本發(fā)明涉及用于在被車輛碰撞時吸收能量的裝置。更具體地，該裝置用作一種屏障，它通過該裝置的一端來消散運動中的車輛在碰撞時的能量。

背景技術：

眾所周知的是，為了吸收車輛碰撞能量并最小化該碰撞對車輛、車輛乘員以及要保護的剛性結構(例如支柱、橋臺、路燈桿等)的影響，在這些剛性結構附近設有通常被稱為“防撞墊”或“碰撞衰減器”的碰撞吸收系統(tǒng)。

存在多種形式和類型的能量吸收屏障。

1998年12月22日授權的美國專利No.5,851,005公開了一種能量吸收屏障組件，其包括多對地面接合支撐立柱，這些立柱通過多個搭接側板(overlapping side panels)彼此互連。所述側板和立柱通過內部接合滑動而連接在一起，使得該屏障組件的末端處的碰撞能夠引起所述立柱之間、所述側板之間、以及所述立柱與所述側板之間的相對運動。多個能量吸收金屬板位于所述立柱之間并固定到所述立柱，所述多個能量吸收金屬板被以如下方式構造：即，它們在車輛碰撞時以可控的方式塌縮(collapse)，從而吸收碰撞力。

2004年11月2日授權的美國專利No.6,811,144公開了用于在被車輛碰撞時吸收能量的裝置，該裝置包括可相對移動的豎直的、間隔開的支撐件，該支撐件支撐在所述支撐件之間延伸的模塊。所述模塊是可塌縮容器，其限定了可加壓的內部。所述模塊包括兩個模塊部分，該模塊的側壁在每個模塊部分處形成截錐體。

線纜在該裝置的前錨固結構和后錨固結構之間延伸并穿過所述支撐件內的線纜通道，所述線纜被設定尺寸，以在車輛迎面碰撞而導致施加適當?shù)牧r允許所述線纜和導向構件之間的可相對滑動的旋轉。

所述支撐件為從地面向上延伸的鋼支撐框架的形式。

還已知的是在可相對移動的支撐件之間使用細長構件(例如金屬管)，當在車輛碰撞時向前的力(endwise force)被施加至該裝置時，所述支撐件塌縮。然而，典型地，在這種布置結構中，各個管以及與所述管的末端接合的可移動支撐件的定位僅在一個平面內是穩(wěn)定的。因此，偏心負載變成一個問題，并且，相鄰支撐件之間的管不會被所述可相對移動的支撐件均勻地擠壓。這導致所述管的不均勻的塌縮，從而引起穩(wěn)定和碰撞控制問題，甚至該系統(tǒng)的失效。

技術實現(xiàn)要素：

在本文所公開的裝置中，與管的末端接合的可相對移動的支撐件在三個平面內是穩(wěn)定的，所有三個矢量均被穩(wěn)定以最小化偏心負載。這使得：當被擠壓在相鄰的支撐件之間時，所述相鄰的支撐件之間的管沿著這些管的縱向軸線基本一致地塌縮。

該裝置用于在被車輛碰撞時吸收能量，并且包括背撐結構，該背撐結構固定至地面并從地面向上延伸。

細長軌道沿著地面朝向所述支撐結構延伸。

多個支撐件被安裝成沿著所述軌道獨立地移動并從所述軌道向上延伸。所述支撐件彼此間隔開并與所述背撐結構間隔開。

多個細長的、可塌縮的中空金屬管由相鄰的支撐件支撐并在所述相鄰的支撐件之間延伸，所述管的相反兩端鄰接所述相鄰的支撐件。所述管的縱向軸線彼此平行地延伸并與所述軌道平行。

根據(jù)本發(fā)明，穩(wěn)定器結構以可操作方式與所述軌道及所述支撐件相關聯(lián)，以在三個平面內穩(wěn)定所述支撐件，從而在該裝置和車輛之間的碰撞時而使所述支撐件沿著軌道朝向背撐結構移動時防止所述支撐件的傾斜，由此，當所述可塌縮管中的每一個被擠壓在所述相鄰的支撐件之間時，所述相鄰的支撐件之間的所述可塌縮管中的每一個將沿著其縱向軸線基本一致地塌縮。

通過參考下文的說明和附圖，本發(fā)明其它的特征、優(yōu)點和目的將變得明顯。

附圖說明

圖1-6是示出了根據(jù)本發(fā)明的教導而構造的裝置的透視圖，其處于在被車輛(未示出)迎面碰撞該裝置的鼻形片(nose piece)之后所呈現(xiàn)的多個連續(xù)的狀態(tài)或階段；

圖7是分解透視圖，示出了該裝置完全組裝之前的、該裝置的結構部件；

圖8是一定程度地示意的側視圖，示出了該裝置的某些選擇的結構部件，該裝置的鼻形片和搭接側板未被示出；

圖9是沿著圖8中的箭頭9-9方向截取的放大正視圖；

圖10是圖8中的雙箭頭點劃線10-10所包圍的、該裝置的鼻形片框架的放大透視圖，該鼻形片框架位于該裝置的軌道(track rail)的遠端處；

圖11是沿著圖8中的箭頭11-11方向截取的放大正視圖；

圖12是圖8中的雙箭頭點劃線12-12所包圍的結構的放大透視圖；

圖13是沿著圖8中的箭頭13-13方向截取的放大正視圖；

圖14是圖8中的雙箭頭點劃線14-14所包圍的結構的放大透視圖；

圖15是沿著圖8中的箭頭15-15方向截取的放大正視圖；

圖16是圖8中的雙箭頭點劃線16-16所包圍的結構的放大透視圖；

圖17是圖8中的雙箭頭點劃線17-17所包圍的結構的放大透視圖；

圖18是圖8中的雙箭頭點劃線18-18所包圍的背撐結構(backup structure)的放大透視圖；

圖19是塌縮管的放大透視圖；

圖20是最末端支撐件和短管的分解透視圖；

圖21是附接了多個管的最末端支撐件的底部透視圖；

圖22是管支撐件的第二實施例的立面圖；

圖23是第二實施例的透視圖；

圖24是管支撐件的第三實施例的立面圖；并且

圖25是第三實施例的透視圖。

具體實施方式

圖1-21示出了根據(jù)本發(fā)明的教導而構造的裝置10。該裝置10用于在被車輛碰撞時吸收能量。更具體地，該裝置用作一種屏障，它通過該裝置的一端來消散運動中的車輛在碰撞時的能量。

裝置10包括剛性的背撐結構12，該背撐結構12被錨固至地面。在所示出的布置中，該背撐結構包括從基部16向上延伸的背撐結構框架14，該基部16通過任何適當?shù)谋憷侄?例如錨固螺栓)牢固地固定至地面。

在所公開的實施例中，背撐結構框架14具有固定至該背撐結構框架14的側板18。背撐結構12可以位于其所要保護的結構(未示出)的前方，這種結構例如是支柱、橋臺、路燈桿、交通護欄或分隔物。包括兩個平行導軌22的細長軌道沿著地面朝向所述背撐結構延伸。導軌22為工字梁，它通過所期望的任何適當?shù)谋憷侄喂潭ㄖ恋孛?，例如沿著所述導軌位于多個間隔開的位置上的導軌支撐墊板(rail support hold down plae)24。該軌道具有軌道遠端26。工字梁導軌22的外凸緣分別用作上部細長導向件28和下部細長導向件30，該上部細長導向件28和下部細長導向件30限定了縱向通道32。所述導軌的頂表面34所起的作用將在下文中描述。

多個支撐件36被安裝成沿著所述軌道獨立地運動并從所述軌道向上延伸，這些支撐件彼此間隔開并與背撐結構12間隔開。

支撐件36包括剛性框架并且另外包括在所述框架上的支撐托架38。支撐托架38用于容納并支撐在相鄰的支撐件之間延伸的、細長可塌縮的中空金屬管44的管端，該金屬管的兩個相反管端鄰接所述相鄰的支撐件。這些管44的縱向軸線彼此平行地延伸并與包括導軌22的所述軌道平行。

在所示出的布置中，管44具有四個側面并具有正方形橫截面構造。所述管適合由鋁形成。在所示出的實施例中，在該裝置的離背撐結構12最遠的部分處，四個管位于相鄰的支撐框架之間，而在該裝置的離背撐結構最近的部分中，六個管44位于相鄰的支撐件之間?？梢瞥N40穿過相關的上托架和下托架38，以將這些管維持在托架上的恰當位置。

保持輪50的輪安裝座46附接至支撐件36的剛性框架并從該剛性框架向下延伸。多個輪位于導軌22的向外延伸的下部凸緣30上并由凸緣30支撐，并且延伸到位于導軌的向外延伸的上部凸緣28和向外延伸的下部凸緣30之間的縱向通道內。在所示出的布置中，在每個輪安裝座46上有兩個輪50，這兩個輪彼此間隔開。

輪安裝座46還包括向內延伸的安裝部56，由低摩擦材料(例如聚甲醛(POM)或聚四氟乙烯(PTFE))形成的板58連接到該安裝部56，該板58能夠與工字梁導軌22的上表面34接合。

在剛剛的段落中描述的上述結構元件用作穩(wěn)定器結構，該穩(wěn)定器結構以可操作方式與所述軌道及所述支撐件相關聯(lián)，以在三個平面內穩(wěn)定所述支撐件，從而在由于車輛碰撞該裝置的遠端而使所述支撐件沿著該軌道朝著背撐結構12移動時防止所述支撐件的傾斜，由此，當可塌縮管44被擠壓在相鄰支撐件之間時，所述相鄰的支撐件36之間的可塌縮管44將沿著管44的縱向軸線基本一致地塌縮。

圖1示出了碰撞之前的該裝置的狀態(tài)。圖2示出了由于機動車或其它車輛與該裝置在該裝置的鼻形組件上發(fā)生碰撞時的、塌縮的初始階段，該鼻形組件包括鼻形片62，該鼻形片62附接至鼻形片框架64，該鼻形片框架64通過輪和輪安裝座以如上所述的方式相對于支撐件36連接至導軌22。取決于碰撞力，隨后的碰撞階段將如圖3-6所示地發(fā)生，其中，發(fā)生了多組管44的相繼塌縮。

圖19示出了處于塌縮狀態(tài)下的管44的狀態(tài)?？梢宰⒁獾?，當被擠壓在與之相關的相鄰支撐件之間時，圖19所示的管沿著其縱向軸線基本一致地塌縮。

更特別地，關于本發(fā)明的穩(wěn)定器結構及其部件的操作，所述導軌和由輪安裝座支撐的所述輪以及所述摩擦板結構防止所述支撐件向后或向前、向兩側或圍繞豎直樞轉軸線傾斜。也就是說，所述支撐件相對于X、Y和Z軸保持穩(wěn)定。

在所示出的布置中，多個搭接側板60連接至這些支撐件，并響應于這些支撐件沿著所述軌道朝向背撐結構12的移動而收縮。在碰撞衰減器中使用與支撐件連接的搭接側板是已知的，但該搭接側板與本發(fā)明的上述穩(wěn)定結構的結合使用并不是已知的。

所述鼻形組件位于該裝置的離所述背撐結構最遠的末端處，并且，如上所述，該鼻形組件還安裝在所述軌道上，并能夠在被車輛碰撞時沿著所述軌道移動。圖1示出了該鼻形組件處于其初始位置。在碰撞時，該鼻形組件將如箭頭所示地朝向所述背撐結構移動，并且鼻形片框架64將碰撞最末端的支撐件68，該最末端的支撐件68支撐長度短的管44。支撐件68支撐朝向該鼻形組件突出的短管的端部。支撐件68還支撐在所述背撐結構的方向上延伸的常規(guī)尺寸管的一端。這些短管的遠端通過子框架72連接在一起。在經(jīng)由該鼻形組件而與所述最末端的支撐件碰撞時，最末端的支撐件68的這些短管將首先塌縮。

所述最末端的支撐件和所述背撐結構12包括振動吸收件70。這些振動吸收件還可用在支撐件36上。

圖22-25示出了本發(fā)明的替代實施例，其中，與第一實施例(其中所述管的兩個側面豎直地布置并且另兩個側面水平地布置)相比，管44在其所有四個側面相對于水平方向和豎直方向大致呈45度地布置的情況下被支撐。