CN110341744A - 缓冲吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种缓冲吸能装置，包括导向筒；安装法兰，环设于导向筒的第一端上；导向管，导向管的第二端从导向筒的第一端伸入导向筒内；防撞头，紧固连接于导向管的第一端上；以及吸能元件，为高延伸率材料件，吸能元件的第一端与导向筒的第一端部紧固连接，吸能元件的第二端限位于导向管的第二端部上。本发明采用了具有高延伸率的吸能元件替代切削刀具和蜂窝件，利用导向筒与导向管之间的相对移动来拉伸吸能元件，通过吸能元件的拉伸变形来吸收外力产生的能量，从而有效地解决了现有吸能缓冲装置中切削刀具加工要求高、切削过程不稳定或者蜂窝件加工成本高的技术问题，提高了缓冲吸能装置的吸能稳定性，降低了缓冲吸能装置的生产成本。

Description

缓冲吸能装置

技术领域

本发明属于被动安全防护装置技术领域，更具体地说，是涉及一种缓冲吸能装置。

背景技术

随着中国高铁、城铁的飞速发展，便捷、高效的轨道交通已经成为许多人的出行首选，其安全防护显得至关重要。作为安全防护领域的一个重要课题，碰撞缓冲吸能一直广受关注，该领域发展至今已经衍生出液压、弹簧、金属切削、蜂窝等种类繁多的结构形式。其中液压及弹簧吸能方式在恶劣环境下难以满足要求；而金属切削过程中产生的高温对切削刀具要求极高，且切削过程的缓冲力极不稳定；蜂窝吸能制造及加工成本高，且其本身垂向承载能力差，需额外结构保证其垂向承载，使得结构复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种缓冲吸能装置，包括但不限于解决现有吸能缓冲装置中切削刀具加工要求高、切削过程不稳定或者蜂窝件加工成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种缓冲吸能装置，包括：

导向筒；

安装法兰，环设于所述导向筒的第一端上；

导向管，所述导向管的第二端从所述导向筒的第一端伸入所述导向筒内；

防撞头，紧固连接于所述导向管的第一端上；以及

吸能元件，为高延伸率材料件，所述吸能元件的第一端与所述导向筒的第一端部紧固连接，所述吸能元件的第二端限位于所述导向管的第二端部上。

进一步地，所述缓冲吸能装置包括至少两所述吸能元件，至少两所述吸能元件沿所述导向管的外表面均匀地周向分布。

进一步地，所述吸能元件的第一端上凸设有第一挂台，所述吸能元件的第二端上凸设有第二挂台，所述第一挂台与所述第二挂台朝相反的方向向外延伸，所述导向筒的第一端部的内表面上开设有第一安装槽，所述第一挂台嵌入所述第一安装槽内，所述导向管的第二端部的外表面上开设有第二安装槽，所述第二挂台嵌入所述第二安装槽内。

进一步地，所述第一安装槽、所述第二安装槽与所述吸能元件一一对应，至少两所述第二安装槽呈异长度分布。

进一步地，所述导向筒的内表面上开设有限位槽，所述限位槽的一端与所述第一安装槽相接，所述限位槽的另一端沿所述导向筒的轴向延伸至所述导向筒的第二端，所述吸能元件的顶部伸入于所述限位槽内。

进一步地，所述导向管的外表面上开设有导向槽，所述导向槽的一端与所述第二安装槽相接，所述导向槽的另一端沿所述导向管的轴向朝所述导向管的第一端延伸，且所述导向槽的凹陷深度小于所述第二安装槽的凹陷深度，所述吸能元件的底部伸入于所述导向槽内。

进一步地，所述第一挂台包括斜面和端面，所述斜面从所述端面的顶侧边沿向所述吸能元件的第一端部倾斜。

进一步地，所述缓冲吸能装置还包括：

挡圈，套设于所述导向管的外周，并封盖于所述导向筒的第一端上，且与所述安装法兰紧固连接以将所述第一挂台固定于所述第一安装槽内。

进一步地，所述缓冲吸能装置还包括：

端盖，封盖于所述导向管的第二端上，以限止所述第二挂台脱出所述第二安装槽，且所述端盖止挡于所述导向筒的第二端的外侧。

进一步地，所述防撞头的远离所述导向管的外表面上凸设有多个防爬齿。

本发明提供的缓冲吸能装置的有益效果在于：采用了具有高延伸率的吸能元件替代切削刀具和蜂窝件，利用导向筒与导向管之间的相对移动来拉伸吸能元件，通过吸能元件的拉伸变形来吸收外力产生的能量，从而有效地解决了现有吸能缓冲装置中切削刀具加工要求高、切削过程不稳定或者蜂窝件加工成本高的技术问题，提高了缓冲吸能装置的吸能稳定性，降低了缓冲吸能装置的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的缓冲吸能装置的轴剖面示意图；

图2为本发明实施例提供的缓冲吸能装置的立体分解示意图；

图3为本发明实施例提供的缓冲吸能装置中吸能元件的主视示意图；

图4为本发明实施例提供的缓冲吸能装置中安装法兰的立体示意图；

图5为本发明实施例提供的缓冲吸能装置中导向管的立体示意图。

其中，图中各附图标记：

1—缓冲吸能装置、10—导向筒、20—安装法兰、30—导向管、40—防撞头、50—吸能元件、60—挡圈、70—螺钉、80—端盖、11—第一安装槽、12—限位槽、21—第二安装孔、22—第三安装孔、31—第二安装槽、32—导向槽、51—第一挂台、52—第二挂台、311—第二安装槽A、312—第二安装槽B、313—第二安装槽C、321—导向槽A、322—导向槽B、323—导向槽C、400—防爬齿、511—第一挂台的斜面、512—第一挂台的端面、520—第二挂台的端面、600—第一安装孔。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。术语“第一”、“第二”等仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

现对本发明提供的缓冲吸能装置进行说明。请参阅图1和图2，该缓冲吸能装置1包括导向筒10、安装法兰20、导向管30、防撞头40以及吸能元件50；其中，安装法兰20环设在导向筒10的第一端上，用以与被防护物紧固连接，导向管30的第二端从导向筒10的第一端伸入导向筒10内，防撞头40紧固连接在导向管30的第一端上，吸能元件50为高延伸率材料件，如：金属、橡胶、高分子复合材料等，此处吸能元件50的第一端与导向筒10的第一端部紧固连接，吸能元件50的第二端限位在导向管30的第二端部上。可以理解的是，导向筒10和导向管30为中空件，两者都具有内孔，其中，导向筒10的内孔起到限位和引导导向管30移动的作用，导向管30的内孔能够有效地降低自身的重量，使得缓冲吸能装置1更加轻盈。可以理解的是，此处“端部”是指靠近“端”的部分，“端部”涵盖的范围大于“端”涵盖的范围。

优选地，在本发明提供的实施方式中，安装法兰20可以与导向筒10一体成型，或者焊接在导向筒10的第一端上；防撞头40可以焊接在导向管30的第一端上，或者与导向管30一体成型；当然，根据具体情况和要求，安装法兰20与导向筒10紧固连接以及防撞头40与导向管30紧固连接还可以采用其它的连接方式，此处不作唯一限定。

使用时，缓冲吸能装置1通过安装法兰20安装在被防护物上。当防撞头40受到外力冲击时，防撞头40推顶导向管30后退，导向管30的第二端从导向筒10的第二端逐渐退出导向筒10的内孔，此时，吸能元件50被拉伸延长，进而将该外力产生的动能转化为变形能，实现能量的吸收，直至该动能被完全吸收后，吸能元件50停止伸长，或者直至吸能元件50断裂。

本发明提供的缓冲吸能装置1，采用了具有高延伸率的吸能元件50替代切削刀具和蜂窝件，利用导向筒10与导向管30之间的相对移动来拉伸吸能元件50，通过吸能元件50的拉伸变形来吸收外力产生的能量，从而有效地解决了现有吸能缓冲装置中切削刀具加工要求高、切削过程不稳定或者蜂窝件加工成本高的技术问题，提高了缓冲吸能装置的吸能稳定性，降低了缓冲吸能装置的生产成本。

进一步地，请参阅图1和图2，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，缓冲吸能装置1包括至少两个吸能元件50，至少两个吸能元件50沿导向管30的外表面均匀地周向分布，即至少两个吸能元件50绕导向管30的轴线等间隔地分布在导向管30的外表面上。这样使得导向管30的后退过程更加稳定、缓冲吸能装置1的吸能效果更加显著。

进一步地，请参阅图2至图4，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，在吸能元件50的第一端上凸设有第一挂台51，在吸能元件50的第二端上凸设有第二挂台52，并且第一挂台51与第二挂台52朝相反的方向向外延伸，同时，在导向筒10的第一端部的内表面上开设有第一安装槽11，第一挂台51嵌入第一安装槽11内，在导向管30的第二端部的外表面上开设有第二安装槽31，第二挂台52嵌入第二安装槽31内。具体地，吸能元件50夹设在导向筒10的内表面与导向管30的外表面之间，第一挂台51从吸能元件50的第一端向导向筒10的所在侧向外延伸，并与第一安装槽11插接，第二挂台52从吸能元件50的第二端向导向管30的所在侧向外延伸，并与第二安装槽31插接，进而实现通过导向筒10与导向管30之间的相对移动来驱使吸能元件50拉伸。

进一步地，请参阅图2至图5，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，第一安装槽11、第二安装槽31与吸能元件50一一对应，至少两个第二安装槽31呈异长度分布，即如果在导向管30的第二端部的外表面上开设有三个第二安装槽31，三个第二安装槽31可以分别为第二安装槽A311、第二安装槽B312、第二安装槽C313，那么第二安装槽A311的长度、第二安装槽B312的长度与第二安装槽C313的长度互不相等。这样在缓冲吸能装置1受到外力冲击时，与长度最短的第二安装槽A311插接的吸能元件50首先发生拉伸变形，实现第一级吸能，接着与长度较长的第二安装槽B312插接的吸能元件50会沿第二安装槽B312滑动一段距离直至第二挂台的端面520与第二安装槽B312的端面抵顶后，通过拉伸变形实现第二级吸能，然后与长度最长的第二安装槽C313插接的吸能元件50会沿第二安装槽C313滑动一段距离直至第二挂台的端面520与第二安装槽C313的端面抵顶后，通过拉伸变形实现第三级吸能，从而通过多级吸能提升了缓冲吸能装置1的吸能效果。

进一步地，请参阅图2和图4，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，在导向筒10的内表面上开设有限位槽12，该限位槽12的一端与第一安装槽11相接，限位槽12的另一端沿导向筒10的轴向延伸至导向筒10的第二端，吸能元件50的顶部伸入限位槽12内。具体地，限位槽12、第一安装槽11与吸能元件50一一对应，并且限位槽12从第一安装槽11的一端一直延伸至导向筒10的第二端的端面上，实现各级吸能的吸能元件50的顶部伸入限位槽12内，这样可以有效地防止吸能元件50在吸能的过程中绕导向筒10的轴线作周向摆动，进而提升了缓冲吸能装置1吸能的稳定性。当然，根据具体情况和需求，在本发明的其它实施方式中，限位槽12可以仅与而实现第一级吸能的吸能元件50一一对应，而实现第二级吸能和/或第三级……第n级吸能的吸能元件50不作周向限位，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图2和图5，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，在导向管30的外表面上开设有导向槽32，该导向槽32的一端与第二安装槽31相接，导向槽32的另一端沿导向管30的轴向朝导向管30的第一端延伸，并且导向槽32的凹陷深度小于第二安装槽31的凹陷深度，吸能元件50的底部伸入导向槽32内。具体地，导向槽32、第二安装槽31与吸能元件50一一对应，并且导向槽32从第二安装槽31的一端向导向管30的第一端延伸的距离等于吸能元件50的最大拉伸长度，实现各级吸能的吸能元件50的底部伸入导向槽32内，这样可以有效地防止导向管30在吸能的过程中绕导向筒10的轴线作周向转动，进而提升了缓冲吸能装置1吸能的稳定性。当然，根据具体情况和需求，在本发明的其它实施方式中，导向槽32可以仅与而实现第一级吸能的吸能元件50一一对应，而实现第二级吸能和/或第三级……第n级吸能的吸能元件50可以不与导向槽32配合，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图2至图5，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，第一挂台51包括斜面511和端面512，其中，第一挂台51的斜面511从第一挂台51的端面512的顶侧边沿向吸能元件50的第一端部倾斜，即第一挂台51的横截面面积从端面512的一侧向靠近吸能元件50的第二端的一侧逐渐变小，此处第一安装槽11的外轮廓形状与第一挂台51的外轮廓形状相匹配。在导向管30后退的过程中，当端面512与导向槽32的端面抵顶后，外力产生的能量仍然没有被完全吸收时，第一挂台51在导向管30和导向筒10的双重挤压下会沿斜面511发生变形并且滑入限位槽12内，直至第一挂台51沿限位槽12滑动被完全推出导向筒10外，这样可以避免吸能元件50在吸能的过程中突然发生断裂导致整个缓冲吸能装置1产生振动，确保了实现下一级吸能的吸能元件50的工作过程不会受实现上一级吸能的吸能元件50影响，进而提升了整个吸能过程的稳定性。

进一步地，请参阅图1和图2，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，缓冲吸能装置1还包括挡圈60，该挡圈60套设在导向管30的外周，并且挡圈60封盖在导向筒10的第一端上，与安装法兰20紧固连接，用以将第一挂台51固定在导向筒10上。具体地，挡圈60环绕在导向管30的外周，在挡圈60上开设有至少两个第一安装孔600，至少两个第一安装孔600绕挡圈60的内孔均匀地分布，同时，在安装法兰20上开设有至少两个第二安装孔21，至少两个第二安装孔21绕安装法兰20的内孔均匀地分布，此处通过螺钉70的一端穿过第一安装孔600后旋入第二安装孔21内将挡圈60固定在安装法兰20上，进而将第一安装槽11封盖住并且将第一挂台51压紧在第一安装槽11内，防止了第一挂台51从导向筒10的第一端脱出第一安装槽11。当然，根据具体情况和需求，在本发明的其它实施方式中，第一挂台51还可以通过螺钉或者插销等固定在第一安装槽11内，此处不作唯一限定。

另外，在安装法兰20上还开设有至少两个第三安装孔22，至少两个第三安装孔22分别分布在安装法兰20的角部上，用以与被防护物上的安装孔配合将安装法兰20固定在被防护物上。

进一步地，请参阅图1和图2，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，缓冲吸能装置1还包括端盖80，该端盖80封盖在导向管30的第二端上，用以限止第二挂台52脱出第二安装槽31，并且端盖80止挡在导向筒10的第二端的外侧。具体地，端盖80可以焊接在导向管30的第二端的端面上，或者通过端盖80中部的凸台与导向管30的内孔螺纹连接，并且端盖80的外径大于导向筒10的内孔的孔径。这样既可以将第二挂台52压紧在第二安装槽31内，防止了第二挂台52脱出第二安装槽31，又可以将导向管30的第二端止挡在导向筒10的第二端处，防止了导向管30与导向筒10分离。当然，根据具体情况和需求，在本发明的其它实施方式中，第二挂台52还可以通过螺钉或者插销等固定在第二安装槽31内，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图1和图2，作为本发明提供的缓冲吸能装置的一种具体实施方式，防撞头40的远离导向管30的外表面上凸设有多个防爬齿400。具体地，多个防爬齿400呈等间隔地分布。当分别装载有缓冲吸能装置1的两个被防护物相互碰撞时，两个缓冲吸能装置1上的防爬齿400相互啮合，有效地防止了两个被防护物发生相互骑爬，从而提升了缓冲吸能装置1的防护效能。

以上仅为本发明的可选实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.缓冲吸能装置，其特征在于，包括：

导向筒；

安装法兰，环设于所述导向筒的第一端上；

导向管，所述导向管的第二端从所述导向筒的第一端伸入所述导向筒内；

防撞头，紧固连接于所述导向管的第一端上；以及

吸能元件，为高延伸率材料件，所述吸能元件的第一端与所述导向筒的第一端部紧固连接，所述吸能元件的第二端限位于所述导向管的第二端部上。

2.如权利要求1所述的缓冲吸能装置，其特征在于，包括至少两所述吸能元件，至少两所述吸能元件沿所述导向管的外表面均匀地周向分布。

3.如权利要求2所述的缓冲吸能装置，其特征在于，所述吸能元件的第一端上凸设有第一挂台，所述吸能元件的第二端上凸设有第二挂台，所述第一挂台与所述第二挂台朝相反的方向向外延伸，所述导向筒的第一端部的内表面上开设有第一安装槽，所述第一挂台嵌入所述第一安装槽内，所述导向管的第二端部的外表面上开设有第二安装槽，所述第二挂台嵌入所述第二安装槽内。

4.如权利要求3所述的缓冲吸能装置，其特征在于，所述第一安装槽、所述第二安装槽与所述吸能元件一一对应，至少两所述第二安装槽呈异长度分布。

5.如权利要求4所述的缓冲吸能装置，其特征在于，所述导向筒的内表面上开设有限位槽，所述限位槽的一端与所述第一安装槽相接，所述限位槽的另一端沿所述导向筒的轴向延伸至所述导向筒的第二端，所述吸能元件的顶部伸入于所述限位槽内。

6.如权利要求5所述的缓冲吸能装置，其特征在于，所述导向管的外表面上开设有导向槽，所述导向槽的一端与所述第二安装槽相接，所述导向槽的另一端沿所述导向管的轴向朝所述导向管的第一端延伸，且所述导向槽的凹陷深度小于所述第二安装槽的凹陷深度，所述吸能元件的底部伸入于所述导向槽内。

7.如权利要求6所述的缓冲吸能装置，其特征在于，所述第一挂台包括斜面和端面，所述斜面从所述端面的顶侧边沿向所述吸能元件的第一端部倾斜。

8.如权利要求3至7任一项所述的缓冲吸能装置，其特征在于，还包括：

挡圈，套设于所述导向管的外周，并封盖于所述导向筒的第一端上，且与所述安装法兰紧固连接以将所述第一挂台固定于所述第一安装槽内。

9.如权利要求8所述的缓冲吸能装置，其特征在于，还包括：

端盖，封盖于所述导向管的第二端上，以限止所述第二挂台脱出所述第二安装槽，且所述端盖止挡于所述导向筒的第二端的外侧。

10.如权利要求8所述的缓冲吸能装置，其特征在于，所述防撞头的远离所述导向管的外表面上凸设有多个防爬齿。