ДОРОЖНЫЙ ЗНАК

Полезная модель относится к техническим средствам для регулирования дорожного движения.
Известен дорожный знак выполненный в виде плоскости, боковые грани которого выполнены в виде отбортовок. (см. ЕР 1577030 A1).
Недостатком конструкции является ее недостаточная жесткость.
Наиболее близким является знак, содержащий корпус в виде плоской лицевой панели с кромками, выполненными отбортованными или закрепленными в жесткую оправу, причем корпус выполнен замкнутым коробчатым, состоящим из лицевой и оборотной (задней) панели, лицевая панель заштампована по кромке (свид. на полезную модель RU №6806)
Недостатком конструкции является сложность изготовления знака и недостаточная его жесткость при эксплутации.
Задачей полезной модели является увеличение прочностных характеристик дорожных знаков, за счет повышения упругих деформаций конструкции.
Поставленная задача решается тем, что в дорожном знаке содержащем плоскую лицевую панель с кромками, выполненными в виде одинарных отбортовок, на концах одинарных отбортовок выполнены дополнительные вторые отбортовки;
- ширина дополнительной, второй отбортовки не менее 1/3 ширины одинарной отбортовки.
Полезная модель поясняется чертежами, где на:
фиг.1 - знак прямоугольной формы с двойной отбортовкой.
фиг.2 - знак квадратной формы с двойной отбортовкой.
фиг.3 - знак круглой формы с двойной отбортовкой.
фиг.4 - знак треугольной формы с двойной отбортовкой.
Фиг.5 - знак квадратной формы с вырубленными радиусами.
Фиг.6 - знак квадратной формы с одинарной отбортовкой.
Дорожный знак содержит основную лицевую панель 1, с кромками, выполненными в виде одинарных отбортовок 2, на концах которых дополнительно выполнены вторые отбортовки 3, причем, ширина дополнительной второй отбортовки не менее 1/3 ширины одинарной отбортовки.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом.
По прототипу дорожный знак состоит из металлической подложки - основа знака.
Металлическая подложка дорожного знака выполняется из листового холоднокатаного металла. Для изготовления металлической подложки дорожного знака производители используют общепринятую технологию:
вырубается листовая заготовка (треугольная, квадратная, прямоугольная, круглая);
механическим способом вырубаются радиуса на заготовке (за исключением круглого знака);
с помощью листогиба загибаются стороны знака, образуя отбортовку.
По данной технологии получается металлическая подложка дорожного знака с вырубными радиусами (фиг.5). Данная подложка не обладает достаточными жесткостными характеристиками, так как отбортовка прерывается вырубными радиусами, т.е. данный знак имеет определенную жесткость только по стороне, а так как радиус знака не имеет отбортовки при возникновении усилия на плоскость знака он деформируется по диагонали.
У предлагаемого дорожного знака, вырубленные металлические заготовки подвергаются холодно-листовой штамповке.
При холодно-листовой штамповке происходит деформация металла, как на стороне, так и на радиусе дорожного знака, т.е. происходит наклеп (упрочнение) металла, повышение предела прочности.
После штамповки получается металлическая подложка 1 дорожного знака с одинарной отбортовкой 2 шириной 17 мм по всему периметру штампованной заготовки (фиг.6).
Данную металлическую подложку 1 уже можно считать готовой для наклейки светоотражающей маски, так как ее прочностные характеристики на порядок выше знаков произведенных по стандартной технологии за счет одинарной отбортовки по всему периметру дорожного знака. Однако практика эксплуатации дорожных знаков показывает, что данные прочностные характеристики не достаточны. В зимнее время при содержании автомобильных дорог, спец. машины (КДМ) на большой скорости производят уборку снега. Образующаяся
снежная лавина (скоростной отвал) загибает дорожные знаки даже по отбортованной плоскости. Это происходит за счет того, что одинарная отбортовка не обладает высокими упругими деформациями.
Для того чтобы снизить уровень пластических деформаций и повысить упругие (изгибная жесткость и накручение), штампованная заготовка подвергается вальцовке на спец машине. Вальцовка производится по всему периметру штампованной заготовки и на концах одинарных отбортовок дополнительно выполняются вторые отбортовки 3. Вторая отбортовка 3, шириной не менее 1/3 от ширины основной отбортовки 2, повышает прочностные и жесткостные характеристики дорожному знаку, а также повышает уровень упругих деформаций. Ширина дополнительной отбортовки не менее 1\3 ширины одинарной отбортовки, т.к. выполнение второй отбортовки большего размера снижает прочностные характеристики деформируемой кромки знака и способствует накоплению пыли и влаги, что в дальнейшем приводит к коррозии металла.
Сводная таблица жесткостей дорожных знаков.
Форма знака, исполнение
Жесткость контура знака
изгибная Е·I, н·мм<sup>2</sup>
на кручение G·I<sub>p</sub>, н·мм<sup>2</sup>
1. Прямоугольная форма
- с вырубленными углами
72,2·10<sup>5</sup>
35,14·10<sup>5</sup>
- с одинарной отбортовкой по всему периметру
2246,5·10<sup>5</sup>
39,38·10<sup>5</sup>
- с двойной отбортовкой по всему периметру
18526,0·10<sup>5</sup>
83,76·10<sup>5</sup>
2. Квадратная форма
- с вырубленными углами
93,36·10<sup>5</sup>
82,45·10<sup>5</sup>
- с одинарной отбортовкой по всему периметру
2305,6·10<sup>5</sup>
87,16·10<sup>5</sup>
- с двойной отбортовкой по всему периметру
31222,0·10<sup>5</sup>
179,2·10<sup>5</sup>
3. Треугольная форма
- с вырубленными углами
61,0·10<sup>5</sup>
97,5·10<sup>5</sup>
- с одинарной отбортовкой по всему периметру
5547,4·10<sup>5</sup>
118,35·10<sup>5</sup>
- с двойной отбортовкой по всему периметру
48795,8·10<sup>5</sup>
208,0·10<sup>5</sup>
4. Круглая форма
- с одинарной отбортовкой по всему периметру
185,2·10<sup>5</sup>
296,24·10<sup>5</sup>
- с двойной отбортовкой по всему периметру
147446,0·10<sup>5</sup>
594,8·10<sup>5</sup>
Анализ сравнения изгибных жесткостей и жесткостей на кручение знаков прямоугольной формы с тремя вариантами выполнения контура знака выявил:
наличие вырезов в углах контура снижает изгибную жесткость знака более, чем в 100 раз, а жесткость на кручение до 32% по сравнению с одинарной отбортовкой по всему периметру знака;
выполнение одинарной отбортовки по всему периметру устраняет вышеуказанный недостаток и способствует выравниванию жесткости по всему контуру;
наличие двойной отбортовки по сравнению с одинарной отбортовкой по всему периметру повышает изгибную жесткость контура знака в 8,2 раза по сравнению с одинарной отбортовкой по всему периметру и в 256,6 раза по сравнению с жесткостью знака с вырубленными углами;
наличие двойной отбортовки увеличивает жесткость на кручение по сравнению с одинарной отбортовкой по всему периметру от 2,06 до 2,13 раза, а по сравнению с жесткостью знака с вырубленными углами от 2,17 до 2,38 раза. Анализ сравнения изгибных жесткостей и жесткостей на кручение знаков квадратной формы с тремя вариантами выполнения контура выявил:
наличие вырезов в углах знака снижает жесткость знака в 62,6 раза, а жесткость на кручение на 5,7% по сравнению с одинарной отбортовкой по всему периметру знака;
выполнение одинарной и двойной отбортовки по всему периметру устраняет вышеуказанный недостаток и способствует выравниванию жесткости на кручение и изгиб по всему контуру знака;
наличие двойной отбортовки по сравнению с одинарной по всему периметру и с вырубленными углами повышает изгибную жесткость контура знака в 13,5 раз до 334,4, а жесткость на кручение до 2,17 раза.
Анализ сравнения изгибных жесткостей на кручение знаков треугольной формы с тремя вариантами выполнения контура знака выявил:
наличие вырезов в углах контура снижает изгибную жесткость знака до 347 раз, а жесткость на кручение до 46% по сравнению с одинарной отбортовкой;
выполнение как одинарной, так и двойной отбортовки по всему периметру устраняет неравномерность в распределении жесткости по сечениям знака;
наличие двойной отбортовки по сравнению с одинарной отбортовкой по всему периметру повышает изгибную жесткость контура в 8,8 раза, а жесткость на кручение в 1,76 раза;
жесткость на изгиб во много раз (от 18,75 до 31,58) превышает жесткость на кручение. Это говорит о том, что в знаках преобладающей будет деформация кручения. Анализ сравнения изгибных жесткостей на кручение знаков круглой формы с одинарной и двойной отбортовкой показал:
знаки с двойной отбортовкой обладают большей жесткостью как на изгиб, так и на кручение (в 2 раза) по сравнению со знаками с одинарной отбортовкой;
отличительной особенностью знаков круглой формы является повышенная жесткость контура знака по сравнению с его средними сечениями, что способствует повышению жесткости знака в целом.
Преимуществом заявляемой конструкции знака является увеличение эксплуатационных характеристик дорожного знака за счет увеличения упругих деформаций, а следовательно снижение затрат на содержание и ремонт средств дорожно-знаковой информации.