碰撞衰減器的制造方法
【專利說明】碰撞衰減器
[0001]本申請要求于2013年9月11日提交的美國臨時申請N0.61/876,523的權(quán)益，這里通過引證將其全部公開內(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程中可坍縮的碰撞衰減器。
【背景技術(shù)】
[0003]多年來，車載衰減器(TMA)已在國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放行車道并且否則將對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道路工人加濕緩慢移動的庇護(hù)車輛進(jìn)行的道路維護(hù)操作。在這種情況下，萬一有車輛撞擊庇護(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受益，因為與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名下的美國專利N0.5,642,792和Leonhardt名下的美國專利N0.6，092，959中公開的碰撞緩沖器)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，例如通過復(fù)雜的觸發(fā)機構(gòu)或釋放纜線，所述觸發(fā)機構(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加工的多個鉸接位點，使得所有的鉸接構(gòu)件在組裝過程中正確對準(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)為是對權(quán)利要求構(gòu)成限制。
[0007]在一個方面，碰撞衰減器的一個實施例包括框架，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，鉸接組件包括活動鉸鏈。
[0008]在另一方面，使用碰撞衰減器衰減來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)件相對于第二框架構(gòu)件圍繞鉸接組件移動至碰撞構(gòu)造，其中當(dāng)?shù)谝缓偷诙蚣軜?gòu)件移動至撞擊構(gòu)造時鉸接組件充當(dāng)活動鉸鏈。
[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實施例提供顯著的優(yōu)點。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)造中還提供活動鉸鏈，從而允許衰減器的坍縮。
[0010]已通過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。通過參照下文接合附圖給出的詳細(xì)描述，將最佳地理解各個優(yōu)選實施例和其他優(yōu)點。
【附圖說明】
[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示出了撞擊過程中鉸接區(qū)段的順序操作。
[0022]圖14-圖16示出了撞擊過程中端部連接區(qū)段的順序操作。
【具體實施方式】
[0023]應(yīng)當(dāng)理解的是，如本文使用的術(shù)語“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之間的長度或長向方向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“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“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“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“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“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“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“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“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“下方”是指朝向地面的豎直方向或定向。術(shù)語“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“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”機架可表示這些機架的任何次序，并且不限于第一和第二機架，除非另有規(guī)定。如本文使用的術(shù)語“易碎的”意味著會破裂成兩個或多個片。術(shù)語“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由后方機架3和前方機架4組成。后方機架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)置在后方機架3內(nèi)。前方機架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)置在前方機架4內(nèi)。
[0025]當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，可對上述實施例做出各種改變。例如，碰撞衰減器可形成為多于兩個機架并且每個機架可具有設(shè)置在其內(nèi)的一個或多個管殼或者不具有管殼。碰撞衰減器還可為圖1所示形式，其中兩個機架鉸鏈設(shè)置在中間。類似地，碰撞衰減器可以美國專利N0.6，092，959中描述的方式設(shè)計，其中衰減器不鉸接在機架之間，而是鉸接在支撐車輛的后方。其他實施例可采取如美國專利N0.7,874,572中描述的拖車衰減器的形式，或者如美國專利N0.5，642，792中描述的帶有連接管殼的單個機架。在此，通過引證將美國專利N0.6，092，959、7，874，572和5，642，792的全部公開結(jié)合于本文中。
[0026]在優(yōu)選實施例中，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、角鋼或合適的其他鋼形狀。其他實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)選實施例中，管殼10、11和12由鋁單元制成，例如在美國專利N0.4，711，481和美國專利N0.6，092，959中描述的。其他實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，后方機架3在已圍繞旋轉(zhuǎn)軸線130旋轉(zhuǎn)180度時擱置在該防撞器上。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)機構(gòu)73致動，該旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進(jìn)而使得后方中間框架7借助于鉸接組件72相對于前方中間框架8圍繞旋轉(zhuǎn)軸線130旋轉(zhuǎn)。液壓缸70和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)73的其他細(xì)節(jié)可在美國專利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，并且在一個實施例中配置成板。盡管圖6示出了兩個鉸接構(gòu)件80和81，然而應(yīng)當(dāng)理解的是，一些設(shè)計可僅僅包括一個鉸接構(gòu)件，例如通過省去外鉸接構(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的對應(yīng)的對，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在多個設(shè)計中是有益的，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，從而形成臂構(gòu)件的兩個單獨對。還可存在利用角鋼構(gòu)件的設(shè)計，如在美國專利N0.6，092，959中公開的。還應(yīng)當(dāng)理解的是，可對管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所示實施例中，通過焊接將側(cè)部框架5的各個元件保持在一