CN103522967A - 车辆消撞器 - Google Patents

Abstract

一种车辆消撞器，由齿杆伸缩架、齿杆套架、消撞弹簧、反齿锁扣、前挡框构成。齿杆伸缩架之纵齿杆(1)侧面有锯状齿牙(4)，纵齿杆(1)穿插在齿杆套架之纵套管(5)中，拉伸弹簧(9)置于外横杆(6)和后横杆(3)之间，横闩齿牙(14)与齿杆齿牙(4)反向咬合，前挡框(17)连接在前横杆(2)的前方。该消撞器能利用弹簧的弹力抵消碰撞产生的冲力，并即时将冲力产生的动能转化成蓄而不发的势能，从而缓冲消减那些未能避免的碰撞，有效地保护车体和人体。本发明结构简单，实用性强，是车辆的一种十分有效的安全装置，应用前景十分广阔。

Description

车辆消撞器

技术领域  本发明涉及一种对车辆碰撞进行缓冲消减的安全装置。

背景技术  当今，机动车辆已是使用最为广泛的一类交通工具。但由于各种原因，其迎头碰撞或追尾碰撞的事故却总是常常发生，因此车毁人亡的悲剧也时有出现。如何应对这类事故？目前的安全技术还仅仅是侧重于解决防范和规避碰撞的一些问题，而对那些未能避免的碰撞，除了有保护人体的安全气囊外，就没有其他能有效保护车体和人体的安全措施。虽然2004年9月中国专利局公告的“汽车碰撞消力器”(申请号03237503.4)和“汽车消撞器”(申请号03237667.7)分别提出了用弹簧进行消撞的办法，但它们都没有解决弹簧在消撞中的反弹问题，所以都不能真正有效地缓冲消减碰撞，故而也不能实现保护车体和人体的目的。

发明内容  本发明的目的就是提供一种可以有效缓冲消减车辆碰撞的安全装置。它既能利用弹簧抵消碰撞产生的冲力，又能即时将冲力产生的动能转化成蓄而不发的势能，使原本发生的硬碰撞变成没有反弹的软接触，从而有效地缓冲消减那些未能避免的碰撞，进而有效地保护车体和人体。

这种车辆消撞器由齿杆伸缩架、齿杆套架、消撞弹簧、反齿锁扣、前挡框五个部件构成。

齿杆伸缩架是一个由一根纵齿杆和一根前横杆、一根后横杆垂直连接构成的伸缩架。纵齿杆是一根方形齿杆，其一侧或两侧有锯状齿牙，齿牙开口朝向伸缩架的前横杆，齿牙分布于纵齿杆的前半段。

齿杆套架是一个由一根纵套管和一根外横杆、一根内横杆垂直连接构成的套架。纵套管是一根方形套管，其内孔适于纵齿杆穿插伸缩。两根横杆之整杆分别由固定在纵套管左右两边的半根横杆构成，横杆两边有装配圆孔。

消撞弹簧是两根拉伸弹簧，两弹簧分置纵套管左右两边，并连接在齿杆套架的外横杆与齿杆伸缩架的后横杆之间。

反齿锁扣是一种横闩锁扣或爪杆锁扣。横闩锁扣由横闩槽、横闩、顶闩弹簧、拉闩杠杆构成。横闩槽是一根方形管槽，其外端开口、内端封闭但留有一个圆孔，管槽中由外至内依次置横闩和顶闩弹簧。横闩是一个方形闩，其顶端有一个与纵齿杆之齿牙相似的齿牙，尾端有一根连闩杆，连闩杆经顶闩弹簧由管槽内端圆孔穿出与拉闩杠杆连接。横闩槽置于齿杆套架的外横杆之外侧，横闩顶端齿牙与纵齿杆齿牙反向咬合，拉闩杠杆的支架位于外横杆的端部。爪杆锁扣由爪杆、支架、控杆弹簧构成。爪杆头部是一个与纵齿杆之齿牙相似的齿牙，纵齿杆之齿牙位于齿杆下侧，支架位于纵套管下侧之前端，爪杆与支架活动连接，爪杆头部齿牙与齿杆齿牙反向咬合，控杆弹簧置于纵套管与爪杆之间。

前挡框是一种连接在齿杆伸缩架前横杆之前方的矩形网格状挡框，其作用在于增大消撞接触面。

将这种消撞器经齿杆套架之两横杆上的装配圆孔，以前后相同的方向安装于车辆头部主架上，同时以前后相反的方向安装于车辆尾部主架上。当车辆前后发生碰撞时，来自消撞器前方的冲力经前挡框传于纵齿杆和拉伸弹簧，拉伸弹簧立刻在拉伸中以弹力反作用于冲力。此时如果拉伸弹簧的弹力不小于冲力，那么冲力对拉伸弹簧的拉伸在一定时间内就会停止，而碰撞也就会在同一时刻停止。在此时刻，纵齿杆在纵套管中被挤压伸进的部分，就会被横闩锁扣的齿牙即时锁定，纵齿杆不能缩回，拉伸弹簧也就不能反弹。这样，碰撞产生的冲力在被拉伸弹簧产生的反作用力抵消殆尽的同时，由冲力产生的动能便绝大部分在拉伸弹簧里被转化成不能反弹的势能(另很小一部分动能则被顶闩弹簧消耗)，原本发生的硬碰撞就变成了拉长拉伸弹簧的软接触，碰撞造成的损害就可以完全得到避免。如果拉伸弹簧的弹力小于冲力，那么由于它的反作用力能够抵消一定的冲力，所以消撞器仍能对碰撞进行一定的缓冲和消减。这样即使不能完全避免碰撞造成的损害，但却可以有效地降低碰撞损害的程度。在碰撞结束以后，可通过操纵横闩锁扣的拉闩杠杆将消撞器恢复至初始状态。

这种方形单齿杆消撞器，其齿杆伸缩架可以是一个由一根纵齿杆与一根前横杆垂直连接构成的伸缩架，齿牙分布于纵齿杆的后半段，其消撞弹簧可以是置于前横杆与外横杆之间的压缩弹簧，其反齿锁扣可以是置于内横杆内侧的横闩锁扣，也可以是置于纵套管下侧的爪杆锁扣，此锁扣的支架位于纵套管之后端。

上述消撞器的纵齿杆和纵套管可以是圆形的单齿杆和圆形的单套管，其齿杆齿牙可以是环形齿牙。

圆形齿杆和圆形套管的消撞器又可以是相互平行的双齿杆和双套管，其齿杆之齿牙位于齿杆侧面，其套管可以并拢，也可以分开。

这种圆形单或双齿杆和套管的消撞器，其消撞弹簧也可以置于纵套管之管内并顶抵纵齿杆。

上述消撞器的外置消撞弹簧还可以是片弹簧。

附图说明  下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是方形单齿杆拉伸簧消撞器构造俯视示意图。

图2是前挡框与前横杆连接立体侧视示意图。

图3是支架位于纵套管前端的爪杆锁扣之构造左视示意图。

图4是方形单齿杆压缩簧消撞器构造俯视示意图。

图5是支架位于纵套管后端的爪杆锁扣之构造左视示意图。

图6是圆形的单齿杆与圆形的单套管套合俯视示意图。

图7是圆形双齿杆与并拢的圆形双套管套合俯视示意图。

图8是圆形双齿杆与分开的圆形双套管套合俯视示意图。

图9是圆形齿杆、套管与管内弹簧之构造俯视剖面示意图。

图10是片弹簧消撞器构造俯视示意图。

具体实施方式  图1所示方形单齿杆拉伸簧消撞器是由齿杆伸缩架、齿杆套架、消撞弹簧、反齿锁扣、前挡框五个部件构成的。其齿杆伸缩架是一个由纵齿杆(1)和前横杆(2)、后横杆(3)垂直连接构成的伸缩架。纵齿杆(1)是一根方形齿杆，其一侧或两侧有锯状齿牙(4)，此齿牙开口朝向伸缩架的前横杆(2)，并分布于纵齿杆(1)的前半段。其齿杆套架是一个由纵套管(5)和外横杆(6)、内横杆(7)垂直连接构成的套架。纵套管(5)是一根方形套管，其内孔适于纵齿杆(1)穿插伸缩。外横杆(6)、内横杆(7)的整杆分别由固定在纵套管(5)左右两边的半根横杆构成，横杆两边均有装配圆孔(8)。其消撞弹簧是两根拉伸弹簧(9)，两弹簧置于齿杆套架的外横杆(6)与齿杆伸缩架的后横杆(3)之间。其反齿锁扣是一个或两个横闩锁扣，横闩锁扣由横闩槽(10)、横闩(11)、顶闩弹簧(12)、拉闩杠杆(13)构成。横闩槽(10)是一根方形管槽，其外端开口、内端封闭但留有一个圆孔，管槽中由外至内依次置横闩(11)、顶闩弹簧(12)。横闩(11)是一个方形闩，其顶端有一个与纵齿杆齿牙(4)相似的齿牙(14)，尾端有一根连闩杆(15)，此杆经顶闩弹簧(12)由管槽内端圆孔穿出与拉闩杠杆(13)活动连接。横闩槽(10)与齿杆套架的外横杆(6)平行连接，横闩顶端齿牙(14)与纵齿杆齿牙(4)反向咬合。拉闩杠杆(13)与支架(16)活动连接，支架(16)位于外横杆(6)的端部。其前挡框(17)是一个矩形网格状挡框，它连接在前横杆(2)的前方。

将这种消撞器经齿杆套架两横杆上的装配圆孔(8)，以前后相同的方向安装于车辆头部主架上，同时以前后相反的方向安装于车辆尾部主架上。当车辆前后发生碰撞时，来自消撞器前方的冲力经前挡框(17)传于纵齿杆(1)和拉伸弹簧(9)，拉伸弹簧(9)立刻在拉伸中以弹力反作用于冲力。此时如果拉伸弹簧(9)的弹力不小于冲力，那么冲力对它的拉伸在一定时间内就会停止，而碰撞也就会在同一时刻停止。在此时刻，纵齿杆(1)在纵套管(5)中被挤压伸进的部分就会被横闩齿牙(14)即时锁定，纵齿杆(1)不能缩回，拉伸弹簧(9)也就不能反弹。这样，碰撞产生的冲力在被拉伸弹簧(9)产生的反作用力抵消殆尽的同时，由冲力产生的动能便绝大部分在拉伸弹簧(9)里被转化成不能反弹的势能(另很小一部分动能则被顶闩弹簧(12)消耗)，原本发生的硬碰撞就变成了拉长拉伸弹簧(9)的软接触，碰撞造成的损害就可以完全得到避免。如果拉伸弹簧(9)的弹力小于冲力，那么由于它的反作用力能够抵消一定的冲力，所以消撞器仍能对碰撞进行一定的缓冲和消减。这样即使不能完全避免碰撞造成的损害，但却可以有效地降低碰撞损害的程度。在碰撞结束以后，扳动拉闩杠杆(13)，横闩齿牙(14)与齿杆齿牙(4)分离，齿杆伸缩架因拉伸弹簧(9)的反弹而缩回，松开拉闩杠杆(13)，横闩齿牙(14)与齿杆齿牙(4)重新咬合，消撞器恢复至初始状态。

图2所示前挡框(17)是一个矩形网格状挡框，它连接在伸缩架前横杆(2)的前方，框体与水平面相垂直。

图3所示爪杆锁扣由爪杆(18)、支架(19)、控杆弹簧(20)或(21)构成。爪杆(18)的头部是一个与纵齿杆(1)之齿牙(22)相似的齿牙(23)，纵齿杆之齿牙(22)位于纵齿杆(1)的下侧，支架(19)位于纵套管(24)下侧之前端，爪杆(18)与支架(19)活动连接，爪杆头部齿牙(23)与齿杆齿牙(22)反向咬合，控杆弹簧可以是压缩簧(20)置于纵套管(24)与爪杆(18)的尾部之间，也可以是拉伸簧(21)置于纵套管(24)与爪杆(18)的头部之间。

图4所示方形单齿杆压缩簧消撞器，其齿杆伸缩架是一个由纵齿杆(25)与前横杆(26)垂直连接构成的伸缩架，其消撞弹簧是单压缩簧(27)或双压缩簧(28)，它们均置于前横杆(26)与外横杆(29)之间，其横闩锁扣的横闩槽(30)与内横杆(31)平行连接。

图5所示爪杆锁扣中，支架(32)位于纵套管(33)下侧之后端。

图6所示圆形单齿杆与圆形单套管中，纵齿杆(34)是一根圆形齿杆，纵套管(35)是一根圆形套管，齿杆齿牙(36)是环形齿牙。

图7所示圆形双齿杆与并拢的圆形双套管中，纵齿杆(37)、(38)是两根平行的圆形齿杆，齿牙(39)位于纵齿杆(37)、(38)之侧面，纵套管(40)、(41)是两根平行而并拢的圆形套管。

图8所示圆形双齿杆与分开的圆形双套管中，纵套管(42)、(43)是两根平行而分开的圆形套管。此两套管与两横杆(44)、(45)垂直连接，横杆(44)、(45)上有装配圆孔(46)。

图9所示圆形齿杆、圆形套管与管内弹簧的构造中，压缩簧(47)置于纵套管(48)之内并顶抵纵齿杆(49)。

图10所示消撞器中，消撞弹簧(50)是一种片弹簧。

这种车辆消撞器的消撞效果主要取决于消撞弹簧的弹力和伸缩长度，当其弹力一定时，则其伸缩长度越大消撞的效果就越好，反之越差。因为消撞的过程就是缓冲的过程，而消撞弹簧的伸缩长度越大，缓冲的距离相对就越大，缓冲的时间相对也越长，所以缓冲的效果就越好。根据这一原理，在实际应用中，消撞器在设计制造的时候，要注意在满足适当弹力的前提下，尽可能地将消撞弹簧的伸缩长度做得大一些，将齿杆伸缩架的伸缩空间设置得大一些。

有些反齿锁扣前置的消撞器，为了避免在碰撞中因消撞弹簧的弹力小于冲力而造成反齿锁扣被前横杆挤压变形失效引起受碰车辆反弹，安装时必须在伸缩架后横杆的后面适当位置增设一根横挡杆，以确保在任何情况下伸缩架在被挤压伸进后其前横杆与反齿锁扣之间都有一定的距离。

Claims (8)

1.一种车辆消撞器，其特征在于有齿杆伸缩架、齿杆套架、消撞弹簧、反齿锁扣、前挡框五个部件；齿杆伸缩架由纵齿杆(1)和前横杆(2)、后横杆(3)垂直连接构成，纵齿杆(1)是一根方形齿杆，其一侧或两侧有锯状齿牙(4)，齿牙开口朝向前横杆(2)，齿牙分布于纵齿杆(1)的前半段；齿杆套架由纵套管(5)和外横杆(6)、内横杆(7)垂直连接构成，纵套管(5)是一根方形套管，其内孔适于纵齿杆(1)穿插伸缩，外横杆(6)、内横杆(7)分别由固定在纵套管(5)左右两边的半根横杆构成，横杆两端有装配圆孔(8)；消撞弹簧是拉伸弹簧(9)，此弹簧置于外横杆(6)与后横杆(3)之间；反齿锁扣是一种横闩锁扣或爪杆锁扣；横闩锁扣由横闩槽(10)、横闩(11)、顶闩弹簧(12)、拉闩杠杆(13)构成，横闩齿牙(14)与齿杆齿牙(4)反向咬合，爪杆锁扣由爪杆(18)、支架(19)、控杆弹簧(20)或(21)构成，爪杆齿牙(23)与纵齿杆(1)下侧的齿牙(22)反向咬合；前挡框(17)是一个矩形网格状挡框，它连接在前横杆(2)的前方，框体与水平面相垂直。

2.根据权利要求1所述横闩锁扣，其特征在于横闩槽(10)是一根与齿杆套架的外横杆(6)平行连接的方形管槽，管槽外端开口、内端封闭但留有一个圆孔，管槽中由外至内依次置横闩(11)和顶闩弹簧(12)，横闩(11)是一个方形闩，其顶端有一个与纵齿杆齿牙(4)相似的齿牙(14)、尾端有一根连闩杆(15)，此杆经顶闩弹簧(12)从管槽内端圆孔穿出与拉闩杠杆(13)活动连接，拉闩杠杆(13)所活动连接的支架(16)位于齿杆套架之外横杆(6)的端部。

3.根据权利要求1所述爪杆锁扣，其特征在于爪杆(18)头部是一个与纵齿杆(1)之齿牙(22)相似的齿牙(23)，爪杆(18)与支架(19)活动连接，支架(19)位于纵套管(24)下侧的前端，控杆弹簧可以是压缩簧(20)置于纵套管(24)与爪杆(18)的尾部之间，也可以是拉伸簧(21)置于纵套管(24)与爪杆(18)的头部之间。

4.根据权利要求1所述车辆消撞器，其特征在于齿杆伸缩架可以是一个由纵齿杆(25)与前横杆(26)垂直连接构成的伸缩架，齿牙分布于纵齿杆(25)的后半段；其消撞弹簧可以是压缩弹簧(27)或(28)，它们均置于前横杆(26)与外横杆(29)之间；其反齿锁扣可以是横闩槽(30)与内横杆(31)平行连接的横闩锁扣，也可以是支架(32)位于纵套管(33)下侧后端的爪杆锁扣。

5.根据权利要求1、4所述消撞器，其特征在于纵齿杆(34)可以是一根圆形齿杆，纵套管(35)可以是一根圆形套管，齿杆齿牙(36)可以是环形齿牙。

6.根据权利要求1、4所述消撞器，其特征在于纵齿杆(37)、(38)可以是两根平行的圆形齿杆，齿牙(39)位于纵齿杆侧面，纵套管(40)、(41)可以是两根平行而并拢的圆形套管，纵套管(42)、(43)也可以是两根平行而分开的圆形套管，此分开的圆形套管与横杆(44)、(45)垂直连接，横杆上有装配圆孔(46)。

7.根据权利要求5、6所述消撞器，其特征在于压缩簧(47)可以置于纵套管(48)之管内并顶抵纵齿杆(49)。

8.根据权利要求1、4、5、6所述消撞器，其特征在于外置的消撞弹簧也可以是片弹簧(50)。

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