吸能连接装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种吸能连接装置，其特征在于，吸能连接装置，其特征在于，包括第一接头，所述第一接头用于与其中一个被连接装置连接；第二接头，所述第二接头用于与另一个连接装置连接；连接套管，所述连接套管具有管壁和管腔；膨胀内芯，所述膨胀内芯设置于所述管腔内；所述连接套管的一端与所述第一接头连接，所述膨胀内芯设置于所述第二接头上；所述第一接头与所述第二接头通过所述膨胀内芯或者连接件在所述管腔内连接、或者通过膨胀内芯及连接件在所述管腔内连接。本发明中的吸能连接装置吸收能量，既可以起到连接装置的作用，又可以起到吸能装置的作用。
【专利说明】吸能连接装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种吸能连接装置。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，生活水平的提高，我们在追求更快捷、更舒适交通的同时，我们对安全性也有了更高的要求，这就要求我们的交通工具速度既能提的上去，也要安全的降下来。由此引发了大家对吸能缓冲装置研究的热潮，比如常见的汽车安全带、保险杠、安全气囊和复合材料蜂窝结构等等；同时吸能缓冲装置在航空航天领域也有广泛的研究和应用，比如航天器的着陆装置、飞机的起落架液压吸能装置等。总之，吸能缓冲器的结构形式各种各样，但是以上传统的吸能结构只是单纯的吸能缓冲装置而已，功能单一。当装有吸能装置的产品在正常工作时，吸能装置是一个闲置的不承载的结构，从某种程度上说这也造成了一定的浪费。
[0003]从另一方面来看，现在的吸能缓冲装置其结构过于复杂，发生故障的几率比较大，这也就意味着安全性能的降低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种功能多样的吸能连接装置。
[0005]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0006]吸能连接装置，其特征在于，包括
[0007]第一接头，所述第一接头用于与其中一个被连接装置连接；
[0008]第二接头，所述第二接头用于与另一个连接装置连接；
[0009]连接套管，所述连接套管具有管壁和管腔；
[0010]膨胀内芯，所述膨胀内芯设置于所述管腔内；
[0011]所述连接套管的一端与所述第一接头连接，所述膨胀内芯设置于所述第二接头上；
[0012]所述第一接头与所述第二接头通过所述膨胀内芯或者连接件在所述管腔内连接、或者通过膨胀内芯及连接件在所述管腔内连接；
[0013]所述第一接头与第二接头在外力作用下相互脱离连接之前，所述膨胀内芯在所述管腔内不移动；所述第一接头与第二接头在外力作用下脱离连接之后，所述膨胀内芯可随所述第二接头在所述管腔内移动，使所述连接套管的管壁产生变形。
[0014]优选地是，所述第一接头与所述第二接头通过所述膨胀内芯或者连接件、或者通过膨胀内芯及连接件可拆卸连接。
[0015]优选地是，所述第一接头与所述第二接头螺纹连接。
[0016]优选地是，所述连接件包括第一连接件，所述第一连接件为第一销子第一螺栓、或第一螺栓及螺母组合。[0017]优选地是，所述第一螺栓或第一销子贯穿所述第一接头及所述第二接头将两者连接。
[0018]优选地是，所述第一接头设置有容腔，所述第二接头上端设置于所述容腔内，所述第一螺栓或所述第一销子贯穿所述容腔的容腔壁及所述第二接头，将所述第一接头与所述第二接头连接。
[0019]优选地是，所述连接件还包括转接件，所述转接件一端与所述第一接头连接，另一端与所述第二接头连接。
[0020]优选地是，所述连接件还包括第二连接件，所述第二连接件将所述转接件及所述
第一接头连接。
[0021]优选地是，所述第二连接件包括第二销子、第二螺栓或第二螺栓及螺母组合；所述第二销子或第二螺栓贯穿所述第一接头及所述转接件将两者连接。
[0022]优选地是，所述第二销子或所述第二螺栓贯穿所述连接套管、所述第一接头及所述转接件将三者连接。
[0023]优选地是，所述转接件一端设置有第一凹槽，所述第二接头端部伸入所述第一凹槽内。
[0024]优选地是，所述第一接头包括相互连接的连杆和容腔；所述转接件上端伸入所述容腔内；所述连接套管套装在所述容腔外。
[0025]优选地是，所述转接件另一端设置有第二凹槽，所述第二凹槽伸入所述容腔内。
[0026]优选地是，所述连接套管具有尺寸较大的容置段和尺寸较小的膨胀段；所述膨胀内芯尺寸与所述容置段内壁相适应；所述第一接头与所述第二接头脱离连接后，所述膨胀内芯自所述容置段向所述膨胀段移动，并使所述膨胀段变形。
[0027]优选地是，所述容置段与所述膨胀段之间设置有一过渡段，所述过渡段一端尺寸与所述容置段相同，另一端与所述膨胀段尺寸相同。
[0028]优选地是，所述膨胀内芯具有一形状及尺寸与所述容置段相适应的肩部，及一形状与所述过渡段相适应的斜面段；在所述第一接头与所述第二接头未脱离连接之前，所述肩部不超过所述过渡段。
[0029]优选地是，所述斜面段与所述过渡段位置相对时，所述斜面段与所述过渡段具有间隙。
[0030]优选地是，所述斜面段为锥形。
[0031]优选地是，所述连接套管端部设置有加强管；所述加强管设置于所述膨胀内芯的移动方向上；所述加强管套装于所述连接套管外壁或者伸入所述管腔内；所述第一接头或所述第二接头贯穿所述加强管而端部位于所述加强管之外。
[0032]优选地是，所述加强管内设置有垫圈，所述垫圈用于填充所述第一接头或第二接头与所述加强管内壁的间隙；所述连接套管端部抵靠在所述垫圈上。
[0033]优选地是，所述垫圈由两部分以上组成，环绕所述第一接头或第二接头设置，并螺纹连接于所述加强管内。
[0034]优选地是，所述膨胀内芯与所述第二接头一体成型，所述膨胀内芯环绕所述第二接头设置，所述膨胀内芯自所述第二接头起延伸突出于所述第二接头。
[0035]优选地是，所述第一接头与所述第二接头在外力作用下脱离连接后，相向运动或相背运动。
[0036]优选地是，所述连接套管与所述第一接头的连接强度大于所述第一接头与所述第二接头的连接强度。
[0037]本发明中的吸能连接装置，既可以用作连接件，又可以用作吸能装置。在正常情况下，该装置可以作为一个承力构件使用，其既可以承受压力、也可以承受拉力，只有当外来载荷大于某一特定值时，把转接件与第一接头或第二接头的连接结构拉断后，膨胀内芯通过挤压使得连接套管产生塑性变形来吸收能量，进而达到缓冲的目的。同时该吸能缓冲装置结构简单，更换方便，况且只要经过合理的设计，其破坏模式可控，是一种优良的吸能缓冲装置。因此其在汽车、火车等交通工具上应该有广阔的应用前景，特别是在航空航天器领域，由于其空间重量的限制，该吸能结构连杆将结构件和吸能元件合二为一，这样可以很显著的节省空间和减少结构重量，必将有广阔的应用前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1为实施例1的结构示意图。
[0039]图2为图1的正视图。
[0040]图3为实施例1的拆分结构示意图。
[0041 ]图4为图2的A-A剖视示意图。
[0042]图5为实施例2的结构剖面示意图。
[0043]图6为实施例3的结构剖面示意图。
[0044]图7为实施例4的结构剖面示意图。
【具体实施方式】
[0045]以下结合实施例和附图对本发明进一步说明。
[0046]实施例1
[0047]如图1至图4所示，吸能连接装置，用于连接两个被连接装置，其包括第一接头10、第二接头20和连接套管30。第一接头10与第二接头20分别与一个被连接装置连接。第一接头10与被连接装置的连接方式可采用现有技术。第二接头20与被连接装置的连接方式可采用现有技术。第一接头10、第二接头20及连接套管30的横截面形状可依据使用场合设置。横截面为垂直于轴线的截面。本实施例以其横截面为圆形为例说明。第一接头10包括一段扁平型的连杆11与容腔13。
[0048]连接套管30具有管壁304和圆形的管腔305。连接套管30沿轴向具有一直径较大的容置段301和膨胀段303。容置段301与膨胀段303通过一过渡段302连接。过渡段302 一端尺寸与容置段301直径相同，另一端与膨胀段303尺寸相同。过渡段302围成一段圆锥形的管腔。连接套管上端306套装在容腔13外。连接套管下端307安装有增强管50。增强管50套装在连接套管30的下端，两者螺纹连接。增强管上端501尺寸大于增强管下端502。增强管50内安装有垫圈60。垫圈60由两部分组装而成，填充增强管50与第二接头20之间的间隙。垫圈上端601尺寸大于垫圈下端602，且大于增强管下端502的尺寸。垫圈60尺寸与增强管50相适应。垫圈60与增强管50螺纹连接。本发明的一个优选实施例中，垫圈60采用橡胶垫圈。[0049]第二接头20为自上端201延伸至下端202的圆柱形结构。其端部也可设置为扁平状，方便连接。第二接头20上设置有膨胀内芯22。膨胀内芯22为环绕第二接头20设置，自第二接头20起延伸突出于第二接头20。膨胀内芯22为圆锥形状。膨胀内芯22与第二接头20—体成型。膨胀内芯22位于上端201与下端202之间，更靠近上端201。膨胀内芯22具有一形状及尺寸与容置段301相适应的肩部221，及一形状与过渡段302相适应的斜面段222。膨胀内芯22与上端201之间的第二接头20为扁平状，方便连接。
[0050]转接件70下端设置有第一凹槽71，上端设置有第二凹槽72。转接件70的上端伸入容腔13内。第二螺栓41贯穿连接套管30、第一接头10和转接件70，其端部螺纹连接有螺母42。第二螺栓41将第一接头10、连接套管30连接及与转接件70三者连接。第二接头上端201伸入第一凹槽71内。第一销子80贯穿第一凹槽71的槽壁711及第二接头20，将转接件30与第二接头20连接。
[0051]转接件70同时与第一接头10和第二接头20连接时，膨胀内芯22的肩部221位于容置段301内。在第一接头10与第二接头20未脱离连接之前，肩部221不超过过渡段302。斜面段222与过渡段302正好相对时，斜面段222与过渡段302之间具有间隙。第二接头20穿过垫圈60及加强管50。
[0052]本实施例使用时，可以设置连接套管30与第一接头10及转接件70的连接强度大于转接件30与第二接头20的连接强度，也即第二螺栓41的载荷能力大于第一销子80的载荷能力。第一接头10与第二接头20分别与一个被连接装置连接。当两个被连接装置对第一接头10和第二接头20施加拉力时，在拉力超过第一销子80的载荷之前，第一销子80不会断裂。第一接头10、连接套管30及第二接头20形成一个连接装置，连接两个被连接装置。
[0053]在拉力超过第一销子80的载荷后，第一销子80断裂。第二接头20与第一接头10脱离连接。膨胀内芯22在拉力作用下在管腔305内朝膨胀段303方向移动。当膨胀内芯22移动至管腔32尺寸小于其尺寸时，使管壁304产生塑性变形。如果管壁304产生的塑性变形未使管壁304破坏，在膨胀内芯22对管壁304的挤压力撤消后，管壁304恢复原状。如果管壁304挤压管壁304使其变形后破坏，则管壁302无法恢复原状。无论管壁304能否恢复原状，在其变形过程中，均会吸收一部分机械能。
[0054]本实施例中，在第一接头10与第二接头20脱离连接之前，本发明作为连接装置使用。在第一接头10与第二接头20脱离连接之后，第一接头10、第二接头20及连接套管30仍保持连接，但第二接头20与连接套管30可产生相对运动，并利用膨胀内芯22对管壁304的挤压使其变形而吸收能量。因此，本实用新型既可以作为连接装置、又可以作为吸能装置使用，一套装置两种功能，比分别使用连接装置和吸能装置既能减轻重量，又能降低成本。利用转接件70分别与第一接头10和第二接头20可拆卸连接，可防止在其作为吸能装置使用时，破坏更多零部件，从而可以方便地更换损坏的零部件，也方便再利用未破坏的零部件。膨胀内芯22与过渡段302之间设置间隙，可以防止在第一接头10和第二接头20脱离连接之前挤压管壁304而造成管壁304破坏。连接套管30上设置增强管50，增加了其载荷能力，在膨胀内芯22移动至增强管50处时，防止膨胀内芯22将管壁304完全破坏而导致第二接头20与连接套管30完全脱离。增强管50内设置垫圈60，可填充增强管50与第二接头20之间的间隙，可以确保第二接头20不会晃动、倾斜而造成连接套管30遭受更大的破坏。
[0055]实施例2
[0056]如图5所示，其与实施例1结构不同之处在于，转接件70的仅设置第一凹槽71。设置第二凹槽72的一端为实心圆柱体。其余结构与实施例1相同。
[0057]实施例3
[0058]如图6所示，吸能连接装置，用于连接两个被连接装置，其包括第一接头10、第二接头20和连接套管30。第一接头10与第二接头20分别与一个被连接装置连接。第一接头10与被连接装置的连接方式可采用现有技术。第二接头20与被连接装置的连接方式可采用现有技术。第一接头10、第二接头20及连接套管30的横截面形状可依据使用场合设置。横截面为垂直于轴线的截面。本实施例以其横截面为圆形为例说明。第一接头10包括一段扁平型的连杆11和一段容腔13。
[0059]连接套管30具有管壁304和圆形的管腔305。连接套管30沿轴向具有一直径较大的容置段301和膨胀段303。容置段301与膨胀段303通过一过渡段302连接。过渡段302 一端尺寸与容置段301直径相同，另一端与膨胀段303尺寸相同。过渡段302围成一段锥形的管腔。连接套管上端306套装在容腔13外，连接套管30与容腔壁131螺纹连接。连接套管下端307安装有增强管50。增强管50套装在连接套管30下端，两者螺纹连接。增强管上端501尺寸大于增强管下端502。增强管50内安装有垫圈60。垫圈60由两部分组装而成，填充增强管50与第二接头20之间的间隙。垫圈上端601尺寸大于垫圈下端602，且大于增强管下端502的尺寸。垫圈60尺寸与增强管50相适应。垫圈60与增强管50螺纹连接。本发明的一个优选实施例中，垫圈60采用橡胶垫圈。
[0060]第二接头20为自上端201延伸至下端202的圆柱形结构。其端部也可设置为扁平状，方便连接。第二接头20上设置有膨胀内芯22。膨胀内芯22为环绕第二接头20设置，自第二接头20起延伸突出于第二接头20。膨胀内芯22为圆锥形状。膨胀内芯22与第二接头20—体成型。膨胀内芯22位于上端201与下端202之间，更靠近上端201。膨胀内芯22具有一形状及尺寸与容置段301相适应的肩部221，及一形状与过渡段302相适应的斜面段222。膨胀内芯22与上端201之间的第二接头20为扁平状，方便连接。
[0061]第二接头上端201伸入容腔13内。第一销子80贯穿容腔13的容腔壁131及第二接头20，将第一接头10与第二接头20连接。连接套管30与第一接头10的连接强度大于第一接头10与第二接头20的连接强度。
[0062]第一接头10和第二接头20连接时，膨胀内芯22的肩部221位于容置段301内。在第一接头10与第二接头20未脱离连接之前，肩部221不超过过渡段302。斜面段222与过渡段302正好相对时，斜面段222与过渡段302之间具有间隙。第二接头20穿过垫圈60及加强管50。
[0063]实施例4
[0064]如图7所示，其在实施例3的基础上，增加第二螺栓41和螺母42。第二螺栓41贯穿连接套管30和容腔13的容腔壁131，将第一接头10与连接套管30连接。
[0065]本发明中的上、下、上端、下端均为相对概念，以图4为参照说明。
[0066]本发明中的吸能连接装置吸收能量，既可以起到连接装置的作用，又可以起到吸能装置的作用。利用可拆卸连接，在其中部分零部件损坏时，可以方便地更换损坏部分，未损坏部分可以继续使用，不会造成浪费。
[0067]本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。
【权利要求】
1.吸能连接装置，其特征在于，包括 第一接头，所述第一接头用于与其中一个被连接装置连接； 第二接头，所述第二接头用于与另一个连接装置连接； 连接套管，所述连接套管具有管壁和管腔； 膨胀内芯，所述膨胀内芯设置于所述管腔内； 所述连接套管的一端与所述第一接头连接，所述膨胀内芯设置于所述第二接头上； 所述第一接头与所述第二接头通过所述膨胀内芯或者连接件在所述管腔内连接、或者通过膨胀内芯及连接件在所述管腔内连接； 所述第一接头与第二接头在外力作用下相互脱离连接之前，所述膨胀内芯在所述管腔内不移动；所述第一接头与第二接头在外力作用下脱离连接之后，所述膨胀内芯可随所述第二接头在所述管腔内移动，使所述连接套管的管壁产生变形。
2.根据权利要求1所述的吸能连接装置，其特征在于，所述第一接头与所述第二接头通过所述膨胀内芯或者连接件、或者通过膨胀内芯及连接件可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的吸能连接装置，其特征在于，所述第一接头与所述第二接头螺纹连接。
4.根据权利要求2所述的吸能连接装置，其特征在于，所述连接件包括第一连接件，所述第一连接件为第一销子、第一螺栓、或第一螺栓及螺母组合。
5.根据权利要求4所述的吸能连接`装置，其特征在于，所述第一螺栓或第一销子贯穿所述第一接头及所述第二接头将两者连接。
6.根据权利要求5所述的吸能连接装置，其特征在于，所述第一接头设置有容腔，所述第二接头上端设置于所述容腔内，所述第一螺栓或所述第一销子贯穿所述容腔的容腔壁及所述第二接头，将所述第一接头与所述第二接头连接。
7.根据权利要求1所述的吸能连接装置，其特征在于，所述连接件还包括转接件，所述转接件一端与所述第一接头连接，另一端与所述第二接头连接。
8.根据权利要求7所述的吸能连接装置，其特征在于，所述连接件还包括第二连接件，所述第二连接件将所述转接件及所述第一接头连接。
9.根据权利要求8所述的吸能连接装置，其特征在于，所述第二连接件包括第二销子、第二螺栓或第二螺栓及螺母组合；所述第二销子或第二螺栓贯穿所述第一接头及所述转接件将两者连接。
10.根据权利要求8所述的吸能连接装置，其特征在于，所述第二销子或所述第二螺栓贯穿所述连接套管、所述第一接头及所述转接件将三者连接。
11.根据权利要求1所述的吸能连接装置，其特征在于，所述转接件一端设置有第一凹槽，所述第二接头端部伸入所述第一凹槽内。
12.根据权利要求7至11任一权利要求所述的吸能连接装置，其特征在于，所述第一接头包括相互连接的连杆和容腔；所述转接件上端伸入所述容腔内；所述连接套管套装在所述容腔外。
13.根据权利要求12所述的吸能连接装置，其特征在于，所述转接件另一端设置有第二凹槽，所述第二凹槽伸入所述容腔内。
14.根据权利要求1所述的吸能连接装置，其特征在于，所述连接套管具有尺寸较大的容置段和尺寸较小的膨胀段；所述膨胀内芯尺寸与所述容置段内壁相适应；所述第一接头与所述第二接头脱离连接后，所述膨胀内芯自所述容置段向所述膨胀段移动，并使所述膨胀段变形。
15.根据权利要求14所述的吸能连接装置，其特征在于，所述容置段与所述膨胀段之间设置有一过渡段，所述过渡段一端尺寸与所述容置段相同，另一端与所述膨胀段尺寸相同。
16.根据权利要求15所述的吸能连接装置，其特征在于，所述膨胀内芯具有一形状及尺寸与所述容置段相适应的肩部，及一形状与所述过渡段相适应的斜面段；在所述第一接头与所述第二接头未脱离连接之前，所述肩部不超过所述过渡段。
17.根据权利要求16所述的吸能连接装置，其特征在于，所述斜面段与所述过渡段位置相对时，所述斜面段与所述过渡段具有间隙。
18.根据权利要求16所述的吸能连接装置，其特征在于，所述斜面段为锥形。
19.根据权利要求1所述的吸能连接装置，其特征在于，所述连接套管端部设置有加强管；所述加强管设置于所述膨胀内芯的移动方向上；所述加强管套装于所述连接套管外壁或者伸入所述管腔内；所述第一接头或所述第二接头贯穿所述加强管而端部位于所述加强管之外。
20.根据权利要求19所述的吸能连接装置，其特征在于，所述加强管内设置有垫圈，所述垫圈用于填充所述第一接头或第二接头与所述加强管内壁的间隙；所述连接套管端部抵靠在所述垫圈上。
21.根据权利要求20所述的吸能连接装置，其特征在于，所述垫圈由两部分以上组成，环绕所述第一接头或第二接头设置，并螺纹连接于所述加强管内。
22.根据权利要求1所述的吸能连接装置，其特征在于，所述膨胀内芯与所述第二接头一体成型，所述膨胀内芯环绕所述第二接头设置，所述膨胀内芯自所述第二接头起延伸突出于所述第二接头。
23.根据权利要求1所述的吸能连接装置，其特征在于，所述第一接头与所述第二接头在外力作用下脱离连接后，相向运动或相背运动。
24.根据权利要求1所述的吸能连接装置，其特征在于，所述连接套管与所述第一接头的连接强度大于所述第一接头与所述第二接头的连接强度。
【文档编号】F16F7/00GK103486178SQ201310432250
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月22日 优先权日:2013年9月22日
【发明者】徐磊, 赖毓康 申请人:苏州云逸航空复合材料结构有限公司