[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugrückhaltesystem zum Absichern von
Fahrbahnen mit einer Wandkonstruktion, die eine Mehrzahl schussartig zusammengesetzter
Wandelemente umfasst, die sich entlang der abzusichernden Fahrbahn erstrecken, und
einer Mehrzahl von Verankerungsvorrichtungen zum Fixieren der Wandelemente an einem
Untergrund.
[0002] Auf Verkehrswegen, insbesondere auf Autobahnen, werden heutzutage im Mittelstreifenbereich
zum Abtrennen der beiden Fahrbahnen aber ebenso seitlich der Fahrbahn Fahrzeugrückhaltesysteme
eingesetzt, die ortsfest installiert sind. Beispiele für derartige Fahrzeugrückhaltesysteme
sind Betonschutzwände oder Stahlschutzwände. Die Fahrzeugrückhaltesysteme lassen sich
je nach Ausführung verschiedenen Sicherheitskategorien zuordnen. Hierzu dienen Parameter,
die durch Versuche ermittelt werden. Einer dieser Parameter ist die sogenannte "Aufhaltestufe",
die Auskunft darüber gibt, wie hoch das Aufhaltevermögen und die Eignung zum Umlenken
eines anprallenden Fahrzeugs des jeweiligen Fahrzeugrückhaltesystems ist. Ein weiterer
Parameter ist der sogenannte "Wirkungsbereich", der sich aus einer dynamischen Querverschiebung
im Anprallfall und der tatsächlichen Baubreite des Fahrzeugrückhaltesystems errechnet.
Schließlich dient ein als "Anprallheftigkeitsstufe" bezeichneter Parameter dazu, die
Belastung auf Fahrzeuginsassen und daraus eine zu erwartende Verletzungsschwere bei
einem Aufprall des Fahrzeugs auf das Fahrzeugrückhaltesystem abzuschätzen.
[0003] In jüngster Zeit wurde verstärkt dazu übergegangen, statt Stahlkonstruktionen Betonkonstruktionen
zum Absichern von Fahrbahnen einzusetzen. Diese haben zwar den Vorteil einer relativ
kostengünstigen Herstellung und eines relativ kleinen Wirkungsbereichs. Es hat sich
aber gezeigt, dass Betonwandkonstruktionen zum Absichern von Fahrbahnen in Aufprallsituationen
erhebliche Nachteile mit sich bringen. Die Ursache dafür liegt darin, dass derartige
Betonkonstruktionen im Aufprallfall quasi nicht nachgeben. Die gesamte Aufprallenergie
ist daher vom Fahrzeug aufzunehmen, was nur zu einem relativ geringen Grad, insbesondere
bei kleinen Fahrzeugen, gewährleistet werden kann. So wirkt in einer Aufprallsituation
ein Großteil der Aufprallenergie auf die Fahrzeuginsassen des aufprallenden Fahrzeugs
ein. Gerade bei der weitgehend verbreiteten sogenannten Betonkonstruktion mit dem
"New Jersey-Profil" kommt es aufgrund der konisch zulaufenden Gestaltung des Profils
bei kleinen Fahrzeugen dazu, dass diese in einer Anprallsituation an der Betonkonstruktionen
während des Aufpralls aufsteigen, dann von der Betonkonstruktion wieder zur Fahrbahn
zurückgelenkt werden und hart auf dieser aufprallen. Diese stark schwankende Bewegung
des Fahrzeugs, die aus der fehlenden Nachgiebigkeit des Fahrzeugrückhaltesystems aus
Beton resultiert, führt zu einem erheblichen Hin- und Herschleudern der Insassen im
Fahrzeug. Schlimmstenfalls schlagen Insassen mit dem Kopf an einem Seitenholm des
Fahrzeugs an. Jedenfalls führen diese massiven Schwankungsbewegungen regelmäßig zu
erheblichen Verletzungen bei den Fahrzeuginsassen.
[0004] Es wird daher wieder verstärkt darüber nachgedacht, wie Fahrzeugrückhaltesysteme
mit verhältnismäßig kleinem Wirkungsbereich bereitgestellt werden, die jedoch in einer
Aufprallsituation mehr Energie aufnehmen und daher die vorstehend geschilderten Risiken
von Betonkonstruktionen vermeiden können.
[0005] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeugrückhaltesystem der eingangs
bezeichneten Art bereitzustellen, das bei kleinem Wirkungsbereich eine Reduzierung
der Anprallheftigkeit zulässt, indem es mehr Energie aufnimmt.
[0006] Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeugrückhaltesystem der eingangs bezeichneten Art
zum Absichern von Fahrbahnen mit einer Wandkonstruktion gelöst, die eine Mehrzahl
schussartig zusammengesetzter Wandelemente umfasst, die sich entlang der abzusichernden
Fahrbahn erstrecken, und einer Mehrzahl von Verankerungsvorrichtungen zum Fixieren
der Wandelemente an einem Untergrund, wobei vorgesehen ist, dass die Wandelemente
jeweils eine Gitterstruktur mit sich kreuzenden Streben aufweisen.
[0007] In Abwendung von dem Trend hin zu Betonkonstruktionen sieht die vorliegende Erfindung
wieder vor, Wandelemente zu verwenden, die aus einem deformierbaren Material hergestellt
sind. Diese Wandelemente sind mit einer Gitterstruktur ausgeführt, die sich aus sich
kreuzenden Streben zusammensetzt. Eine derartige Gitterstruktur, im Fachjargon auch
als "Gitterrost" bezeichnet, besitzt ein gewisses Deformationsvermögen, wobei die
Gitterstruktur in Form von sich netzartig kreuzenden Streben ein hohes Aufhaltevermögen
aufweist, weil die Streben wie ein Auffangnetz für ein aufprallendes Fahrzeug wirken.
Anders als bei herkömmlichen Schutzplankenkonstruktionen aus Stahl wirken gemäß der
vorliegenden Erfindung in einer Aufprallsituation die einzelnen Streben wie eine Vielzahl
von Zugelementen, die sowohl in Längsrichtung (parallel zur Fahrbahn) als auch in
Querrichtung (Höhenrichtung) Aufprallenergie aufnehmen können und so die Anprallheftigkeitsstufe
reduzieren. Mit einer solchen Konstruktion lässt sich sowohl ein aufsteigendes Fahrzeug
während des Aufpralls als auch ein allzu heftiges Zurückwerfen des Fahrzeugs auf die
Fahrbahn vermeiden. Vielmehr wird - anders als bei einer reinen Betonkonstruktion
- Anprallenergie durch Deformation der einzelnen gitterförmig ausgebildeten Wandelemente
abgebaut. Darüber hinaus sorgt die Maschenstruktur der Wandelemente auch für eine
erhöhte Reibung zwischen dem Fahrzeugrückhaltesystem und dem Fahrzeug im Anprallfall,
was das Fahrzeug weiter abbremst.
[0008] Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Gitterstruktur aus sich kreuzenden
Streben, vorzugsweise aus Metall, Kunststoff, faserverstärktem Kunststoff oder Kunststoff
mit Füllmaterial gebildet ist. Je nach Anwendungssituation bieten sich hier bestimmte
Materialien bevorzugt an.
[0009] Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Metallstreben mit einer Tiefendimension
quer zur Fahrtrichtung der Fahrbahn ausgerichtet sind. Dabei lassen sich das Aufhaltevermögen,
das Deformationsvermögen sowie der Wirkungsbereich nach Maßgabe der Dimensionierung
der Metallstreben in der Tiefe quer zur Fahrtrichtung der Fahrbahn einstellen. Bei
größerer Tiefe nimmt zwar das Deformationsvermögen ab, jedoch lassen sich damit höhere
Aufprallenergien abfangen. Darüber hinaus kann mit zunehmender Tiefendimensionierung
auch der Wirkungsbereich verkleinert werden.
[0010] Hinsichtlich der Gitterstruktur kann vorgesehen sein, dass diese polygonale, rechteckige
oder quadratische Maschen aufweist. Dabei ist es möglich, dass die polygonalen oder
rechteckigen Maschen einer größere Längserstreckung in Fahrbahnrichtung aufweisen.
Die Maschenweite wird wiederum je nach Einsatzsituation gewählt. Eine kleinere Maschenweite
sorgt für eine Vergrößerung des Aufhaltevermögens und eine Reduzierung des Deformationsvermögens.
[0011] Neben der Deformation der gitterartigen Wandelemente selbst lässt sich der Wirkungsbereich
auch durch geeignete Wahl der Verankerungsvorrichtungen beeinflussen. Zum einen ist
es möglich, eine Verankerungsvorrichtung zu wählen, die fest am Untergrund verankert
ist, d.h. unverschieblich ist. Alternativ hierzu ist es möglich, dass wenigstens eine
der Verankerungsvorrichtungen verschiebbar am Untergrund angebracht ist. Eine Ausführungsform
sieht hierfür vor, dass wenigstens eine der Verankerungsvorrichtung über eine Klemmleiste
oder einen Klemmrahmen an den Untergrund andrückbar sind. Dabei ist es möglich, dass
die einzelnen Verankerungsvorrichtungen über Gummimatten an den Untergrund andrückbar
sind, um so die Reibung zwischen Untergrund und verschiebbarer Verankerungsvorrichtung
zu erhöhen.
[0012] Ferner kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass wenigstens eine der Verankerungsvorrichtungen
ein Paar aufrecht zum Untergrund anbringbarer Holme aufweist, zwischen denen wenigstens
eines der Wandelemente fixierbar ist. Dabei ist es möglich, dass die Holme plattenartig
ausgebildet sind.
[0013] Um das Aufhaltevermögen des erfindungsgemäßen Fahrzeugrückhaltesystems weiter zu
erhöhen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass benachbarte Wandelemente
miteinander fixiert, vorzugsweise verschraubt sind.
[0014] Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, dass auf der von dem Untergrund abgewandten
Seite der Wandelemente ein entlang der Fahrbahn verlaufendes Leitprofil angebracht
ist. Auch dieses über mehrere Wandelemente hinweg verlaufende Leitprofil sorgt für
eine Verbindung der einzelnen Wandelemente untereinander und damit für eine Erhöhung
des Rückhaltevermögens. In diesem Zusammenhang ist es ferner möglich, dass das Leitprofil
eine größere Breitenerstreckung quer zur Fahrbahn aufweist, als die Wandelemente.
[0015] Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der beiliegenden Figuren erläutert.
Es stellen dar:
- Figur 1
- eine räumliche Darstellung eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrückhaltesystems;
- Figur 2
- eine Explosionsdarstellung des Gittersystems gemäß Figur 1;
- Figur 3
- eine Seitenansicht des Fahrzeugrückhaltesystems gemäß Figuren 1 und 2;
- Figur 4
- eine Draufsicht des Fahrzeugrückhaltesystems gemäß Figuren 1 bis 3;
- Figur 5
- eine Einzelansicht einer Verankerungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
- Figur 6
- eine Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Verankerungsvorrichtung;
- Figur 7
- eine Ausführungsvariante eines Wandelements mit Gitterstruktur; und
- Figur 8
- eine alternative Ausführungsvariante eines Wandelements mit einer Gitterstruktur.
[0016] In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrückhaltesystem gezeigt und allgemein
mit 10 bezeichnet. Dieses umfasst eine Mehrzahl schussartig zusammengesetzter Wandelemente
12, 14, 16, die parallel zur Fahrbahnlängsrichtung verlaufende Längsstreben 18 sowie
Querstreben 20 aufweisen. Die einzelnen Wandelemente 12, 14, 16 sind an einander zugewandten
Stirnseitenstreben 22, 24 über Verbindungsbolzen 26 miteinander verschraubt. Ferner
weist das Fahrzeugrückhaltesystem Verankerungsvorrichtungen 28, 30, 32 auf, mit denen
es an einem Untergrund U angebracht ist. Auf der von dem Untergrund U abgewandten
Seite ist ein Leitprofil 34 vorgesehen, das den oberen Abschnitt der Wandelemente
12, 14, 16 umgibt.
[0017] Wendet man sich der Konstruktion im Einzelnen zu, so erkennt man in Figuren 2 und
3 die beiden Wandelemente 12 und 14 mit der zugeordneten Verankerungsvorrichtung 30
in Explosionsdarstellung. Die beiden Wandelemente 12 und 14, die jeweils eine quadratische
Gitterstruktur gebildet aus den Längsstreben 18 und den Querstreben 20 mit einer Gitterweite
d aufweisen, sind über Befestigungsbolzen 26, Unterlegscheiben 40 und Muttern 42,
die in entsprechende Aufnahmeöffnungen 44, 46 an den Stirnseiten der jeweiligen Wandelemente
12 und 14 eingesteckt werden, miteinander verschraubt. Auf der Oberseite sind jeweils
in Form eines Handlaufs Leitprofile 34 angebracht.
[0018] Man erkennt ferner, dass die Verankerungsvorrichtung 30 einen Rahmen 50 aufweist,
der über Befestigungsbolzen 52 mit dem Untergrund U verschraubt ist. In dem Rahmen
sind plattenartige Holme 52, 54 aufgenommen, die in dem Rahmen 50 verschiebbar sind.
Ein oberer Bereich 56 bzw. 58 dieser Holme ist im wesentlichen senkrecht zum Untergrund
U ausgerichtet. Ausgehend von diesem oberen Bereich 56 bzw. 58 erstreckt sich ein
zu diesem leicht abgewinkelter Übergangsbereich 60 bzw. 62, der in einem im wesentlichen
parallel zum Untergrund verlaufenden Fußbereich 64 (für den Holm 52 verdeckt) übergeht.
In diesem Übergang sind Schlitze 66 vorgesehen, mit denen die Holme 54, 52 in dem
Rahmen 50 geführt sind.
[0019] Jeweils ein Wandelement 12, 14, 16 ist über Befestigungsbolzen 70 mit entsprechenden
Unterlegscheiben 72 und Muttern 74 zwischen zwei einander gegenüberliegende Holme
52, 54 eingeklemmt und somit in aufrechter Lage, wie in Figuren 1 und 2 gezeigt gehalten.
Über die Befestigungsbolzen 52, die fest im Untergrund verankert werden, wird der
Rahmen 50 auf den Untergrund angepresst. Mit diesem werden die Fußabschnitte 64 der
Holme ebenfalls auf den Untergrund angepresst. Dabei sind die Rahmen mit einem Aufnahmebereich
76 so dimensioniert, dass ein entsprechendes Anpressen der Fußabschnitte 64 auf den
Untergrund U möglich ist. Gegebenenfalls können unter den Rahmen oder lediglich unter
den Fußabschnitten Gummimatten angeordnet werden, die dem Reibwert zwischen Untergrund
und Fußabschnitt erhöhen.
[0020] In der Darstellung gemäß Figur 3 erkennt man, dass die beiden Befestigungsholme 52,
54 innerhalb des Rahmens 50 in ihrer am weitesten rechts liegenden, der abzusichernden
Fahrbahn zugewandten Stellung am Untergrund U festgeklemmt sind. Kommt es in Folge
einer Aufprallsituation zu einer Einwirkung einer Aufprallkraft F
P, so ist es möglich, dass das System gemäß dem Pfeil A ausweichen kann. Die Erstreckung
des Rahmens in Richtung Pfeil A bestimmt daher das Vermögen der Verankerungsvorrichtung,
nachzugeben, was Einfluss auf den Wirkungsbereich hat. Man erkennt dies in der strichlierten
Linie 80 gemäß Figur 4. In Figur 4 ist auch die maximale Ausweichdistanz a dargestellt,
die durch die erfindungsgemäße Verankerungsvorrichtung vorgegeben wird.
[0021] Figur 5 zeigt die Verankerungsvorrichtung 28 in Einzelteildarstellung. Darin erkennt
man den Rahmen 50, sowie die erhöhte Ausnehmung 82, in der die beiden plattenförmigen
Holme 52, 54 verschiebbar aufgenommen sind. Die beiden Pfeile P
1 und P
2 zeigen die Möglichkeit, die Wandelemente zwischen den oberen Abschnitten 56, 58 der
beiden Holme 52, 54 festzuklemmen. Der Rahmen 50 ist dabei vorgefertigt beispielsweise
geschweißt.
[0022] Figur 6 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der der Rahmen 90 aus mehreren
Flacheisen zusammengesetzt ist. Zwei Flacheisen 92 dienen zur Auflage auf dem Untergrund.
Zwei hierzu parallele Flacheisen 94 mit größeren Breitenerstreckung als die Flacheisen
92 bilden sozusagen den Führungsbereich für die Holme 52, 54 und wirken mit den entsprechenden
Schlitzen 66 zusammen. Unterhalb dieser Flacheisen 94 liegen die Fußabschnitte. Schließlich
sind noch zwei in Querrichtung verlaufende Flacheisen 96 vorgesehen, die die Rahmenstruktur
bilden.
[0023] Figur 7 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines Gitters 12 mit quadratischer Gitterstruktur.
Die Weite der Gittermaschen ist in Längsrichtung und in Höhenrichtung konstant und
mit d bezeichnet. In Figur 8 erkennt man hingegen eine alternative Ausführungsform
für ein Wandelement 12', bei dem eine rechteckige Gitterstruktur vorliegt, wobei in
Längsrichtung die Maschenweite etwa 2d, das heißt das Doppelte der Gitterweite in
Höhenrichtung beträgt.
[0024] Ferner erkennt man in den beiden Figuren 7 und 8 auch die Breitenerstreckung b der
Gitterstruktur. Je größer diese Breitenerstreckung b dimensioniert wird, desto stabiler
wird die Gitterstruktur. Mit zunehmender Breitenerstreckung b nimmt aber das Deformationsvermögen
und auch der Wirkungsbereich ab und die Anprallheftigkeit zu.
[0025] In einer Aufprallsituation bietet das vorliegende Fahrzeugrückhaltesystem gemäß vorstehender
Beschreibung folgende Vorteile: Aufgrund der Verschiebbarkeit quer zur Fahrbahn, welche
die einzelnen Verankerungsvorrichtungen bereitstellt, lässt sich bereits ein Teil
der Aufprallenergie durch einfaches Verschieben unter Reibung abbauen. Der Widerstand,
der einer solchen Verschiebung entgegengesetzt wird, bestimmt sich nach Maßgabe der
Klemmkraft mit welcher die Verankerungsvorrichtungen gegen den Untergrund geklemmt
werden. Eine entsprechende Auslenkung ist durch die strichlierte Linie in Figur 4
wiedergegeben. Darüber hinaus besitzt das erfindungsgemäße Fahrzeugrückhaltesystem
auch ein Deformationsvermögen. Die Gitterstruktur der einzelnen Wandelemente lässt
sich je nach Aufprallenergie mehr oder weniger stark deformieren, wobei die Stärke
der einzelnen Streben, das heißt die Dimensionierung in Breitenrichtung (siehe Figuren
7 und 8: Parameter b) für das Deformationsvermögen mit maßgeblich ist. Die netzartige
Struktur sorgt für gute Aufhalteeigenschaften bei dennoch ausgeprägter Deformationsfähigkeit,
so dass die eingangs beschriebenen nachteiligen Effekte eines steifen Systems, wie
etwa einem Fahrzeugrückhaltesystem aus Betonelementen, nicht auftreten. Zusätzlich
wirkt sich bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugrückhaltesystem vorteilhaft aus, dass
die Gitterstruktur selbst bei Kontakt mit einer Fahrzeugfläche eine starke Reibung
hervorruft und somit das Fahrzeug abgebremst wird.
[0026] Aufgrund der Tatsache, dass das System aus einer im Wesentlichen senkrechten Wand
besteht, kommt es auch zu keinem Aufsteigen der Fahrzeuge, wie etwa bei Betonelementen
an der Schräge des bekannten New Jersey Profils. Auch besitzt dieses System keinen
Pfosten, wie etwa herkömmliche Schutzplankensysteme, die regelmäßig zur Folge haben,
dass sich ein Fahrzeug daran verkeilt und abrupt abgebremst wird. Die Verankerungsvorrichtungen
haben hingegen, wie vorstehend ausführlich beschrieben, Ausweichvermögen.
1. Fahrzeugrückhaltesystem (10) zum Absichern von Fahrbahnen mit einer Wandkonstruktion,
die eine Mehrzahl schussartig zusammengesetzter Wandelemente (12, 14, 16) umfasst,
die sich entlang der abzusichernden Fahrbahn erstrecken, und einer Mehrzahl von Verankerungsvorrichtungen
(28, 30, 32) zum Fixieren der Wandelemente (12, 14, 16) an einem Untergrund U, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandelemente (12, 14, 16) jeweils eine Gitterstruktur mit sich kreuzenden Streben
(18, 20) aufweisen.
2. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur aus sich kreuzenden Streben (18, 20), vorzugsweise aus Metall,
Kunststoff, faserverstärktem Kunststoff oder Kunststoff mit Füllmaterial gebildet
ist.
3. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallstreben (18, 20) mit einer Tiefendimension (b) quer zur Fahrtrichtung der
Fahrbahn ausgerichtet sind.
4. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur polygonale, rechteckige oder quadratische Maschen aufweist.
5. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass rechteckigen Maschen einer größere Längserstreckung (2d) in Fahrbahnrichtung aufweisen.
6. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verankerungsvorrichtungen (28, 30, 32) fest am Untergrund (U)
angebracht ist.
7. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verankerungsvorrichtungen (28, 30, 32) verschiebbar am Untergrund
(U) angebracht ist.
8. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verankerungsvorrichtung (28, 30, 32) über eine Klemmleiste oder
einen Klemmrahmen (50) an den Untergrund (U) andrückbar sind.
9. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Verankerungsvorrichtungen (28, 30, 32) ein Paar aufrecht zum
Untergrund anbringbarer Holme (52, 54) aufweist, zwischen denen wenigstens eines der
Wandelemente (12, 14, 16) fixierbar ist.
10. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Holme (52, 54) plattenartig ausgebildet sind.
11. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Wandelemente (12, 14, 16) miteinander fixiert, vorzugsweise verschraubt
sind.
12. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der von dem Untergrund (U) abgewandten Seite der Wandelemente ein entlang der
Fahrbahn verlaufendes Leitprofil (34) angebracht ist.
13. Fahrzeugrückhaltesystem (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitprofil (34) eine größere Breitenerstreckung quer zur Fahrbahn aufweist, als
die Wandelemente (12, 14, 16).