碰撞衰減器的制造方法
【專利說(shuō)明】碰撞衰減器
[0001]本申請(qǐng)要求于2013年9月11日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/876,523的權(quán)益，這里通過(guò)引證將其全部公開(kāi)內(nèi)容結(jié)合于本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明總體涉及碰撞衰減器，并且特別地涉及適于安裝于車輛并且在撞擊過(guò)程中可坍縮的碰撞衰減器。
【背景技術(shù)】
[0003]多年來(lái)，車載衰減器(TMA)已在國(guó)家公路上使用以保護(hù)位于工地和鄰近高速交通的其他區(qū)域的道路工人。這些碰撞緩沖器通常安裝于工作卡車或其他庇護(hù)車輛(shadowvehicle)的后部并且然后放置在正在施工處之后一定距離處。這樣，它們保護(hù)道路工人免受可能已偏離開(kāi)放行車道并且否則將對(duì)道路工人造成威脅的失控車輛。類似地，可能存在需要由一個(gè)道路工人加濕緩慢移動(dòng)的庇護(hù)車輛進(jìn)行的道路維護(hù)操作。在這種情況下，萬(wàn)一有車輛撞擊庇護(hù)車輛，庇護(hù)車輛的駕駛員也可受到車載衰減器的保護(hù)。
[0004]道路工人并非TMA的僅有受益者。失控車輛的駕駛員也會(huì)受益，因?yàn)榕c碰撞緩沖器的撞擊可降低由于這種撞擊而導(dǎo)致的潛在傷害。
[0005]碰撞緩沖器(諸如在June名下的美國(guó)專利N0.5,642,792和Leonhardt名下的美國(guó)專利N0.6，092，959中公開(kāi)的碰撞緩沖器)包括由支撐結(jié)構(gòu)支撐的管殼，這些管殼可釋放并被允許坍縮，例如通過(guò)復(fù)雜的觸發(fā)機(jī)構(gòu)或釋放纜線，所述觸發(fā)機(jī)構(gòu)或釋放纜線使系統(tǒng)穩(wěn)定并且將管殼保持為剛性直到它們被失控車輛撞擊為止。這樣的系統(tǒng)可能是昂貴的，所述系統(tǒng)構(gòu)造成具有需要精確焊接和機(jī)加工的多個(gè)鉸接位點(diǎn)，使得所有的鉸接構(gòu)件在組裝過(guò)程中正確對(duì)準(zhǔn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明由所附權(quán)利要求限定，并且本章節(jié)中的內(nèi)容不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是對(duì)權(quán)利要求構(gòu)成限制。
[0007]在一個(gè)方面，碰撞衰減器的一個(gè)實(shí)施例包括框架，該框架具有與撞擊前構(gòu)造的鉸接組件剛性連接的第一和第二框架構(gòu)件。第一框架和第二框架與處于撞擊構(gòu)造中的鉸接組件鉸接連接，其中當(dāng)鉸接組件處于撞擊構(gòu)造時(shí)，鉸接組件包括活動(dòng)鉸鏈。
[0008]在另一方面，使用碰撞衰減器衰減來(lái)自碰撞車輛的能量的方法包括:提供框架，該框架具有在碰撞前構(gòu)造中與鉸接組件剛性連接的第一框架構(gòu)件和第二框架構(gòu)件;撞擊碰撞衰減器；以及使第一框架構(gòu)件相對(duì)于第二框架構(gòu)件圍繞鉸接組件移動(dòng)至碰撞構(gòu)造，其中當(dāng)?shù)谝缓偷诙蚣軜?gòu)件移動(dòng)至撞擊構(gòu)造時(shí)鉸接組件充當(dāng)活動(dòng)鉸鏈。
[0009]相比于其他碰撞衰減器系統(tǒng)而言，碰撞衰減器及其制造和使用方法的各個(gè)實(shí)施例提供顯著的優(yōu)點(diǎn)。舉例而言且非限制性地，可使用最少的部件氫氣和快速將框架組裝，其中鉸接組件在正常操作過(guò)程中提供框架構(gòu)件的剛性連接，并且鉸接組件在撞擊構(gòu)造中還提供活動(dòng)鉸鏈，從而允許衰減器的坍縮。
[0010]已通過(guò)一般性介紹的方式給出前述段落，并且它們不旨在限制所附權(quán)利要求的范圍。通過(guò)參照下文接合附圖給出的詳細(xì)描述，將最佳地理解各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例和其他優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為連接至處于部署位置的車輛的碰撞衰減器的后方透視圖。
[0012]圖2為圖1所示碰撞衰減器的透視圖。
[0013]圖3為沿著圖2的線3截取的示出了同框架元件之間連接的放大局部圖。
[0014]圖4為沿著圖2的線4截取的示出了側(cè)部框架元件的鉸接區(qū)段的放大局部圖。
[0015]圖5為連接至處于縮回位置的車輛的碰撞衰減器的后方透視圖。
[0016]圖6為第一側(cè)部元件的透視圖。
[0017]圖7為第二側(cè)部元件的透視圖。
[0018]圖8為側(cè)部元件的另一所述的透視圖。
[0019]圖9為沿著圖8的線9截取的側(cè)部元件端部的放大局部圖。
[0020]圖10為沿著圖8的線10截取的側(cè)部元件的鉸接區(qū)段的放大局部圖。
[0021]圖11-圖13示出了撞擊過(guò)程中鉸接區(qū)段的順序操作。
[0022]圖14-圖16示出了撞擊過(guò)程中端部連接區(qū)段的順序操作。
【具體實(shí)施方式】
[0023]應(yīng)當(dāng)理解的是，如本文使用的術(shù)語(yǔ)“縱向”意味著或者涉及碰撞衰減器I的撞擊端110與連接端120之間的長(zhǎng)度或長(zhǎng)向方向100，并且符合和限定通常平行于交通流方向的“軸向撞擊方向”。如本文使用的術(shù)語(yǔ)“側(cè)向”意味著沿著側(cè)邊方向160指向碰撞衰減器側(cè)部或指向其之間(或與其垂直)。術(shù)語(yǔ)“前方”、“前向”、“前向地”及其變型是指與連接端120(其將碰撞衰減器I連接至庇護(hù)車輛2或類似)相關(guān)的位置或定向，而術(shù)語(yǔ)“后方”、“后向”、“后向地”及其變型是指與碰撞衰減器I的撞擊端110(其接收撞擊車輛)相關(guān)的位置或定向。術(shù)語(yǔ)“下游”是指遠(yuǎn)離撞擊端110并朝向碰撞衰減器I連接端120的位置或定向，而術(shù)語(yǔ)“上游”是指朝向撞擊端110并遠(yuǎn)離碰撞衰減器I連接端120的位置或定向。因此例如，定位在另一部件下游的部件更靠近連接端120，并且反之亦然，定位在另一部件上游的部件更靠近撞擊端110。術(shù)語(yǔ)“舷外”是指朝向碰撞衰減器I最外側(cè)邊緣的方向或定向，而術(shù)語(yǔ)“舷內(nèi)”是指遠(yuǎn)離碰撞衰減器I最外側(cè)邊緣并朝向中央的方向或定向。術(shù)語(yǔ)“上方”是指朝向碰撞衰減器I最頂部邊緣的豎直方向或定向，而術(shù)語(yǔ)“下方”是指朝向地面的豎直方向或定向。術(shù)語(yǔ)“耦接”意味著例如與中介構(gòu)件連接或接合(直接或間接)，并且接合無(wú)需是固定的或永久的(盡管接合可以是固定的或永久的)，并且包括機(jī)械和電氣連接兩者。應(yīng)當(dāng)理解的是，如本文使用的數(shù)量術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”和“第三”不表示部件的任何特定次序或順序;例如“第一”和“第二”機(jī)架可表示這些機(jī)架的任何次序，并且不限于第一和第二機(jī)架，除非另有規(guī)定。如本文使用的術(shù)語(yǔ)“易碎的”意味著會(huì)破裂成兩個(gè)或多個(gè)片。術(shù)語(yǔ)“屈服”意味著彎曲或變形而未破裂。
[0024]圖1示出了連接至庇護(hù)車輛2的碰撞衰減器I。碰撞衰減器I由后方機(jī)架3和前方機(jī)架4組成。后方機(jī)架3包括由側(cè)部框架5(稱為臂組件5)連接的撞擊框架6和后方中間框架7。管殼10和11設(shè)置在后方機(jī)架3內(nèi)。前方機(jī)架4包括由側(cè)部框架50(也稱為臂組件)連接的前方中間框架8和后撐框架50。管殼12設(shè)置在前方機(jī)架4內(nèi)。
[0025]當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，可對(duì)上述實(shí)施例做出各種改變。例如，碰撞衰減器可形成為多于兩個(gè)機(jī)架并且每個(gè)機(jī)架可具有設(shè)置在其內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)管殼或者不具有管殼。碰撞衰減器還可為圖1所示形式，其中兩個(gè)機(jī)架鉸鏈設(shè)置在中間。類似地，碰撞衰減器可以美國(guó)專利N0.6，092，959中描述的方式設(shè)計(jì)，其中衰減器不鉸接在機(jī)架之間，而是鉸接在支撐車輛的后方。其他實(shí)施例可采取如美國(guó)專利N0.7,874,572中描述的拖車衰減器的形式，或者如美國(guó)專利N0.5，642，792中描述的帶有連接管殼的單個(gè)機(jī)架。在此，通過(guò)引證將美國(guó)專利N0.6，092，959、7，874，572和5，642，792的全部公開(kāi)結(jié)合于本文中。
[0026]在優(yōu)選實(shí)施例中，框架元件5、6、7、8、9和50由焊接鋼構(gòu)建，包括結(jié)構(gòu)鋼管盤(pán)、角鋼或合適的其他鋼形狀。其他實(shí)施例可使用用于這些元件的其他結(jié)構(gòu)材料，諸如鋁、塑料、纖維玻璃等。在優(yōu)選實(shí)施例中，管殼10、11和12由鋁單元制成，例如在美國(guó)專利N0.4，711，481和美國(guó)專利N0.6，092，959中描述的。其他實(shí)施例可使用其他合適的緩沖材料，諸如鋼片、鍍錫鋼、塑料或覆蓋有合適外殼的紙板。
[0027]圖2為碰撞衰減器I的另一視圖，示出了將后方中間框架7連接至中間框架8的鉸接組件72。鉸接組件72具有圖2所示旋轉(zhuǎn)軸線130。圖2還示出了防撞器71，后方機(jī)架3在已圍繞旋轉(zhuǎn)軸線130旋轉(zhuǎn)180度時(shí)擱置在該防撞器上。圖2還示出了緊固件60。緊固件60將臂5連接至撞擊框架6和后方中間框架7。緊固件60還將臂50連接至前方中間框架8和后撐框架9。
[0028]圖3為側(cè)部框架5和50與中間框架7和8的連接的詳細(xì)視圖。具體而言，圖3示出了使用緊固件60連接至后方中間框架7的側(cè)部框架5。圖3還示出了通過(guò)額外緊固件60連接至前方中間框架8的側(cè)部框架50。
[0029]圖4為示出了內(nèi)板52和外板51的側(cè)部框架50的中央鉸接區(qū)段的細(xì)節(jié)。
[0030]圖5為碰撞衰減器I的視圖，其中后方機(jī)架3已圍繞旋轉(zhuǎn)軸線130旋轉(zhuǎn)180度，使得撞擊框架9的頂部后方擱置在防撞器71(未示出)上。圖5還示出了中央定位的液壓缸70，該液壓缸已延伸從而使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)73致動(dòng)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)而使得后方中間框架7借助于鉸接組件72相對(duì)于前方中間框架8圍繞旋轉(zhuǎn)軸線130旋轉(zhuǎn)。液壓缸70和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)73的其他細(xì)節(jié)可在美國(guó)專利N0.6,905,282中找到。
[0031]圖6為碰撞衰減器I的側(cè)部框架5的視圖。側(cè)部框架5包括配置成且稱為后方管85的第一框架構(gòu)件85，該第一框架構(gòu)件通過(guò)鉸接組件380與配置成且稱為前方管86的第二框架構(gòu)件連接，鉸接組件包括外鉸接構(gòu)件80和內(nèi)鉸接構(gòu)件81。在圖6所示實(shí)施例中，外鉸接構(gòu)件80相比于內(nèi)鉸接構(gòu)件81由更薄的材料制成，并且在一個(gè)實(shí)施例中配置成板。盡管圖6示出了兩個(gè)鉸接構(gòu)件80和81，然而應(yīng)當(dāng)理解的是，一些設(shè)計(jì)可僅僅包括一個(gè)鉸接構(gòu)件，例如通過(guò)省去外鉸接構(gòu)件80或內(nèi)鉸接構(gòu)件81。
[0032]圖6還示出了豎直構(gòu)件87，這些豎直構(gòu)件連接后方管85和前方管86的對(duì)應(yīng)的對(duì)，從而賦予側(cè)部構(gòu)件5額外的剛度并且將頂部管構(gòu)件限制于底部管構(gòu)件。盡管豎直構(gòu)件87在多個(gè)設(shè)計(jì)中是有益的，然而存在可利用額外豎直構(gòu)件或根本不具有豎直構(gòu)件的其他設(shè)計(jì)，從而形成臂構(gòu)件的兩個(gè)單獨(dú)對(duì)。還可存在利用角鋼構(gòu)件的設(shè)計(jì)，如在美國(guó)專利N0.6，092，959中公開(kāi)的。還應(yīng)當(dāng)理解的是，可對(duì)管85、86和87使用其他類型的結(jié)構(gòu)元件，諸如角鋼、圓鋼、C槽鋼、T形鋼、I形鋼、Σ形鋼等。還應(yīng)當(dāng)理解的是，可對(duì)鉸接構(gòu)件80和81使用其他形狀或材料。
[0033]在第一和第二框架構(gòu)件或者后方管85和前方管86的端部布置有外連接支架82和內(nèi)連接支架83。在圖6所示實(shí)施例中，通過(guò)焊接將側(cè)部框架5的各個(gè)元件保持在一