Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung betriff ein System und ein Verfahren zur Regulierung einer Fahrgeschwindigkeit
eines Fahrzeugs.
Stand der Technik
[0002] 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).
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] 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.
Technische Aufgabe
[0010] 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
[0011] Die Aufgabe der Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen
der Erfindung sind durch die abhängigen Ansprüche beschrieben.
[0012] 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,
[0013] 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.
[0014] Das System ist dadurch gekennzeichnet, dass die Auslenkgeschwindigkeit v in einem
Passierbereich P von 0 bis zu einer Aktivierungsgeschwindigkeit v
a, in einem Schaltbereich S von der Aktivierungsgeschwindigkeit v
a bis zu einer Bremsgeschwindigkeit v
b oder in einem sich oberhalb der Bremsgeschwindigkeit v
b anschließenden Bremsbereich B liegen kann. Ein Überfahren der Fahrbahnschwelle mit
einer Soll-Geschwindigkeit bewirkt eine Auslenkung der Fahrbahnschwelle mit der Aktivierungsgeschwindigkeit
v
a, 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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 v
a. 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.
[0021] 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.
[0022] 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
v
a der Soll-Geschwindigkeit, mit anderen Worten der lokalen zulässigen Maximalgeschwindigkeit
für Fahrzeuge.
[0023] Der Passierbereich P bezeichnet einen Bereich der Auslenkgeschwindigkeit v, in dem
das Fahrzeug hinreichend langsam, also langsamer als die Aktivierungsgeschwindigkeit
v
a, über die Fahrbahnschwelle fährt, sodass die Fahrbahnschwelle ausgelenkt werden kann.
"Auslenken" meint im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere auch "absenken".
[0024] Der Bremsbereich B bezeichnet einen Bereich der Auslenkgeschwindigkeit v, in dem
das Fahrzeug mit oder schneller als mit der Bremsgeschwindigkeit v
b über die Fahrbahnschwelle fährt, sodass die Dämpfvorrichtung das Auslenken der Fahrbahnschwelle
dämpft.
[0025] Der Schaltbereich S bezeichnet einen Bereich der Auslenkgeschwindigkeit v, in dem
das Fahrzeug mit oder schneller als mit der Aktivierungsgeschwindigkeit v
a und langsamer als mit der Bremsgeschwindigkeit v
b die Fahrbahnschwelle überfährt.
[0026] 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
[0027] 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.
[0028] 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.
[0029] 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.
[0030] In einer Ausführungsform erstreckt sich der Bremsbereich B von der Bremsgeschwindigkeit
v
b bis zu einer Maximalgeschwindigkeit v
max, wobei die Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit v oberhalb der Maximalgeschwindigkeit
v
max 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 v
max überschreitet.
[0031] 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.
[0032] 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.
[0033] Das Stabilisieren oder Absenken der Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit
v oberhalb der Maximalgeschwindigkeit v
max 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 v
max überschreitet.
[0034] In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist die Dämpfkraft F bei einer Auslenkgeschwindigkeit
v oberhalb der Maximalgeschwindigkeit v
max 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 v
max 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.
[0035] In einer weiteren Ausführungsform umfasst die zumindest eine Dämpfvorrichtung zumindest
einen Fluiddämpfer und bevorzugt einen ölhydraulischen Dämpfer.
[0036] 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.
[0037] 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.
[0038] 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 v
a mit geringer Kraft ausgelenkt und verliert somit ihre Wirkung.
[0039] 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.
[0040] 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.
[0041] 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.
[0042] 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.
[0043] 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.
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] Das Federelement kann insbesondere als Blattfeder oder Torsionsfeder ausgebildet
sein.
[0047] 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.
[0048] 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 v
a 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
v
a steigt.
[0049] Vorzugsweise lässt sich durch das Verschlusselement und das Federelement der Verlauf
der Funktion der Dämpfkraft F an unterschiedliche Soll-Geschwindigkeiten anpassen.
[0050] 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.
[0051] 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.
[0052] 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.
[0053] 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.
[0054] 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.
[0055] Das Federelement ist vorzugsweise als Blattfeder und besonders bevorzugt als Teil
des Verschlusselements ausgebildet. Dadurch wird der Aufbau der Dämpfvorrichtung vereinfacht.
[0056] Die Freigabe des weiteren Durchlasses erfolgt bei einer Auslenkgeschwindigkeit v
oberhalb des Bremsbereiches B, wobei der Bremsbereich eine obere Grenze bei der Maximalgeschwindigkeit
v
max aufweist. Die Maximalgeschwindigkeit v
max 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 v
max einstellen.
[0057] Der weitere Durchlass wird freigegeben, um den Staudruck des Fluids zu reduzieren
und so einen Schaden durch zu hohe Kräfte zu vermeiden.
[0058] 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.
[0059] 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.
[0060] 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.
[0061] Die Integration des Rückstellelements als Feder in einen Federdämpfer vereinfacht
in vorteilhafter Weise den Aufbau des Systems.
[0062] 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.
[0063] 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.
[0064] 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.
[0065] 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.
[0066] Das Verwenden einer Überlastkupplung bewirkt in vorteilhafter Weise, dass ein Schaden
des Systems durch zu hohe Last auf die Fahrbahnschwelle vermieden wird.
[0067] 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.
[0068] Das Auslenken der Fahrbahnschwelle ist vorzugsweise ein Absenken der Fahrbahnschwelle.
Durch das Auslenken der Fahrbahnschwelle wird die Fahrbahn für Fahrzeuge freigegeben.
Die Dämpfkraft F
1, die Dämpfkraft F
2 und die Dämpfkraft F
3 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
[0069] 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
[0070] 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.
[0071] Die Auslenkgeschwindigkeit v kann grob in drei Bereiche eingeteilt werden. In einem
Passierbereich P, in dem die Auslenkgeschwindigkeit v kleiner oder gleich einer Aktivierungsgeschwindigkeit
v
a 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 v
b 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.
[0072] Zwischen dem Passierbereich P und dem Bremsbereich B liegt der Schaltbereich S, indem
die Dämpfkraft F mit der Auslenkgeschwindigkeit v stark steigt.
[0073] Überfährt ein Fahrzeug die Fahrbahnschwelle mit einer lokalen Soll-Geschwindigkeit,
bewirkt es durch seine Gewichtskraft eine Auslenkung der Fahrbahnschwelle mit der
Aktivierungsgeschwindigkeit v
a. Je nachdem, wie das System konfiguriert ist, kann die Aktivierungsgeschwindigkeit
v
a größer oder kleiner gewählt werden, sodass das System an seinen Einsatzort und die
lokal geltende Soll-Geschwindigkeit angepasst werden kann.
Fig.2
[0074] 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.
[0075] 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.
[0076] 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.
[0077] 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
[0078] 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.
[0079] 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.
[0080] 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
[0081] 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.
[0082] 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).
[0083] 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
[0084] 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
[0085] 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.
[0086] 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.
[0087] 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.
[0088] 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.
[0089] 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.
[0090] 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 v
a 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.
[0091] 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
v
a überschreitet.
[0092] 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 v
a 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 |
|
|
1. System (100) zur Regulierung einer Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn
(200) mit
• zumindest einer Fahrbahnschwelle (110),
• zumindest einer Lagervorrichtung (112) und
• zumindest einer Dämpfvorrichtung,
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,
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,
wobei die Dämpfvorrichtung zur Dämpfung einer Auslenkbewegung der Fahrbahnschwelle
(110) aus der Ruheposition mit der Fahrbahnschwelle (110) und der Fahrbahn (200) verbunden
ist,
wobei die Dämpfvorrichtung eine von der Auslenkgeschwindigkeit (v) abhängige Dämpfkraft
(F) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auslenkgeschwindigkeit (v) in einem Passierbereich (P) von 0 bis zu einer Aktivierungsgeschwindigkeit
(v
a), in einem Schaltbereich (S) von der Aktivierungsgeschwindigkeit (v
a) bis zu einer Bremsgeschwindigkeit (v
b) oder in einem sich oberhalb der Bremsgeschwindigkeit (v
b) anschließenden Bremsbereich (B) liegen kann,
wobei ein Überfahren der Fahrbahnschwelle (110) mit einer Soll-Geschwindigkeit eine
Auslenkung der Fahrbahnschwelle (110) mit der Aktivierungsgeschwindigkeit (v
a) 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).
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 Anspruch 1 oder 2,
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 oder ebenso groß ist wie bei einer Auslenkgeschwindigkeit (v) in
dem Bremsbereich (B).
4. System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Dämpfvorrichtung zumindest einen Fluiddämpfer (130), bevorzugt
einen ölhydraulischen Dämpfer umfasst.
5. System (100) nach Anspruch 4,
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.
6. System (100) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Einstellelement zumindest ein Federelement und ein Verschlusselement (136) umfasst,
wobei das Verschlusselement (136) 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 (136) den zumindest einen Durchlass (135) in der Passierposition
freigibt und in der Bremsposition verschließt.
7. System (100) nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
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.
8. System (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass Fluiddämpfer (130) zumindest ein weiteres Federelement umfasst, 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 (133) und der zweiten Fluidkammer (134) in der Passierposition
freigibt und in der Bremsposition verschließt.
9. System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
gekennzeichnet durch
• 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,
• wobei das Rückstellelement (120) bevorzugt zumindest eine Feder umfasst,
• wobei die zumindest eine Dämpfvorrichtung besonders bevorzugt als Federdämpfer (125)
ausgestaltet ist und das Rückstellelement (120) umfasst.
10. System (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
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)
• die Dämpfvorrichtung von der Fahrbahnschwelle (110) horizontal beabstandet,
• eine Auslenkrichtung und/oder Auslenkamplitude der Auslenkung in eine davon verschiedene
Verschiebungsrichtung und/oder Verschiebungsamplitude der Verschiebung übersetzt und/oder
• eine Kupplung, bevorzugt eine Überlastkupplung, zur Trennung der Fahrbahnschwelle
(110) von der Dämpfvorrichtung umfasst.
11. Verfahren zur Regulierung einer Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs auf
einer Fahrbahn (200) mit einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
gekennzeichnet durch folgende Schritte
• Auslenken der Fahrbahnschwelle (110) mit einer Auslenkgeschwindigkeit (v) aufgrund
eines Wirkens einer Gewichtskraft eines Fahrzeugs auf die Fahrbahnschwelle (110),
falls die Auslenkgeschwindigkeit (v) kleiner oder gleich einer Aktivierungsgeschwindigkeit
(va) ist
• Dämpfen der Auslenkung der Fahrbahnschwelle (110) mit einer ersten Dämpfkraft (F1), falls die Auslenkgeschwindigkeit größer als die Aktivierungsgeschwindigkeit (va) und kleiner als eine Bremsgeschwindigkeit (vb) ist und
• Dämpfen der Auslenkung der Fahrbahnschwelle (110) mit einer zweiten Dämpfkraft (F2), falls die Auslenkgeschwindigkeit (v) größer oder gleich der Bremsgeschwindigkeit
(vb) ist, wobei die zweite Dämpfkraft (F2) größer als die erste Dämpfkraft (F1) ist.