<Desc/Clms Page number 1>
BESCHRIJVING Impact-resistente en energie-absorberende beschermpaal Onderhavige uitvinding heeft betrekking op een beschermpaal als barrière voor voertuigen ten overstaan van te beschermen objecten of personen. De beschermpaal bestaat uit een bovengronds gedeelte dat een beperkte verende impact-absorbcrende uitwijking toelaat, waardoor schade aan de paal en schade aan het aanrijdende voertuig geminimaliseerd wordt. Bij verdere uitwijking verkrijgt het de eigenschappen van een starre stalen constructie, waardoor het object optimaal beveiligd wordt. De paal is door middel van een bodemplaat verankerd in de bodem.
Het mechanisme van verende werking en energie-absorptie is vervat in het bovengronds gedeelte van de paal en bestaat uit samendrukbare rubberen schijfvormige elementen. Om de bescherming efficiënter te maken en de impact te laten ophouden, bevat de paal een detectiemechanisme dat een alarmering in werking stelt. De paal kan gebruikt worden voor plaatsen met traag verkeer, zoals op parkeerruimten en in handelscentra, voor het beschermen van machines, installaties, personen en doorgangen voor alle soorten intern en extern transportmaterieel, zelfs het beschermen tegen vandalisme van handelszaken door zijn versperrende functie.
De impact-absorptie en de verende eigenschappen kunnen aangepast aan de te
EMI1.1
verwachten impact door aanpassing van de hoeveelheid of type rubberen elementen. t. D Momenteel bestaan een aantal palen die slechts ten dele beantwoorden aan de eigenschappen van de hier genoemde vinding. In patenten US 3. 693. 940 en US 4. 729. 690 worden energie-absorberende en uit zichzelf terug rechtzettende palen beschreven met een stalen veermechanisme dat zich in een sokkel beneden het maaiveld bevindt. Tevens is het zo dat deze palen niet beschikken over de capaciteit om na het uitwerken van de veerkracht voertuigen volledig tot stilstand te brengen,
EMI1.2
aangezien deze door een voldoend hoge impact volledig neergaan om hun nietZD t > destructief karakter te bewaren.
Plaatsing van en onderhoudswerzaamheden aan zulke palen zijn omwille van hun verankeringssyseem in de bodem arbeidsintensief.
<Desc/Clms Page number 2>
Deze palen zijn hoofdzakelijk bedoeld als niet-destructieve wegmarkeringsbakens.
Een nog lichtere uitvoering van gelijkaardige palen vindt men terug in het domein van de skisport, onder andere in patent US 4. 806. 046.
In patentaanvrage EP 571. 082 beschrijft men een impact-absorberende paal die tevens als voertuigbarrière werkt, maar waarvan de uitvoeringsvorm verschilt met de hier bedoelde uitvinding, door het feit dat het verende en absorberende mcchanisme zieh deels bevindt in een rigide sokkel. Deze sokkel moet hetzij in de bodem verzonken worden waardoor de uitvoering arbeidsintensief wordt, hetzij bovenop de grond geplaatst worden waardoor slechts een gedeelte van de zichtbare constructie verende en energie-absorberende eigenschappen bezit.
Het voorwerp van de uitvinding is een beschermpaal in de algemene zin van het woord die tengevolge van een impact beweegt en een bepaalde weerstand oproept.
De werking van de paal bij een hoge impact valt uiteen in 2 stappen. In een eerste stap zal de paal kantelen onder invloed van de impact. Hierdoor zal vervorming optreden van veerkrachtige elementen die zieh in de paal situeren. Hierbij zal de paal zelf niet vervormen. Na het verdwijnen van impact in deze fase zal de paal terugkeren naar zijn oorspronkelijke stand. Tijdens het vervormen van de veerkrachtige elementen in deze fase, zal de energie van de impact geabsorbeerd worden door deze laatsten.
De verende elementen bevinden zieh binnenin het bovengronds gedeelte van de paal.
Deze bestaan uit een of meerderc rubberen of elastomeer schijven tezamen gehouden en deels gecompacteerd door een stalen U-beugel. Deze U-beugel vormt tevens de verankering van de paal aan de voetplaat. U-beugel en voetplaat vormen een scharnierende verbinding. De voetplaat wordt aan de bodem verankerd door bouten of andere rigide verankeringen.
Athankelijk van de beoogde veerkrachtige vervorming en de te verwachten impact van de voertuigen in de beoogde omstandigheden, zoals personenwagens, vrachtwagens, lastheftrucks, kunnen de veerkrachtige elementen aangepast worden in densiteit of in aantal of door de opgelegde inklemkracht.
Na maximale benutting van de energie-absorptie via de elastomeer schijven wordt, in een 2e fase, de resterende impact opgevangen door de metalen structuur van de paal die zieh nu gedraagt als een starre constructie. Ook in deze situatie kan men rekening houden met de te verwachten impact door dimensionering van de metalen paal. Hier
<Desc/Clms Page number 3>
primeert de barrière-eigenschap als beschermingselement van een te beschermen object.
De beschouwde paal wordt tevens uitgerust met een bewegingsdetectie en alarmering. Dit heeft tot doel de bescherming meer efficiënt te maken door een waarschuwing te geven aan de bestuurder van het voertuig en eventueel aan de personen in de omgeving. Deze vroegtijdige waarschuwing laat de bestuurder toe tijdig te reageren en irreversibele schade aan paal en voertuig te voorkomen. De detectie kan uitgevoerd worden door een veelheid aan sensoren, de alarmering kan auditief en/of visueel uitgevoerd worden.
De detector is gemonteerd in de paal en kan bestaan uit een bewegings-, kantel-, trillings- of versnellingssensor. De alarmering kan in de paal of buiten de paal aangebracht worden. De alarmering kan op verschillende wijzen uitgevoerd worden met de meest gepaste signalisering, hetzij auditief, hetzij visueel met zwaailichten, knipperlichten, stroboscoop, enz. ; hetzij met beide. De alarmering kan tevens verbonden worden aan elektronische registratie-apparatuur of telemetrie om over accurate gegevens voor controle-doeleinden te beschikken.
De meest aangewezen toepassing van de paal situeert zieh in omgevingen waar een impact aan een lage snelheid zieh voordoet. Hiermee wordt o. a. bedoeld de bedrijfsvloer waar heftrucks met vracht opereren, laad- cn loskaaien waar vrachtwagens zich meestal achterwaarts moeten positioneren, alle handelingen in de directe omgeving van positionering van goederen op transportmaterieel of productieapparatuur en plaatsen waar personen moeten beschermd worden.
Overal waar objecten of subjecten absolute bescherming moeten krijgen tegen aanrijdingen, hierbij wordt o. a. ook gedacht aan vandalisme verhindering aan winkeletalages, wegmarkeringen, afrastering van gevaarlijke plaatsen voor voertuigen, bescherming van hekken en poorten en bescherming van personen in allerhande situaties.
Over het algemeen kan men stellen dat de samengestelde delen van de paal zo gekozen worden dat via de energetische impact absorptie, zonder definitieve deformatie, weerstand kan geboden worden aan krachten gaande tot 200 kN.
In een aantal gevallen, om hetzij de dimensies van de paal te beperken of hetzij de breedte waarover de bescherming werkzaam moet zijn te vergroten, kunnen twee of meer palen met elkaar verbonden worden.
<Desc/Clms Page number 4>
De hier omschreven paal heeft een aantal zeer specifieke voordelen. Montage gebeurt door eenvoudige verankering van de voetplaat aan een bestaande vlakke bodem. Men kan bijvoorbeeld een klassieke boutverankering hiervoor toepassen. Het ontbrckcn van elementen beneden het maaiveld maakt graafwerken overbodig en voorkomt onderdompeling of insijpeling van water en de daaraan verbonden corrosie.
Bij onderhoud of vervanging van mechanische delen kan men terplekke met eenvoudige gereedschappen de paal demonteren en eventueel onderdelen vervangen.
Alle absorberende cn verende elementen bevinden zieh bovengronds en in de paal, op een goed bereikbare plaats. leder punt over de volledige lengte van de paal is een werkzaam aangrijpingspunt voor uitwendige krachten met volledig behoud van impact-absorberende eigenschappen.
Het bereik van de impact-absorptie van een individuele paal kan eenvoudig aangepast worden aan wijzigende omstandigheden door het aantal of het type elastische schijven aan te passen in situ.
De optimale werking van de paal wordt niet beïnvloed door de richting van de aanrijding. Het werkingsgebied is dus 360 .
De beschermende barrière werking in 2 trappen, met name een verende werking gevolgd door een desgevallend starre, via de elastische vervorming van de stalen paalwand. Detectie, gekoppeld aan alarmering, werkt een meer efficiënte bescherming in de hand en bij vroegtijdige reactie van de bestuurder voorkomt dit beschadiging van voertuig en paal.
Figuur 1 is een voorbeeld van een onbelaste vrij opstaande beschermingspaal.
Figuur 2 is de beschermingspaal in de stand van maximale verende uitwijking.
De in fig. 1 en fig. 2 voorgestelde uitvocringsvorm bestaat uit een sokkel of voetplaat (2), aan de vlakke bodem vastgehecht door middel van bouten (3). De uitwendige behuizing van de paal (4) bestaat uit een dikwandige stalen buis. Het energie absorberend mechanisme van de paal is door middel van een U-vormige beugel (5)
EMI4.1
verankerd aan de voetplaat (2) door middel van eveneens een U-vorm of oog (6). t :
l De voetplaat wordt bij voorkeur uit stevig gietijzer vervaardigd of uit een stevige vlakke metalen plaat gesneden met opgelast oog (6).
<Desc/Clms Page number 5>
Het energie absorberend mechanisme bestaat uit een of meerdere rubberen of elastische kunststof schijven (7), onderling gescheiden door dunne cirkelvormige metalen schijven met een diameter ongeveer gelijk aan de binnendiameter van de behuizing indien meerdere schijven gebruikt worden (4).
Het geheel wordt ingeklemd door middel van twee aandrukplaten (8 en 8'). Met behulp van zeskant moeren (9) wordt het verenpakket samengehouden.
De onderste aandrukplaat (8') is vastgelast aan de binnenzijde van de paal (4).
Figuur 2 geeft een beeld van een gekantelde paal. De uitgeoefende kracht op de paal veroorzaakt een samendrukking van de rubberen schijven waardoor de afstand tussen de twee aandrukplaten (8 en 8') kleiner wordt. Op het punt waarbij de rubberen schijven maximaal zijn samengeperst, is de grootste uitwijking van de paal en dito kantelhoek bereikt. In de vrije ruimte boven het verend mechanisme in de paal is voldoende plaats om sensoren en/of alarmeringsonderdelen te huisvesten. Auditieve en/of visuele alarmering kan naar buiten treden via openingen in het bovenste gedeelte van de paalbehuizing (4).
De totale hoogte van de paal wordt voorzien van 50 tot 160 cm, met een typische hoogte van 80 cm.
De buitendiameter van de paal varieert van 10 cm tot 40 cm, met een typische diameter van 22 cm.
De wanddikte van de paalbehuizing kan variëren van 5 mm tot 20 mm, met als typische dikte 15mm.
De voetplaat kan gemaakt worden uit een zware vlakke plaat, doch bij voorkeur bestaat de voetplaat uit cen gietijzeren plaat variërend van diameter 35 cm tot 70 cm, met als typische diameter 40 cm.
De beoogde uitzwaai van de paal wordt gehouden tussen 25 en 50 centimeter met een typische uitzwaai van 40 centimeter.
De voetplaat kan vastgehecht worden met bouten, cxpansiebouten of andere verankeringsmiddelen.
De keuze van verende elementen, in casu, aantal en densiteit van elastomere schijven wordt afhankelijk van de te verwachten normale gemiddelde impact berekend en aangepast, zodat bij een aanrijding de paal de maximale verende uitwijking kan leveren en zodoende de ideale energie-absorptie kan leveren. Om dit te berekenen, houdt men rekening met de massa van de voertuigen en hun snelheid waarmee zij in de onmiddellijke omgeving van de beschermingspaal fungeren.
<Desc / Clms Page number 1>
DESCRIPTION Impact-resistant and energy-absorbing protective pole The present invention relates to a protective pole as a barrier for vehicles against objects or persons to be protected. The protection post consists of an above-ground section that allows a limited spring-loaded impact-absorbing deflection, thereby minimizing damage to the pole and damage to the colliding vehicle. With further deviation, it obtains the properties of a rigid steel construction, so that the object is optimally protected. The post is anchored in the bottom by means of a bottom plate.
The mechanism of spring action and energy absorption is contained in the aboveground part of the pole and consists of compressible rubber disc-shaped elements. To make the protection more efficient and to stop the impact, the pole contains a detection mechanism that triggers an alarm. The pole can be used for places with slow traffic, such as in parking spaces and in commercial centers, for protecting machines, installations, people and passages for all types of internal and external transport equipment, even protecting against vandalism of shops due to its barrier function.
The impact absorption and the resilient properties can be adapted to the te
EMI1.1
expected impact by adjusting the amount or type of rubber elements. t. D At present there are a number of posts that only partly meet the characteristics of the invention mentioned here. Patents US 3,693,940 and 4,729,690 describe energy-absorbing and self-straightening piles with a steel spring mechanism located in a base below ground level. It is also the case that these posts do not have the capacity to bring vehicles to a complete stop after the resilience has been worked out,
EMI1.2
since, due to a sufficiently high impact, these completely collapse to preserve their non-destructive character.
The placement of and maintenance work on such posts are labor-intensive because of their anchoring system in the soil.
<Desc / Clms Page number 2>
These posts are primarily intended as non-destructive road marking beacons.
An even lighter version of similar poles can be found in the domain of ski sport, among others in patent US 4.806.046.
Patent application EP 571,082 describes an impact-absorbing pole which also acts as a vehicle barrier, but whose embodiment differs from the invention referred to here, due to the fact that the resilient and absorbent mechanism is partly located in a rigid base. This base must either be sunk into the ground, making the construction labor-intensive or placed on top of the ground, so that only a part of the visible structure has resilient and energy-absorbing properties.
The object of the invention is a protective post in the general sense of the word which moves as a result of an impact and evokes a certain resistance.
The operation of the post with a high impact is divided into 2 steps. In a first step, the pole will tilt under the influence of the impact. This will cause deformation of resilient elements that are situated in the pile. The post itself will not deform. After the impact has disappeared in this phase, the pole will return to its original position. During the deformation of the resilient elements in this phase, the energy of the impact will be absorbed by the latter.
The resilient elements are located inside the aboveground part of the pole.
These consist of one or more rubber or elastomeric disks held together and partially compacted by a steel U-bracket. This U-bracket also forms the anchoring of the post to the base plate. U-bracket and base plate form a hinged connection. The base plate is anchored to the bottom by bolts or other rigid anchors.
Depending on the intended resilient deformation and the expected impact of the vehicles in the intended circumstances, such as passenger cars, trucks, load trucks, the resilient elements can be adjusted in density or in number or by the imposed clamping force.
After maximum utilization of the energy absorption via the elastomeric discs, the remaining impact is absorbed in a second phase by the metal structure of the pole, which now behaves as a rigid construction. In this situation too, one can take into account the expected impact by dimensioning the metal pole. Here
<Desc / Clms Page number 3>
the barrier property prevails as a protection element of an object to be protected.
The post considered is also equipped with a movement detection and alarm. The purpose of this is to make protection more efficient by giving a warning to the driver of the vehicle and possibly to the people in the area. This early warning allows the driver to react in time and to prevent irreversible damage to the pole and vehicle. The detection can be performed by a multitude of sensors, the alarm can be carried out audibly and / or visually.
The detector is mounted in the pole and can consist of a movement, tilt, vibration or acceleration sensor. The alarm can be installed in the pole or outside the pole. The alarm can be performed in various ways with the most appropriate signaling, either auditory or visual with flashing lights, flashing lights, stroboscope, etc .; either with both. The alarm can also be connected to electronic recording equipment or telemetry to have accurate data for control purposes.
The most appropriate application of the pole is situated in environments where an impact occurs at a low speed. This means, inter alia, the industrial floor where forklifts operate with cargo, loading and unloading where trucks usually have to position themselves backwards, all actions in the immediate vicinity of positioning goods on transport equipment or production equipment and places where people must be protected.
Wherever objects or subjects are to be given absolute protection against collisions, this also includes: a. Vandalism prevention of shop windows, road markings, fencing of dangerous places for vehicles, protection of fences and gates and protection of people in all kinds of situations.
In general it can be said that the composite parts of the pole are chosen such that through energetic impact absorption, without definitive deformation, resistance can be offered to forces ranging up to 200 kN.
In a number of cases, either to limit the dimensions of the pole or to increase the width over which the protection must be effective, two or more poles can be connected to each other.
<Desc / Clms Page number 4>
The pole described here has a number of very specific advantages. Mounting is done by simply anchoring the base plate to an existing flat bottom. For example, one can use a classic bolt anchor for this. The lack of elements below ground level makes excavation work superfluous and prevents water immersion or seepage and the associated corrosion.
When maintenance or replacement of mechanical parts can be done on site with simple tools, the pole can be dismantled and any parts replaced.
All absorbent and resilient elements are located above ground and in the pole in an easily accessible place. Each point along the full length of the pole is an effective point of application for external forces with full retention of impact-absorbing properties.
The range of impact absorption of an individual pole can easily be adjusted to changing circumstances by adjusting the number or type of elastic discs in situ.
The optimum functioning of the pole is not influenced by the direction of the collision. The scope is therefore 360.
The protective barrier effect in 2 steps, in particular a resilient effect followed by a possibly rigid, via the elastic deformation of the steel pole wall. Detection, coupled with alarms, promotes more efficient protection and in the event of an early response from the driver, this prevents damage to the vehicle and pole.
Figure 1 is an example of a no-load free-standing protection post.
Figure 2 is the protection post in the position of maximum resilient deflection.
The embodiment shown in fig. 1 and fig. 2 consists of a base or base plate (2), fixed to the flat bottom by means of bolts (3). The outer housing of the pole (4) consists of a thick-walled steel pipe. The energy absorbing mechanism of the pole is by means of a U-shaped bracket (5)
EMI4.1
anchored to the base plate (2) by means of also a U-shape or eye (6). t:
The base plate is preferably made from sturdy cast iron or cut from a sturdy flat metal plate with welded-on eye (6).
<Desc / Clms Page number 5>
The energy-absorbing mechanism consists of one or more rubber or elastic plastic discs (7), separated by thin circular metal discs with a diameter approximately equal to the inner diameter of the housing if multiple discs are used (4).
The whole is clamped by means of two pressure plates (8 and 8 '). The spring package is held together with the help of hex nuts (9).
The lower pressure plate (8 ') is welded to the inside of the post (4).
Figure 2 gives an image of a tilted pole. The force exerted on the pole causes a compression of the rubber discs, whereby the distance between the two pressure plates (8 and 8 ') becomes smaller. At the point where the rubber discs are compressed to the maximum, the greatest deviation from the post and ditto tilt angle has been achieved. There is sufficient space in the free space above the spring mechanism in the post to accommodate sensors and / or alarm components. Auditory and / or visual alarms can come out through openings in the upper part of the pole housing (4).
The total height of the pole is provided with 50 to 160 cm, with a typical height of 80 cm.
The outer diameter of the pole varies from 10 cm to 40 cm, with a typical diameter of 22 cm.
The wall thickness of the pole housing can vary from 5 mm to 20 mm, with a typical thickness of 15 mm.
The base plate can be made from a heavy flat plate, but preferably the base plate consists of a cast iron plate ranging from diameter 35 cm to 70 cm, with a typical diameter of 40 cm.
The intended swing-out of the pole is kept between 25 and 50 centimeters with a typical swing-out of 40 centimeters.
The base plate can be attached with bolts, expansion bolts or other anchoring means.
The choice of resilient elements, in this case, the number and density of elastomeric discs is calculated and adjusted depending on the expected normal average impact, so that in the event of a collision the pole can deliver the maximum resilient deflection and thus provide the ideal energy absorption. To calculate this, the mass of the vehicles and their speed at which they operate in the immediate vicinity of the protection post are taken into account.