车载碰撞衰减器的制作方法

车载碰撞衰减器


背景技术：
发明领域
1.本发明涉及一种衰减器，该衰减器特别适用于在发生故障的车辆与第二辆(通常是静止的或缓慢移动的)车辆之间发生碰撞时吸收能量，以期最大限度地减少对两辆车的乘员的伤害，以及，更具体地，本发明涉及一种车载碰撞衰减器。这样的碰撞衰减器在共同受让的美国专利号us6,581,992、名称为车载碰撞衰减器(truck mounted crash attenuator)和编号us7,438,337、名称为车辆碰撞衰减器(vehicular crash attenuator)中公开，此两专利的全部内容各自通过引用明确地并入本文。
2.虽然申请人已经以注册商标scorpion销售了在上述专利中描述和要求保护的许多衰减器，但仍一直对产品进行开发以确保它们满足并超过不断发展的政府碰撞测试标准，并适用于各种道路工程应用。本文中所描述和要求保护的发明提供了改进，旨在制造出色的产品，以更加有用在空间和道路净空可能非常宝贵的大都市和城市地区，当然，所描述的系统可以用于任何合适的应用中。


技术实现要素：

3.本发明及其附加特征和优点可以通过参考以下结合附图的描述得到最好的理解。
4.在本发明的一个方面，提供了一种碰撞冲击衰减器，其适用于部署在车辆上，并且包括包含至少一个能量吸收模块的筒部分，以及具有支援框架的支援系统，该支援框架适用于附接筒部分到车辆。该支援系统包括致动器，该致动器被配置为使所述筒部分围绕布置在该支援系统的下半部的枢轴在展开方向和收起方向之间枢转。该支援系统还包括在其一端具有接触表面的创新锁定框架构件，该锁定框架构件可在其中接触表面接合支援框架的一部分的展开方向以及其中该接触表面与该支援框架不接合的收起方向之间致动。
5.在所示实施例中，筒部分在其展开方向时是水平的，而在其收起方向时是垂直的。锁定框架构件在其展开方向时是水平的，而在其收起方向时是垂直的。支援框架在筒部分处于其展开方向时的垂直方向和筒部分处于其收起方向时的水平方向之间枢转。
6.与锁定框架构件接触表面接触的支援框架的该部分位于枢轴上方。这种布置允许在车辆碰撞的情况下加强支援框架，从而它不会在冲击力下围绕枢轴坍塌。在所示实施例中，枢轴位于由碰撞车辆产生的分解力(resolved force)的位置的下方，而支援框架和锁定框架构件之间的接触接合位于分解冲击力的位置的上方。
7.锁定框架构件接触表面可以是可调节的，以便优化与支援框架的接合。例如，锁定框架构件接触表面可以包括可调节螺栓头，该螺栓头可以带有螺纹以延长或减小锁定框架构件的长度。
8.在所示实施例中存在第二锁定框架构件，其具有适于接合支援框架的第二部分的第二接触表面。这在支援框架的宽度方向上提供了更均匀的加固。可以优化锁定框架构件的数量以适应不同的环境和操作条件。如上所述，与锁定框架构件接触表面接触的支援框
架的部分位于支援框架的上半部。
9.在本发明的另一方面，描述了一种部署设置在主车辆后部的碰撞冲击衰减器的方法。该方法包括将连接碰撞冲击衰减器的筒部至主车辆的支援框架从水平方向枢转至竖直方向，同时将筒部从收起方向枢转至展开方向，其中筒部在后面水平延伸主车辆的后部。支援框架和筒部分的枢转围绕沿着支援框架的下半部设置的枢轴发生。另一方法步骤包括将锁定框架构件从收起方向移动到展开方向，使得锁定框架构件一端的接触表面接合支援框架的一部分。
10.在所描述的方法中，在移动锁定框架构件的步骤之前执行使支援框架枢转的步骤。进一步的步骤可以包括调整接触表面的位置以优化与支援框架的该部分的接合，该步骤可以通过具有螺纹的螺栓头来执行以延长或减小锁定框架构件的长度。
11.移动锁定框架构件的步骤还可包括移动第二锁定框架构件，使得第二锁定框架构件的一端的第二接触表面接合支援框架的第二部分。
12.移动锁定框架构件的步骤可以包括将锁定框架构件从其竖直的收起位置枢转到其水平的展开位置。如上所述，与锁定框架构件的接触表面接合的支援框架的部分位于枢轴上方。
附图说明
13.图1是配备有根据本发明原理构造的车载碰撞衰减器的示例性实施例的车辆，例如卡车的侧视图；
14.图2是图1所示车载碰撞衰减器的一个示例性实施例的立体图；
15.图3是图2所示碰撞衰减器的俯视图；
16.图4是图1和图2所示碰撞衰减器的侧视图；
17.图5是立体图，其中显示碰撞衰减器从支援系统拆卸下来，以将碰撞衰减器固定到车辆；
18.图6是图2-图6所示的碰撞衰减器的后视图，在直立存放或运输方向；
19.图7是图6的碰撞衰减器的侧视图，同样处于直立存储或运输方向；
20.图8是图6和图7的碰撞衰减器的侧视图，在水平展开方向；
21.图9是用于本发明的碰撞衰减器系统的底部枢轴衰减器安装系统或支援系统(例如图5所示的支援系统)的示例性实施例的立体图；
22.图10是图9所示的支援系统处于展开位置的示意图；
23.图11是图9和图10所示的支援系统处于收起位置的示意图；
24.图12是图9-图11所示的支援系统的示意性立体图，从相对于图9的方向相反的方向；以及
25.图13是图9-图12所示支援系统的俯视示意图，包括锁定框架接触表面的细节部分。
具体实施方式
26.现在参考附图，其中在所有附图中相同的附图标记表示相同的元件，图1示出根据本发明原理构造的车载碰撞衰减器10的示例性实施例，该碰撞衰减器10附于车辆或卡车12
的后部14。在图1中，碰撞衰减器10显示为处于其水平展开方向，如图8中的情况。在图6和图7中，碰撞衰减器10显示为处于其竖直存储或运输方向。
27.图2-图8显示示例性的碰撞衰减器10的构造细节。碰撞衰减器10在许多方面类似于共同受让、已经明确地通过引用并入本文的美国专利no.6,581,992('992专利)中公开的那些，除此之外它的设计更加紧凑，这对于在拥挤的大都市或城市地区的应用特别有利，在这些地区，道路空间非常宝贵，并且需要或至少首选更小的转弯半径。更具体地，虽然'992专利中的碰撞衰减器包括支柱部分116和筒部分118，例如，如'992专利的图10所示，但本发明的碰撞衰减器10仅包括筒部分16，这表示衰减器10的长度减少到大约8英尺，与例如在'992专利中公开的其他形式的碰撞衰减器中的大约13英尺不同。碰撞衰减器10可以与小至7000-7500磅(大约3200-3500千克)的主车辆12一起使用，从而为较小的主车辆提供高达50mph(80kph)的保护。
28.图6-图8显示了碰撞衰减器10处于其水平展开方向(图8)和其竖直收起方向(图6和7)，其中筒部分被升高到相对于该车辆方向的大约90度角(「单90度折叠」)。致动器(actuators)被提供作为支援系统26的一部分，用于在其展开方向和存储方向之间枢转筒部分16和相关部件。
29.筒部分16包括一对垂直隔开的弯曲构件18，其在示例性实施例中包括铝管，例如具有41/2英寸直径的管，但是可以使用具有合适的类似特性的其他材料、尺寸和构造。能量吸收模块20、22和24安装在筒部分16上。在示例性实施例中，这些模块被构造成包括布置在环境密封的铝容器中的铝蜂窝材料。铝蜂窝材料可以包括模块22和24中的1英寸蜂房(cell)以及模块20中的1/2英寸蜂房。当然，如果需要，可以选择替代材料和蜂房尺寸。蜂窝材料可以包括冲压在组件中间的间隔孔，用于排出蜂窝中的空气，已经发现当向碰撞衰减器10施加起始力时，这可以提高稳定性。
30.碰撞衰减器10适于附接到设置在车辆12的后端14上的支援系统26。支援系统26在示例性实施例中由诸如钢的刚性材料构成，但也可以由其他类似材料制成。
31.在图5中，第一种类型的支援系统26被显示为与筒部分16一起使用。此第一种类型的支援系统26是「低枢轴(low-pivot)」支援系统，并结合图10-图14的绘示将在下文中更详习地描述。此系统还可以与「高枢轴(high-pivot)」支援系统一起使用，其类型更类似于例如在'992专利中所示使用的那些系统。
32.如图5和图9-图13所示，本发明的低枢轴支援系统26的一个特殊优点为，它有利地允许存储系统10的垂直高度，如图7和图9所示，使其在10英尺以下，而对于高枢轴支援系统，系统10的存储垂直高度超过11英尺。此外，申请人有利地发现，本发明的低枢轴支援系统操作以抑制碰撞衰减器10下方的碰撞车辆的钻进(underride)，否则这对于碰撞车辆的乘员可能是特别危险的。
33.现在特别参考图9-图13，其更详细地示出了低枢轴支援系统26。支援系统26包括用于连接到碰撞衰减器10的支援框架28、用于连接到卡车/车辆12的卡车侧架30、以及防钻进锁定框架构件32。图10示出了支援系统26在其展开方向，而图11示出了支援系统26在其收起方向。
34.在操作上，当将碰撞衰减器10从图11所示的收起位置展开到图10所示的展开位置时，致动器系统42将支援系统26的支援框架28从图11所示的水平方向，绕枢轴34枢转，移动
到图10所示的垂直方向，如图11中的箭头所示。一旦支援框架28直立，防钻进锁定框架构件32被致动，围绕枢轴接头40，从图11中所示的收起垂直方向到图10中所示的水平方向，如图11中的第二个箭头所示。当锁定框架构件32处于其展开的水平方向时，如图10中的箭头所示，在每个框架构件32的端部的螺栓头(bolt heads)38与支援框架28接合，以提供抵抗车辆撞击力的阻力。螺栓头可以通过与螺栓的螺纹接合而被调节，以优化接合。锁定框架臂32在枢轴点34正上方提供与支援框架的两个接触点。
35.车辆撞击碰撞衰减器的力通常位于安装系统的枢轴上方一定距离「d」(图10)。如果不存在锁定框架，则会围绕枢轴产生角加速度，这将导致支援框架和系统旋转。然后，这种旋转将允许衰减器的撞击表面升起，并因此可能允许撞击车辆钻入。锁定框架32提供不允许这种旋转发生的阻力。
36.因此，尽管已经示出和描述了本发明的示例性实施例，但是应当理解，这里使用的所有术语都是描述性的而不是限制性的，并且本领域普通技术人员在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出许多改变、修改和替换。