CN104394941A - 能量吸收器 - Google Patents

Abstract

提供了一种能量吸收器，该能量吸收器包括第一和第二织带条带、多根撕裂纱线以及第一和第二连接部分。该多根撕裂纱线将该第一织带条带的中央区段联接至该第二织带条带的中央区段上以形成该第一和第二织带条带的一个中间部分。该第一和第二织带条带的该中间部分具有一个没有撕裂纱线的居中的未附接部分。该第一连接部分将该第一织带条带的第一织带第一端部和该第二织带条带的第二织带第二端部联接至一个第一连接器上。该第二连接部分将该第一织带条带的第一织带第二端部和该第二织带条带的第二织带第一端部联接至一个第二连接器上。

Description

能量吸收器

背景

为了保护必须在高处工作的工人，通常需要联接至工人所穿戴的安全背带上的救生索。如果发生坠落事件，该救生索(联接至支撑结构上)将限制工人的坠落。如果在该救生索绷紧之前坠落距离很大，则工人即使在使用救生索系统的情况下仍可能受到伤害。已经将能量吸收器添加至救生索系统中以在其中的救生索绷紧时提供较缓和的停止，从而减少伤害的可能性。能量吸收器通过吸收坠落的身体的一些动能(即，坠落工人的动能)来工作。过去已经实现了各种不同类型的能量吸收器，例如弹簧式安排和变形的金属安排。然而，这些类型的安排往往是庞大且相对重的。

出于上述原因以及本领域的普通技术人员在阅读并理解本说明书后将明白的下述其他原因，在本领域中需要一种有效力的、高效率的且紧凑的能量吸收器。

发明概述

当前系统的上述问题是通过本发明的多个实施例来解决、并且将通过阅读和研究以下说明书而得到了解。以下概述是以举例方式而非限制性方式做出的。提供本概述只是为了帮助读者理解本发明的某些方面。

在一个实施例中，提供了一种能量吸收器系统。该能量吸收器系统包括第一和第二织带条带。该第一织带条带具有一个第一端部、一个第二端部以及在该第一端部与该第二端部之间的一个中间区段。该第二织带条带具有一个第一端部、一个第二端部以及在该第一端部与该第二端部之间的一个中间区段。多根撕裂纱线将该第一和第二织带条带的中间区段相联接以便形成该第一和第二织带条带的一个居中的中间部分。该能量吸收器系统进一步包括一个第一连接构件和一个第二连接构件。该第一织带条带的第一端部和该第二织带条带的第二端部联接至该第一联接构件上。该第二织带条带的第一端部和该第一织带条带的第二端部联接至该第二连接构件上，以使得当该第一和第二连接构件在坠落事件过程中被拉离彼此时，保持住该第一和第二织带条带的中间部分的这些撕裂纱线大致同时地从该第一和第二条带的中间部分的相反两端被撕开从而吸收能量，直至该第一和第二织带条带被分开。

在另一个实施例中，提供了另一种能量吸收器。该能量吸收器包括第一和第二织带条带、多根撕裂纱线以及第一和第二连接部分。该第一织带条带具有一个第一织带第一端部和一个相反的第一织带第二端部。该第二织带条带具有一个第二织带第一端部和一个相反的第二织带第二端部。该多根撕裂纱线将该第一织带条带的中央区段联接至该第二织带条带的中央区段上以便形成该第一和第二织带条带的中间部分，其方式为使得该第一织带条带的第一织带第一端部被定位成靠近该第二织带第一端部，并且该第一织带第二端部被定位成靠近该第二织带第二端部。该第一和第二织带条带的中间部分具有一个没有撕裂纱线的居中的未附接部分。该第一连接部分被配置且被安排成用于将该第一织带条带的第一织带第一端部和该第二织带的第二织带第二端部联接至一个第一连接器上。该第二连接部分被配置且被安排成用于将该第一织带条带的第一织带第二端部和该第二织带条带的第二织带第一端部联接至一个第二连接器上。

在又另一个实施例中，提供了另一种能量吸收器系统。该能量吸收器系统包括第一和第二织带条带。该第一织带条带具有一个第一织带第一端部、一个第一织带第二端部以及被定位在该第一织带第一端部与该第一织带第二端部之间的一个第一中央部分。该第二织带条带具有一个第二织带第一端部、一个第二织带第二端部以及在该第二织带第一端部与该第二织带第二端部之间的一个第二中央部分。多根撕裂纱线将该第一织带的第一中央部分联接至该第二织带的第二中央部分上从而形成该第一和第二织带条带的中间部分，以使得该第一条带的第一织带第一端部被定位成靠近该第二条带的第二织带第一端部，并且该第一条带的第一织带第二端部被定位成靠近该第二条带的第二织带第二端部。该第一和第二织带条带的中间部分具有一个没有撕裂纱线的居中的未附接部分。该第一和第二织带条带的中间部分包括一对具有撕裂纱线安排的斜向下区段，这对区段产生了通向该居中的未附接部分的多个过渡撕裂强度区段。该能量吸收器进一步包括第一和第二连接构件。该第一织带条带的第一织带第一端部和该第二织带条带的第二织带第二端部联接至该第一联接构件上。该第二织带条带的第二织带第一端部和该第一织带条带的第一织带第二端部联接至该第二连接构件上，以使得当该第一和第二连接构件在坠落事件过程中被拉离彼此时，保持住该第一和第二织带条带的中间部分的这些撕裂纱线大致同时地从该第一和第二条带的中间部分的相反两端被撕开从而吸收能量，直至该第一和第二织带条带被分开。

附图简要说明

当根据详细描述以及以下附图来考虑时，可以更容易地理解本发明并且本发明的另外的优点以及用途将更容易了解，在附图中：

图1是本发明的一个实施例的能量吸收器系统的侧视图；

图2是图1的能量吸收器系统的侧视透视图；

图3A是本发明的一个实施例的能量吸收器在坠落事件之前的侧视图；

图3B是图3A的能量吸收器在坠落事件过程中的侧视图；并且

图3C是图3A的能量吸收器在坠落事件已发生之后的侧视图。

根据惯例，所描述的这些不同的特征不是按比例绘制的、而是绘制成强调与本发明相关的特定特征。在全部附图和文字中，参考字符表示相似的元件。

详细说明

在以下详细说明中参考了多幅附图，这些附图构成了该详细说明的一部分，且在附图中以说明方式示出了能够实践本发明的多个具体的实施例。足够详细地对这些实施例进行说明以使得本领域技术人员能够实践本发明，并且应理解的是，可以利用其他实施例并且可以做出改变而不背离本发明的精神和范围。因此以下详细说明不应以限制的含义来理解，并且本发明的范围仅由权利要求书及其等效物来限定。

本发明的实施例提供了一种有效的且相对紧凑的能量吸收器系统100。另外，本发明的实施例提供了不需要额外背部束带的一种能量吸收器，如以下讨论的。参见图1，展示了能量吸收器系统100的一个实施例。能量吸收器系统100包括一个第一卡扣钩102(第一连接器)和一个第二卡扣钩104(第二连接器)。将理解的是，可以使用任何类型的连接器并且本发明不限于卡扣钩。一个能量吸收器200联接在这些卡扣钩之间。在使用中，能量吸收器系统100通过卡扣钩102和104被联接在使用者穿戴的安全背带与一根系索之间。接着该系索进而被联接至一个支撑结构上。如果发生坠落事件，则卡扣钩102和104将被拉离彼此而同时能量吸收器200吸收能量，如以下进一步所描述的。能量吸收器200包括一个第一织带条带110和一个第二织带条带120。

第一织带条带110和第二织带条带120用撕裂纱线编织在一起，如图3A和3B所示。第一织带条带110和第二织带条带120可以被称为撕裂织带。用来将织带条带110和120联接在一起的撕裂纱线的一个实例是聚酯撕裂纱线250。制造撕裂纱线的公司的一个实例是纽约州尤蒂卡市的斯特奇斯制造公司(Sturges Manufacturing,Inc.Company,Utica,New York)。在多个实施例中第一织带条带110和第二织带条带120各自包括一个居中的中间区段110c和120c(图3A中示出)。第一和第二织带条带110和120的居中的中间区段110c和120c通过撕裂纱线250被编织在一起而形成第一织带条带110和第二织带条带120的中间部分130。撕裂纱线250将第一和第二织带条带110和120联接在一起。第一和第二织带条带110和120具有相反的端部110a、110b、120a以及102b，这些相反的端部没有通过撕裂纱线250保持在一起。在一个实施例中，第一和第二织带条带110和120是由高强度聚芳酯纤维(Vectran)制成的。在其他实施例中，织带条带110和120使用的是其他类型的高强度纤维，例如但不限于迪尼玛纤维(Dyneema)、高强度特种纤维(Spectra)等。典型地，撕裂纱线250使用了一种不同材料的较低强度纤维，例如但不限于聚酯纤维。在织带条带110和120与撕裂纱线250之间使用不同的材料允许该能量吸收材料在小空间中展现出高强度。并且，因为在织带条带110和120中的纤维比撕裂纱线250的纤维强度高得多，所以当撕裂纱线250断裂时织带条带110和120中的纤维没有被损坏。

返回参见图1，第一和第二织带条带110和120的相应端部(第一织带第一端部110a、第一织带第二端部110b、第二织带第一端部120a以及第二织带第二端部120b)战略性地联接至相关联的卡扣钩102和104上。具体而言，第一织带条带110的第一端部110a联接至第一卡扣钩102上。同样，第二织带条带120的第二端部120b也联接至第一卡扣钩102上。该第一织带条带110的第二端部110b和该第二织带条带120的第一端部120a附接至该第二卡扣钩104上。如图1所示，在这个实施例中第一织带条带110包括一个扭转件111而使得条带110和102可以绕过彼此。然而扭转件111不局限于第一织带条带110。因此在另一个实施例中，第二织带条带120包括扭转件111。如图1进一步所示，在这个实施例中能量吸收器200的中间部分130处于盘绕成圈的构型而形成一个编织织带盘绕圈112。这种构型减小了能量吸收器200在未使用期间的总体大小。在其他实施例中，中间部分130在未使用期间被折叠而不是盘绕成圈。

图2进一步展示了能量吸收器系统100。在这个图中，未示出扭转件111。仅出于展示的目的，第一织带条带110在图2中被示为在末端111a和111b处是断开的。将理解的是，该织带的末端111a和111b以一个如图1所示的扭转件或弯折件111相连接。如图进一步所示，第一织带条带110的第一端部110a和第二织带条带120的第二端部120b穿过第一卡扣钩102的第一连接孔103并且折回到自身上而形成一个第一连接部分215。接着通过附上缝合作用220将它们相附连以便将织带条带110和120联接至第一卡扣钩102上。第一织带条带110的第二端部110b和第二织带条带120的第一端部120a穿过第二卡扣钩104的第二连接孔106并且在折回到自身上而形成一个第二连接部分217。接着通过附上缝合作用220将它们相附连以便将织带条带110和120联接至第二卡扣钩104上。如图1所示，端部110a、120b和110b以及120a的对应折回部分形成了接纳对应连接器102和104的连接环圈108a和108b。

图2中所展示的这些卡扣钩包括对应的钩体部分102a和104a、锁闭闸102b和104b以及连接部分102c和104c。连接部分102c和104c包括对应的连接孔103和106。如以上所讨论的，虽然示出了卡扣钩102和104，但是将理解的是，可以使用能够连接至织带条带110和120的连接环圈108a和108b上的任何类型的连接器。在如以上所讨论的一种典型的应用中，将使用卡扣钩102和104来将能量吸收器系统100联接在工人穿戴的安全背带与连接至支撑结构上的一根系索之间。

参照图3A，展示了一个实施例的能量吸收器200在未激活状态下的展示。在这个展示中，出于展示的目的，能量吸收器200被示为其中间部分130不是盘绕成圈的。图3A进一步示出了织带条带110和120的安排。具体而言，图3A展示了织带条带110和120的对应端部110a、120b和110b、120b以及该居中的中间部分130的定位。如图所示，织带条带110和120的居中的中间部分130通过撕裂纱线250被保持在一起。在一个实施例中，织带条带110和120的中间部分130包括被定位成靠近中间部分130的对应起始区域的第一和第二斜向上过渡区段225a和225b。斜向上过渡区段225a和225b提供了斜向上撕裂强度，这样使得当坠落事件发生时，织带条带110和120的中间部分130由于相对低的撕裂强度而开始相对容易地从彼此拉开、并且接着过渡到较高的所希望的撕裂强度。这防止了织带冲击(从没有撕裂纱线(即，没有撕裂强度)传递到希望的撕裂强度)损坏这些织带区段110和120。过渡区段225a和225b可以通过改变撕裂纱线密度、所使用的撕裂纱线材料以及撕裂纱线直径中的一项来实现。

在图3A的能量吸收器200的实施例中，中间部分130进一步包括一个居中的未附接区段230。在居中的未附接区段230中，第一和第二织带条带110和120没有通过撕裂纱线相附接。在一个实施例中，中间部分130的居中的未附接区段230为约4英寸。居中的未附接区段230防止织带条带110和120彼此缠结(扭结)。由于织带110中的扭转件111(以上所讨论的)，当织带条带110和120被分开时可能发生织带条带110和120的这种不希望的缠结。织带条带110和120的这种缠结可以损害织带条带110和120的总体强度。如以上所讨论的，需要维持织带条带110和120的强度，因为织带条带110和120不仅用作能量吸收器还兼作背部束带。因此，居中的未附接区段230防止扭转件111在坠落事件结束时将未附接的织带条带110和120缠结在一起。

图3A的实施例的中间部分130进一步包括分别通向居中的未附接区段230的第一和第二斜向下过渡区段227a和227b。第一和第二斜向下过渡区段227a和227b从中间部分130的所希望的撕裂强度过渡到该居中的未附接区段230的无撕裂强度。这防止了在织带条带110和120被分开时在织带条带110和120中出现瞬间织带冲击。这种织带冲击可能损害织带条带110和120的总体强度。如以上所指出的，由于织带条带110和120被用作背部束带，应保持织带条带110和120的总体强度。在一个实施例中，第一和第二斜向下过渡区段227a和227b的长度为约1英寸。

图3B展示了坠落事件过程中的能量吸收器200。在坠落事件过程中，端部110a、120b和110b、120a分别从彼此拉开，如图所示。当它们从彼此拉开时，撕裂纱线250沿着分开的区域302a和302b被破坏。因此在这个实施例中，织带条带110和120的中间部分130在两个位置302a和302b处大体上同时地从彼此拉开。能量吸收器200继续吸收能量，直至织带条带110和120的中间部分130彼此完全分开。这在图3C中示出。如图3C中所示，织带条带110和120的中间部分130未相连接。然而，由于该联接构型，织带条带110和120仍联接在连接环圈108a与108b之间。因此，本发明的这些实施例中不需要在典型的能量吸收系统中所需要的传统背部束带。在多个实施例中，该构型将保留在展开之后的拉伸要求所需要的强度。例如，在一个实施例中，这些织带条带提供了8,500lbs的拉伸强度。另外，双织带束带110和120在典型的系统的基础上提供一个额外的背部束带以提供额外的安全特征。因此，即使织带束带110和120中的一者在坠落事件过程中失效，另一个织带束带仍提供背部束带的功能，即，用于在该能量吸收器被用过之后保持系索与工人所穿戴的安全背带之间的连接。

虽然在此已经对多个具体实施例进行了展示和说明，但本领域的普通技术人员将认识到，可以用意欲实现相同目的的任何安排来代替所示的这些具体实施例。本申请旨在涵盖对本发明的任何适配或变动。因此，在此明确的意图是令本发明仅由权利要求书及其等效物来限定。

Claims (20)

1.一种能量吸收器系统，包括：

一个第一织带条带，该第一织带条带具有一个第一端部、一个第二端部以及在该第一端部与该第二端部之间的一个中间区段；

一个第二织带条带，该第二织带条带具有一个第一端部、一个第二端部以及在该第一端部与该第二端部之间的一个中间区段；

多根撕裂纱线，该多根撕裂纱线将该第一和第二织带条带的这些中间区段相联接以形成该第一和第二织带条带的一个居中的中间部分，该中间部分包括被定位在该中间区段的一个居中的部分附近的至少一个斜向下撕裂纱线安排；

一个第一连接构件，该第一织带条带的第一端部和该第二织带条带的第二端部被联接至该第一连接构件上；以及

一个第二连接构件，该第二织带条带的第一端部和该第一织带条带的第二端部被联接至该第二连接构件上，以使得当该第一和第二连接构件在坠落事件过程中被拉离彼此时，保持住该第一和第二织带条带的该中间部分的这些撕裂纱线大致同时地从该第一和第二条带的该中间部分的相反两端被撕开从而吸收能量，直至该第一和第二织带条带被分开。

2.如权利要求1所述的能量吸收器系统，进一步包括：

该第一织带条带包括一个扭转件。

3.如权利要求1所述的能量吸收器系统，进一步包括：

该第一和第二织带条带的该中间部分被卷绕成圈。

4.如权利要求1所述的能量吸收器系统，进一步地其中该第一和第二织带条带的该中间部分包括位于该中间部分的居中部分处的一个没有撕裂纱线的未附接部分。

5.如权利要求4所述的能量吸收器系统，其中该第一和第二织带条带的中间部分的该至少一个斜向下撕裂纱线安排包括一对各自具有撕裂纱线安排的斜向下区段，该对斜向下区段产生了通向该居中的未附接部分的多个过渡撕裂强度区段。

6.如权利要求1所述的能量吸收器系统，进一步包括：

一个第一缝合区域，该第一缝合区域被配置成用于将该第一织带条带的第一端部和该第二织带条带的第二端部联接至该第一连接构件上；以及

一个第二缝合区域，该第二缝合区域被配置成用于将该第二织带条带的第一端部和该第一织带条带的第二端部联接至该第二连接构件上。

7.如权利要求1所述的能量吸收器系统，进一步包括：

该第一连接构件具有一个第一连接孔，该第一织带条带的第一端部和该第二织带条带的第二端部穿过该第一连接构件的该第一连接孔；以及

该第二连接构件具有一个第二连接孔，该第一织带条带的第二端部和该第二织带条带的第一端部穿过该第二连接构件的该第二连接孔。

8.如权利要求1所述的能量吸收器系统，其中该第一和第二连接构件是卡扣钩。

9.一种能量吸收器，包括：

一个第一织带条带，该第一织带条带具有一个第一织带第一端部和一个相反的第一织带第二端部；

一个第二织带条带，该第二织带条带具有一个第二织带第一端部和一个相反的第二织带第二端部；

多根撕裂纱线，该多根撕裂纱线将该第一织带条带的一个中央区段联接至该第二织带条带的一个中央区段上以形成该第一和第二织带条带的一个中间部分，其方式为使得该第一织带条带的第一织带第一端部被定位成靠近该第二织带的第二织带第一端部，并且该第一织带的第一织带第二端部被定位成靠近该第二织带的第二织带第二端部，该第一和第二织带条带的该中间部分具有一个没有撕裂纱线的居中的未附接部分；

一个第一连接部分，该第一连接部分被配置且被安排成用于将该第一织带条带的第一织带第一端部和该第二织带的第二织带第二端部联接至第一连接器上；以及

一个第二连接部分，该第二连接部分被配置且被安排成用于将该第一织带条带的第一织带第二端部和该第二织带的第二织带第一端部联接至第二连接器上。

10.如权利要求9所述的能量吸收器，其中该第一和第二织带条带的该中间部分包括一对各自具有撕裂纱线安排的斜向下区段，该对斜向下区段产生了通向该居中的未附接部分的多个过渡撕裂强度区段。

11.如权利要求10所述的能量吸收器，其中随着这些过渡撕裂强度区段靠近该居中的未附接部分，这些过渡撕裂强度区段从较高的撕裂强度过渡到较低的撕裂强度。

12.如权利要求9所述的能量吸收器，其中该第一织带条带和该第二织带条带中的至少一者包括一个扭转件。

13.如权利要求9所述的能量吸收器，其中该第一和第二条带的中间区段进一步包括一对具有撕裂纱线安排的斜向上区段，该对斜向上区段产生了靠近该第一和第二织带条带的该中间部分的相反两端的多个过渡撕开强度区段。

14.如权利要求13所述的能量吸收器，其中这些过渡撕裂强度区段从较低的撕裂强度过渡到较高的撕裂强度。

15.一种能量吸收器系统，包括：

一个第一织带条带，该第一织带条带具有一个第一织带第一端部、一个第一织带第二端部以及被定位在该第一织带第一端部与该第一织带第二端部之间的一个第一中央部分；

一个第二织带条带，该第二织带条带具有一个第二织带第一端部、一个第二织带第二端部以及在该第二织带第一端部与该第二织带第二端部之间的一个第二中央部分；

多根撕裂纱线，该多根撕裂纱线将该第一织带的第一中央部分联接至该第二织带的第二中央部分上以形成该第一和第二织带条带的一个中间部分，以使得该第一条带的第一织带第一端部被定位成靠近该第二条带的第二织带第一端部并且该第一条带的第一织带第二端部被定位成靠近该第二条带的第二织带第二端部，该第一和第二条带的该中间部分具有一个没有撕裂纱线的居中的未附接部分，该第一和第二织带条带的中间部分包括各自具有撕裂纱线安排的一对斜向下区段，该对斜向下区段产生了通向该居中的未附接部分的多个过渡撕裂强度区段；

一个第一连接构件，该第一织带条带的第一织带第一端部和该第二织带条带的第二织带第二端部被联接至该第一连接构件上；以及

一个第二连接构件，该第二织带条带的第二织带第一端部和该第一织带条带的第一织带第二端部被联接至该第二连接构件上，以使得当该第一和第二连接构件在坠落事件过程中被拉离彼此时，保持住该第一和第二织带条带的中间部分的这些撕裂纱线大致同时地从该第一和第二条带的中间部分的相反两端被撕开从而吸收能量，直至该第一和第二织带条带被分开。

16.如权利要求15所述的能量吸收器系统，其中该第一和该第二织带条带中的一者包括一个扭转件。

17.如权利要求15所述的能量吸收器系统，其中随着这些过渡撕裂强度区段靠近该居中的未附接部分，这些过渡撕裂强度区段从较高的撕裂强度过渡到较低的撕裂强度。

18.如权利要求15所述的能量吸收器系统，进一步包括：

一个第一缝合区域，该第一缝合区域被配置成用于将该第一织带条带的第一织带第一端部和该第二织带条带的第二织带第二端部联接至该第一连接构件上；以及

一个第二缝合区域，该第二缝合区域被配置成用于将该第二织带条带的第二织带第一端部和该第一织带条带的第一织带第二端部联接至该第二连接构件上。

19.如权利要求15所述的能量吸收器系统，进一步包括：

该第一连接构件具有一个第一连接孔，该第一织带条带的第一织带第一端部和该第二织带条带的第二织带第二端部穿过该第一连接构件的该第一连接孔；以及

该第二连接构件具有一个第二连接孔，该第一织带条带的第一织带第二端部和该第二织带条带的第二织带第一端部穿过该第二连接构件的该第二连接孔。

20.如权利要求15所述的能量吸收器系统，进一步包括：

该第一和第二织带条带的该中间部分被卷绕成圈。