dämpfkraft F in dem Passierbereich und/oder dem Bremsbereich mit der Auslenkgeschwindigkeit v nur langsam oder besonders bevorzugt gar nicht an, sodass die Dämpfkraft in diesen Bereichen möglichst konstant ist oder sich zumindest nur geringfügig im Vergleich zur Änderung im Schaltbereich S ändert.
  • Zwischen dem Passierbereich P und dem Bremsbereich B liegt der Schaltbereich S, indem die Dämpfkraft F mit der Auslenkgeschwindigkeit v stark steigt.
  • Überfährt ein Fahrzeug die Fahrbahnschwelle mit einer lokalen Soll-Geschwindigkeit, bewirkt es durch seine Gewichtskraft eine Auslenkung der Fahrbahnschwelle mit der Aktivierungsgeschwindigkeit va. Je nachdem, wie das System konfiguriert ist, kann die Aktivierungsgeschwindigkeit va größer oder kleiner gewählt werden, sodass das System an seinen Einsatzort und die lokal geltende Soll-Geschwindigkeit angepasst werden kann.
    • Fig.2
  • Figur 2 zeigt eine Ausführungsform des Systems 100 in der Draufsicht, wie es in eine Fahrbahn 200 eingebaut ist. Die Fahrbahn 200 ist, schematisch dargestellt, durch den Mittelstreifen 210 und eine Fahrbahnmarkierung 220 seitlich begrenzt.
  • Das System 100 umfasst eine Fahrbahnschwelle 110. Die Fahrbahnschwelle 110 erstreckt sich vorzugsweise möglichst weit über die Breite der Fahrbahn 200, sodass die Fahrbahnschwelle 110 von einem Fahrzeug nicht umfahren werden kann.
  • Die Fahrbahnschwelle ist beweglich an einer Lagervorrichtung 112 gelagert. Die Lagervorrichtung 112 kann, wie hier dargestellt, die Fahrbahnschwelle 120 einseitig lagern, sodass die Fahrbahnschwelle 120 wie eine Rampe aus der Fahrbahn 200 herausragt (vergleiche auch Figur 3). Alternativ kann die Lagervorrichtung 112 die Fahrbahnschwelle 110 auch mittig lagern, sodass die Fahrbahnschwelle wie eine Wippe gelagert ist.
  • In der dargestellten Ausführungsform umfasst das System 100 drei Dämpfvorrichtungen, die als Fluiddämpfer 130 dargestellt sind. Alternativ kann das System auch nur eine Dämpfvorrichtung, zwei Dämpfvorrichtungen oder mehr Dämpfvorrichtungen umfassen.
    • Fig.3
  • Figur 3 zeigt die Ausführungsform des Systems 100 aus Figur 2 in einer Seitenansicht, wie es in die Fahrbahn 200 eingebaut ist. Die Fahrbahnschwelle 100 ist, wie zu Figur 2 bereits beschrieben, an der Lagervorrichtung 112 beweglich gelagert. Damit sich die Fahrbahnschwelle nach dem Auslenken wieder aufrichtet, ist ein Rückstellelement 120 vorgesehen, dass in dieser Ausführungsform als Feder ausgebildet ist. Das Rückstellelement drückt die Fahrbahnschwelle 110 nach oben, wenn diese nicht durch die Gewichtskraft eines Fahrzeugs nach unten gedrückt wird.
  • Im ausgelenkten Zustand (hier nicht dargestellt) fluchtet die Schwellenoberseite 111 der Fahrbahnschwelle 110 mit der Fahrbahnoberseite 201 der Fahrbahn 200. Dies ist durch die gestrichelte Linie in Figur 3 angedeutet.
  • Der Fluiddämpfer 130 umfasst einen Kolben 132, der im Inneren des Dämpfers beweglich gelagert ist. Details zu dem Kolben sind in Figur 6 dargestellt.
    • Fig.4
  • Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Systems 100 in der Draufsicht. In dieser Ausführungsform ist die Dämpfvorrichtung, hier erneut ein Fluiddämpfer 130, horizontal beabstandet von der Fahrbahnschwelle 110 positioniert. Der Fluiddämpfer 130 ist über eine Kopplungsvorrichtung 150 und die Lagervorrichtungen 112 mit der Fahrbahnschwelle 110 gekoppelt.
  • Überfährt ein Fahrzeug die Fahrbahnschwelle 110, wird seine Gewichtskraft über die Kopplungsvorrichtung 150 auf die Dämpfvorrichtung überragen. Die Auslenkbewegung wird dann in Abhängigkeit von Auslenkgeschwindigkeit v stärker oder schwächer gedämpft (vergleiche Figur 1).
  • In der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform ist ein Rückstellelement 120 zwischen dem Fluiddämpfer 130 und der Umgebung positioniert. Das Rückstellelement 120 bewegt nicht nur die Fahrbahnschwelle 110 in seine Ruheposition, sondern auch den Fluiddämpfer. Für die Wirkung der Erfindung spielt es keine Rolle, ob das Rückstellelement zwischen der Dämpfvorrichtung und der Fahrbahnschwelle (vergleiche Figur 3) oder zwischen der Dämpfvorrichtung und der Umgebung, wie hier dargestellt, positioniert ist. Für die Erfindung ist es nur wichtig, dass es dazu ausgebildet ist, die Fahrbahnschwelle in ihre Ruheposition zu versetzen.
    • Fig.5
  • Figur 5 zeigt eine weitere Seitendarstellung einer Ausführungsform des Systems 100 in der Fahrbahn 200. In dieser Ausführungsform ist die Dämpfvorrichtung als Federdämpfer 125 dargestellt. Ferner ist der Federdämpfer 125 mit der Fahrbahnschwelle 110 über eine Kopplungsvorrichtung 150 gekoppelt. Die Kopplungsvorrichtung 150 ist hier als ein Gestänge ausgebildet, an das der Federdämpfer 125 und die Fahrbahnschwelle 110 über Hebel gekoppelt sind.
    • Fig.6
  • Figur 6 zeigt den Schnitt einer als Fluiddämpfer 130 ausgestalteten Dämpfvorrichtung eines erfindungsgemäßen Systems. Der Fluiddämpfer 130 umfasst einen Zylinder 131, in dessen Inneren ein an einer Kolbenstange 139 angebrachter Kolben 132 entlang der Hubachse H verschieblich gelagert ist. Der Kolben 132 trennt das Innere des Zylinders 131 in eine erste Fluidkammer 133 und eine zweite Fluidkammer 134, die mit einem Fluid, insbesondere einem Öl gefüllt sind.
  • Wird der Kolben 132 mit Hilfe der Kolbenstange 139 in dem Zylinder 131 entlang der Hubachse H verschoben, wird das Fluid durch dafür vorgesehene Düsen 140 in dem Kolben 135 aus der ersten Fluidkammer 133 in die zweite Fluidkammer 134 (oder umgekehrt) gedrückt. Damit das Fluid nicht seitlich an dem Kolben 132 vorbeiströmt, ist der Kolben 132 vorzugsweise mit einer Dichtung 138 versehen.
  • Um einen erfindungsgemäßen Verlauf der Dämpfkraft F des Fluiddämpfers 130 abhängig von der Auslenkgeschwindigkeit v der Fahrbahnschwelle zu erreichen, ist die in Figur 6 dargestellte Ausführungsform des Fluiddämpfers 130 mit einem Durchlass 135 ausgestattet. Der Durchlass 135 verbindet die erste Fluidkammer 133 mit der zweiten Fluidkammer 134, beispielsweise mit einer Bohrung durch die Kolbenstange 139.
  • Im in Figur 6 gezeigten Ruhezustand ist der Durchlass 135 geöffnet. In der Ruheposition drückt ein Federelement 137, beispielsweise eine Druckfeder, ein Verschlusselement 136, das ein Teil des Kolbens 132 sein kann, in eine Position, in der das Verschlusselement 136 den Durchlass 136 frei lässt.
  • Wird der Kolben 132 mit Hilfe der Kolbenstange 139 entlang der Hubachse H durch eine Auslenkbewegung der Fahrbahnschwelle 110 des Systems 100 in dem Fluiddämpfer 130 (z.B. in der Figur nach rechts) bewegt, erzeugt das Fluid, beispielsweise in der ersten Fluidkammer 133, einen Staudruck auf das Verschlusselement 136, insbesondere auf den Kolben 132 mit dem Verschlusselement 136, der der Federkraft des Federelements 137 entgegenwirkt.
  • Mit steigender Auslenkgeschwindigkeit, steigt auch der Staudruck auf das Federelement 137. Sobald der Staudruck die Rückstellkraft des Federelements 137 überwindet, insbesondere sobald die Auslenkgeschwindigkeit v die Aktivierungsgeschwindigkeit va überschreitet, wird das Verschlusselement 136, insbesondere mit dem Kolben 132, so entlang der Kolbenstange 139 bewegt (z.B. in der Figur nach links), dass es den Durchlass 135 verschließt.
  • Dadurch, dass der Durchlass 135 verschlossen wird, steigt der Flusswiderstand, den das Fluid überwinden muss, um von der ersten Fluidkammer 133 in die zweite Fluidkammer 134 zu gelangen, sprunghaft an. Dadurch steigt auch die Dämpfkraft F des Fluiddämpfers 130 sprunghaft an, sobald die Auslenkgeschwindigkeit v die Aktivierungsgeschwindigkeit va überschreitet.
  • Da die Düsen 140 von dem Verschlusselement 136 nicht verschlossen werden, sind der Flusswiderstand und die Dämpfkraft F auch bei einer Auslenkgeschwindigkeit v oberhalb der Aktivierungsgeschwindigkeit va endlich. Der Dämpfer blockiert die Auslenkbewegung der Fahrbahnschwelle 110 also nicht. Liste der Bezugszeichen
    100 System 200 Fahrbahn
    110 Fahrbahnschwelle 201 Fahrbahnoberseite
    111 Schwellenoberseite 210 Mittelstreifen
    112 Lagervorrichtung 220 Fahrbahnmarkierung
    120 Rückstellelement
    125 Federdämpfer
    130 Fluiddämpfer B Bremsbereich
    131 Zylinder H Hubachse
    132 Kolben P Passierbereich
    133 erste Fluidkammer S Schaltbereich
    134 zweite Fluidkammer v Auslenkgeschwindigkeit
    135 Durchlass Va Aktivierungsgeschwindigkeit
    136 Verschlusselement Vb Bremsgeschwindigkeit
    137 Federelement vmax Maximalgeschwindigkeit
    138 Dichtung
    139 Kolbenstange
    140 Düse
    150 Kopplungsvorrichtung

Claims (10)

  1. System (100) zur Regulierung einer Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn (200) mit
    a. zumindest einer Fahrbahnschwelle (110),
    b. zumindest einer Lagervorrichtung (112) und
    c. zumindest einer Dämpfvorrichtung,
    d. wobei die Fahrbahnschwelle (110) an der Lagervorrichtung (112) relativ zu der Fahrbahn (200) zwischen einer Ruheposition und einer Passierposition zum gegenüber der Ruheposition vereinfachten Überfahren der Fahrbahnschwelle (110) mit einem Fahrzeug beweglich gelagert ist,
    e. wobei die Fahrbahnschwelle (110) durch ein Überfahren der Fahrbahnschwelle (110) mit dem Fahrzeug mit einer von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängigen Auslenkgeschwindigkeit (v) aus der Ruheposition in die Passierposition auslenkbar ist,
    f. wobei die Dämpfvorrichtung zur Dämpfung einer Auslenkbewegung der Fahrbahnschwelle (110) aus der Ruheposition mit der Fahrbahnschwelle (110) und der Fahrbahn (200) verbunden ist,
    g. wobei die Dämpfvorrichtung eine von der Auslenkgeschwindigkeit (v) abhängige Dämpfkraft (F) aufweist,
    h. wobei das System (100) dazu ausgelegt ist, dass die Auslenkgeschwindigkeit (v) in einem Passierbereich (P) von 0 bis zu einer Aktivierungsgeschwindigkeit (va), in einem Schaltbereich (S) von der Aktivierungsgeschwindigkeit (va) bis zu einer Bremsgeschwindigkeit (vb) oder in einem sich oberhalb der Bremsgeschwindigkeit (vb) anschließenden Bremsbereich (B) liegen kann,
    i. wobei das System (100) dazu ausgelegt ist, dass ein Überfahren der Fahrbahnschwelle (110) mit einer Soll-Geschwindigkeit eine Auslenkung der Fahrbahnschwelle (110) mit der Aktivierungsgeschwindigkeit (va) bewirkt,
    j. wobei das System (100) dazu ausgelegt ist, dass die Dämpfkraft (F) bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) in dem Bremsbereich (B) größer ist als bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) in dem Passierbereich (P), und
    k. wobei das System (100) dazu ausgelegt ist, dass eine Steigung der Dämpfkraft (F) gegenüber der Auslenkgeschwindigkeit (v) bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) in dem Schaltbereich (S) größer ist als in dem Passierbereich (P) und in dem Bremsbereich (B),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    l. das System (100) dazu ausgelegt ist, dass sich der Bremsbereich (B) von der Bremsgeschwindigkeit (vb) bis zu einer Maximalgeschwindigkeit (vmax) erstreckt,
    m. wobei das System (100) dazu ausgelegt ist, dass die Dämpfkraft (F) bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) oberhalb der Maximalgeschwindigkeit (vmax) kleiner ist als bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) in dem Bremsbereich (B).
  2. System (100) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Schwellenoberseite (111) der Fahrbahnschwelle (110) in der Ruheposition nach oben über einer Fahrbahnoberseite (201) der Fahrbahn (200) übersteht und bevorzugt in der Passierposition mit der Fahrbahnoberseite (201) fluchtet.
  3. System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zumindest eine Dämpfvorrichtung zumindest einen Fluiddämpfer (130), bevorzugt einen ölhydraulischen Dämpfer umfasst.
  4. System (100) nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zumindest eine Fluiddämpfer (130) einen in einem Zylinder (131) durch die Auslenkung der Fahrbahnschwelle (110) axial verschieblichen Kolben (132) umfasst, der einen Innenraum des Zylinders (131) in eine erste Fluidkammer (133) und eine zweite Fluidkammer (134), die mit einem Dämpffluid gefüllt sind, unterteilt, wobei der Fluiddämpfer (130) zumindest einen die beiden Fluidkammern (133, 134) fluidleitend miteinander verbindenden Durchlass (135) und ein Einstellelement zur Einstellung eines Flusswiderstands des Durchlasses (135) umfasst.
  5. System (100) nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Einstellelement zumindest ein Federelement und ein Verschlusselement (136) umfasst, wobei das Verschlusselement (136) dazu ausgelegt ist,
    a. bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) im Passierbereich (P) von dem Federelement in einer Passierposition gehalten zu werden,
    b. bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) im Schaltbereich (S) von einem Staudruck des Dämpffluides aus der Passierposition in eine Bremsposition bewegt zu werden und
    c. bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) im Bremsbereich (B) von dem Staudruck in der Bremsposition gehalten zu werden,
    wobei das Verschlusselement (136) den zumindest einen Durchlass (135) in der Passierposition freigibt und in der Bremsposition verschließt.
  6. System (100) nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Einstellelement zumindest ein Schaltelement und ein Verschlusselement (136) umfasst,
    wobei das Schaltelement zur Umschaltung des zumindest einen Verschlusselements (136) zwischen einer den zumindest einen Durchlass (135) freigebenden Öffnungsposition und einer den Durchlass (135) verschließenden Schließposition ausgebildet ist, und
    wobei das System (100) zumindest eine zur Steuerung des Schaltelements kommunikativ mit dem Schaltelement verbundene Steuervorrichtung mit einer Empfangseinheit zum, bevorzugt kabellosen, Empfang eines Steuersignals zur Umschaltung des zumindest einen Verschlusselements (136) umfasst.
  7. System (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Fluiddämpfer (130) zumindest ein weiteres Federelement umfasst, wobei zumindest ein weiteres Verschlusselement dazu ausgelegt ist,
    a. bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) innerhalb des Bremsbereichs (B) von dem weiteren Federelement in einer Bremsposition gehalten zu werden und
    b. bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) oberhalb des Bremsbereichs (B) von einem Staudruck des Dämpffluides aus der Bremsposition in eine Passierposition bewegt und dort gehalten zu werden,
    wobei das weitere Verschlusselement zumindest einen weiteren Durchlass zwischen der ersten Fluidkammer (133) und der zweiten Fluidkammer (134) in der Passierposition freigibt und in der Bremsposition verschließt.
  8. System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    gekennzeichnet durch
    a. zumindest ein Rückstellelement (120), wobei das Rückstellelement (120) zur Rückstellung der Fahrbahnschwelle (110) aus der Passierposition in die Ruheposition mit der Fahrbahnschwelle (110) und der Fahrbahn (200) verbunden ist,
    b. wobei das Rückstellelement (120) bevorzugt zumindest eine Feder umfasst,
    c. wobei die zumindest eine Dämpfvorrichtung besonders bevorzugt als Federdämpfer (125) ausgestaltet ist und das Rückstellelement (120) umfasst.
  9. System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    gekennzeichnet durch
    zumindest eine Kopplungsvorrichtung (150), wobei die zumindest eine Dämpfvorrichtung (130) über die Kopplungsvorrichtung (150) an die Fahrbahnschwelle gekoppelt ist, wobei die Kopplungsvorrichtung (150) dazu ausgebildet ist, die Auslenkbewegung der Fahrbahnschwelle an die Dämpfvorrichtung zu übertragen, wobei die Kopplungsvorrichtung (150)
    a. die Dämpfvorrichtung von der Fahrbahnschwelle (110) horizontal beabstandet,
    b. eine Auslenkrichtung und/oder Auslenkamplitude der Auslenkung in eine davon verschiedene Verschiebungsrichtung und/oder Verschiebungsamplitude der Verschiebung übersetzt und/oder
    c. eine Kupplung, bevorzugt eine Überlastkupplung, zur Trennung der Fahrbahnschwelle (110) von der Dämpfvorrichtung umfasst.
  10. Verfahren zur Regulierung einer Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs auf
    einer Fahrbahn (200) mit einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend folgende Schritte
    a. Auslenken der Fahrbahnschwelle (110) mit einer Auslenkgeschwindigkeit (v) aufgrund eines Wirkens einer Gewichtskraft eines Fahrzeugs auf die Fahrbahnschwelle (110) und Dämpfen der Auslenkung der Fahrbahnschwelle mit einer ersten Dämpfkraft (F1), falls die Auslenkgeschwindigkeit (v) kleiner oder gleich einer Aktivierungsgeschwindigkeit (va) ist,
    b. Dämpfen der Auslenkung der Fahrbahnschwelle (110) mit einer zweiten Dämpfkraft (F2), falls die Auslenkgeschwindigkeit größer als die Aktivierungsgeschwindigkeit (va) und kleiner als eine Bremsgeschwindigkeit (vb) ist, und
    c. Dämpfen der Auslenkung der Fahrbahnschwelle (110) mit einer dritten Dämpfkraft (F3), falls die Auslenkgeschwindigkeit (v) größer oder gleich der Bremsgeschwindigkeit (vb) ist, wobei die zweite Dämpfkraft (F2) größer als die erste Dämpfkraft (F1) ist, und wobei die dritte Dämpfkraft (F3) größer als die zweite Dämpfkraft (F2) ist,
    d. wobei die Auslenkgeschwindigkeit (v) in einem Passierbereich (P) von 0 bis zu der Aktivierungsgeschwindigkeit (va), in einem Schaltbereich (S) von der Aktivierungsgeschwindigkeit (va) bis zu der Bremsgeschwindigkeit (vb) oder in einem sich oberhalb der Bremsgeschwindigkeit (vb) anschließenden Bremsbereich (B) liegen kann,
    e. wobei ein Überfahren der Fahrbahnschwelle (110) mit einer Soll-Geschwindigkeit eine Auslenkung der Fahrbahnschwelle (110) mit der Aktivierungsgeschwindigkeit (va) bewirkt,
    f. wobei die Dämpfkraft (F) bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) in dem Bremsbereich (B) größer ist als bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) in dem Passierbereich (P), und
    g. wobei eine Steigung der Dämpfkraft (F) gegenüber der Auslenkgeschwindigkeit (v) bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) in dem Schaltbereich (S) größer ist als in dem Passierbereich (P) und in dem Bremsbereich (B),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    h. sich der Bremsbereich (B) von der Bremsgeschwindigkeit (vb) bis zu einer Maximalgeschwindigkeit (vmax) erstreckt,
    i. wobei die Dämpfkraft (F) bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) oberhalb der Maximalgeschwindigkeit (vmax) kleiner ist als bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) in dem Bremsbereich (B).
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