CN209324920U - 破碎式吸能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种破碎式吸能装置，包括防撞板、安装法兰以及至少两个复合材料管，安装法兰上开设有至少两个安装孔，安装孔包括安装端和导向端，安装端的孔径大于导向端的孔径，且导向端的孔径小于复合材料管的外径，复合材料管的一端与防撞板抵接，复合材料管的另一端伸入安装端内并与安装法兰紧固连接。本实用新型采用了防撞板、安装法兰与复合材料管配合，当被防护物发生撞击时，通过安装法兰上安装孔的导向端将复合材料管挤压至破碎，来吸收撞击所产生的能量，并且将复合材料管的碎片从导向端导出，而且当撞击结束后，只需更换破损的复合材料管即可，从而解决了防爬吸能器需要在车体上预留后退空间，并且一旦发生变形需要整体更换的问题。

Description

破碎式吸能装置

技术领域

本实用新型属于被动安全防护装置技术领域，更具体地说，是涉及一种破碎式吸能装置。

背景技术

目前，在有轨列车、大型客车、轿车等的被动安全防护措施中，大部分采用的结构形式是单一的吸能元件，如刨削式防爬器、抽屉型蜂窝式防爬器、胀管式防爬器等。但是这些吸能器往往需要配合安装导向装置，安装导向装置势必需要在车体上预留这些防爬器的后退空间，这样就会增加车体设计的难度，同时导致防爬器的重量增加，质量吸能比降低。而且这些防爬器通常采用金属结构，金属结构在发生碰撞事故后，一旦发生变形往往需要整体更换，导致成本较高、维护时间长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种破碎式吸能装置，以解决现有技术中，防爬吸能器需要在车体上预留后退空间，并且一旦发生变形需要整体更换的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供了一种破碎式吸能装置，包括防撞板，用于连接被防护物的安装法兰，以及至少两个复合材料管，所述安装法兰上开设有至少两个安装孔，所述复合材料管与所述安装孔一一对应，所述安装孔包括安装端和导向端，所述安装端的孔径大于所述导向端的孔径，且所述导向端的孔径小于所述复合材料管的外径，所述复合材料管的一端与所述防撞板抵接，所述复合材料管的另一端伸入所述安装端内并与所述安装法兰紧固连接。

进一步地，所述安装法兰的内壁上环设有斜面，所述斜面位于所述安装端和所述导向端之间的过渡处，所述复合材料管的一端上开设有与所述斜面相适配的倒角。

进一步地，所述安装端的轴向长度大于所述导向端的轴向长度。

进一步地，所述安装法兰包括：

法兰本体，所述安装孔贯穿于所述法兰本体；以及

安装凸缘，凸设于所述法兰本体的靠近所述防撞板的一端并沿所述法兰本体的外壁周向延伸，用于连接所述被防护物。

进一步地，所述防撞板的一侧端面上凸设有与所述复合材料管相适配的安装凸台。

进一步地，所述防撞板的远离所述安装凸台的一侧端面上凸设有多个防爬齿。

可选地，所述破碎式吸能装置包括三个所述复合材料管，三个所述复合材料管呈等边三角形分布。

可选地，所述破碎式吸能装置包括七个所述复合材料管，七个所述复合材料管呈正六边形分布。

本实用新型提供的破碎式吸能装置的有益效果在于：采用了防撞板、安装法兰与复合材料管配合，当被防护物发生撞击时，通过安装法兰上安装孔的导向端将复合材料管挤压至破碎，来吸收撞击所产生的能量，并且将复合材料管的碎片从导向端导出，避免了需要在被防护物上预留复合材料管的后退空间，而且当撞击结束后，只需更换破损的复合材料管即可，省力省时，从而有效地解决了防爬吸能器需要在车体上预留后退空间，并且一旦发生变形需要整体更换的技术问题，提高了吸能装置的维护效率，降低了吸能装置的使用成本和设计难度，而且至少两个复合材料管相较于单个复合材料管体积可以设计得更小，可以吸收的能量更多，材料利用率也更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的破碎式吸能装置的立体示意图；

图2为本实用新型实施例提供的破碎式吸能装置的立体分解示意图；

图3为本实用新型实施例提供的防撞板和复合材料管的轴向剖面示意图；

图4为本实用新型实施例提供的安装法兰的轴向剖面示意图。

其中，图中各附图标记：

1—破碎式吸能装置、10—防撞板、11—安装凸台、12—防爬齿、20—安装法兰、21—法兰本体、22—安装凸缘、23—斜面、30—复合材料管、200—安装孔、201—安装端、202—导向端、300—复合材料管的内孔。

具体实施方式

为了使本实用新型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，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1和图2，现对本实用新型提供的破碎式吸能装置进行说明。该破碎式吸能装置1包括防撞板10、安装法兰20以及至少两个复合材料管30，其中，防撞板10用于接受撞击，安装法兰20用于连接被防护物，如：轨道列车、汽车、高层建筑电梯井等；复合材料管30采用碳纤维(Thornel Mat VMA)、环氧树脂胶(YT-CC301)、593固化剂等材料并且通过缠绕技术加工制成，其同时具有抵抗纵向力吸能和抵抗垂向力两种功能，此处，在安装法兰20上开设有至少两个安装孔200，复合材料管30与安装孔200一一对应，并且安装孔200包括安装端201和导向端202，其中，安装端201的孔径大于导向端202的孔径，导向端202的孔径小于复合材料管30的外径，复合材料管30的一端与防撞板10抵接，复合材料管30的另一端伸入安装端201内并且与安装法兰20紧固连接。可以理解的是，复合材料管30可通过胶粘的方式与安装法兰20紧固连接，或者复合材料管30的外径等于或略大于安装端201的孔径，复合材料管30与安装法兰20通过过盈配合实现紧固连接，当然，根据具体情况和需求，在本实用新型的其它实施例中，复合材料管30还可通过其它方式与安装法兰20紧固连接，此处不作唯一限定。

当防撞板10接受沿复合材料管30轴向传导的外力撞击时，防撞板10推顶复合材料管30从安装孔200的安装端201向导向端202伸进，此时，由于导向端202的孔径小于复合材料管30的外径，复合材料管30被止挡在导向端202外侧，若该外力超过一定阈值，复合材料管30继续向导向端202伸进，导向端202所在侧的安装法兰20的内壁就会挤压复合材料管30，直至复合材料管30发生破碎，进而将动能转化为变形能，吸收撞击所产生的能量，最大限度地保护被防护物的安全。

本实用新型提供的破碎式吸能装置1，采用了防撞板10、安装法兰20与复合材料管30配合，当被防护物发生撞击时，通过安装法兰20上安装孔200的导向端202将复合材料管30挤压至破碎，来吸收撞击所产生的能量，并且将复合材料管30的碎片从导向端202导出，避免了需要在被防护物上预留复合材料管30的后退空间，而且当撞击结束后，只需更换破损的复合材料管30即可，省力省时，从而有效地解决了防爬吸能器需要在车体上预留后退空间，并且一旦发生变形需要整体更换的技术问题，提高了吸能装置的维护效率，降低了吸能装置的使用成本和设计难度，而且至少两个复合材料管30相较于单个复合材料管体积可以设计得更小，可以吸收的能量更多，材料利用率也更高。

进一步地，请参阅图3，作为本实用新型提供的破碎式吸能装置的一种具体实施方式，上述安装法兰20的内壁上环设有斜面23，该斜面23位于安装孔200的安装端201和导向端202之间的过渡处，复合材料管30的一端上开设有倒角，该倒角与斜面23相适配。具体地，该倒角开设在复合材料管30的伸入安装孔200的一端上，并且该倒角与斜面23过盈配合，从而实现复合材料管30与安装法兰20紧固连接。另外，当复合材料管30内的碳纤维的主要铺层角与斜面23的倾斜角度之和等于90°，破碎式吸能装置1的吸能效果最佳，此处，斜面23的倾斜角度是指斜面23与复合材料管30的中轴线相交形成的锐角。

进一步地，请参阅图3，作为本实用新型提供的破碎式吸能装置的一种具体实施方式，上述安装端201的轴向长度大于导向端202的轴向长度。这样既可以保证复合材料管30与安装法兰20安装时保持较大的接触面积，使得复合材料管30与安装法兰20的连接更加牢固和可靠，又能够将复合材料管30破碎的行程缩减至最小，有效地防止复合材料管30的碎片积聚在安装孔200内，保证了破碎式吸能装置1的吸能效果。

进一步地，请参阅图1至图3，作为本实用新型提供的破碎式吸能装置的一种具体实施方式，上述安装法兰20包括法兰本体21和安装凸缘22，其中，安装孔200贯穿在法兰本体21内，安装凸缘22凸设在法兰本体21的靠近防撞板10的一端，并且安装凸缘22沿法兰本体21的外壁周向延伸，用于连接被防护物。具体地，安装凸缘22可以与被防护物焊接，或者在安装凸缘22上开设安装孔，通过螺栓穿过该安装孔与螺母配合将法兰本体21紧固连接在被防护物上。当然，根据具体情况和需求，在本实用新型的其它实施例中，安装凸缘22还可通过其它方式与被防护物紧固连接，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图2和图4，作为本实用新型提供的破碎式吸能装置的一种具体实施方式，上述防撞板10的一侧端面上凸设有安装凸台11，该安装凸台11与复合材料管30相适配。具体地，在防撞板10的一侧端面上凸设有至少两个安装凸台11，防撞板10与安装凸台11一体成型，安装凸台11与复合材料管30一一对应。此处，安装凸台11的外径尺寸可以等于复合材料管30的内径尺寸，安装时，安装凸台11伸入复合材料管的内孔300内形成定位，防撞板10通过胶粘或者焊接的方式与复合材料管30紧固连接；或者安装凸台11的外径尺寸可以大于复合材料管30的内径尺寸，此时进行安装，安装凸台11伸入复合材料管的内孔300内并且与复合材料管的内孔30过盈配合，进而实现防撞板10与复合材料管30紧固连接。当然，根据具体情况和需求，在本实用新型的其它实施例中，安装凸台11还可通过其它方式与复合材料管30紧固连接，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图2和图4，作为本实用新型提供的破碎式吸能装置的一种具体实施方式，上述防撞板10的远离安装凸台11的一侧端面上凸设有多个防爬齿12。具体地，防撞板10与防爬齿12一体成型，多个防爬齿12等间隔分布，并且防爬齿12的延伸方向与复合材料管30的轴向垂直，这样当两个被防护物相互碰撞时，两个破碎式吸能装置1的防爬齿12相互啮合，可有效地防止骑爬现象，并且保证将碰撞所产生的能量最大化地传导给复合材料管30，从而更好地保护被防护物的安全。

可选地，作为本实用新型提供的破碎式吸能装置的一种具体实施方式，上述破碎式吸能装置1包括三个复合材料管30，三个复合材料管30呈等边三角形分布，即安装法兰20上的三个安装孔200的横截面的圆心相互连线后形成一个等边三角形。这样的结构相较于单个复合材料管，可以吸收更多的能量、材料利用率更高，管件的体积可以设计得更小、方便安装和拆卸，并且使得破碎式吸能装置1的抗弯能力更强、吸能效率更高。

可选地，请参阅图2，作为本实用新型提供的破碎式吸能装置的一种具体实施方式，上述破碎式吸能装置1包括七个复合材料管30，七个复合材料管30呈正六边角形分布，即在安装法兰20上的七个安装孔200中，其中六个安装孔200围绕在另一个安装孔200的外周，该六个安装孔200的横截面的圆心依次连线后形成一个正六边形，另一个安装孔200的横截面的圆心位于该正六边形的中心。这样的结构相较于单个复合材料管，可以吸收更多的能量、材料利用率更高，管件的体积可以设计得更小、方便安装和拆卸，并且使得破碎式吸能装置1的抗弯能力更强、吸能效率更高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.破碎式吸能装置，包括防撞板和用于连接被防护物的安装法兰，其特征在于，破碎式吸能装置还包括至少两个复合材料管，所述安装法兰上开设有至少两个安装孔，所述复合材料管与所述安装孔一一对应，所述安装孔包括安装端和导向端，所述安装端的孔径大于所述导向端的孔径，且所述导向端的孔径小于所述复合材料管的外径，所述复合材料管的一端与所述防撞板抵接，所述复合材料管的另一端伸入所述安装端内并与所述安装法兰紧固连接。

2.如权利要求1所述的破碎式吸能装置，其特征在于，所述安装法兰的内壁上环设有斜面，所述斜面位于所述安装端和所述导向端之间的过渡处，所述复合材料管的一端上开设有与所述斜面相适配的倒角。

3.如权利要求2所述的破碎式吸能装置，其特征在于，所述安装端的轴向长度大于所述导向端的轴向长度。

4.如权利要求3所述的破碎式吸能装置，其特征在于，所述安装法兰包括：

法兰本体，所述安装孔贯穿于所述法兰本体；以及

安装凸缘，凸设于所述法兰本体的靠近所述防撞板的一端并沿所述法兰本体的外壁周向延伸，用于连接所述被防护物。

5.如权利要求4所述的破碎式吸能装置，其特征在于，所述防撞板的一侧端面上凸设有与所述复合材料管相适配的安装凸台。

6.如权利要求5所述的破碎式吸能装置，其特征在于，所述防撞板的远离所述安装凸台的一侧端面上凸设有多个防爬齿。

7.如权利要求1至6任一项所述的破碎式吸能装置，其特征在于，所述破碎式吸能装置包括三个所述复合材料管，三个所述复合材料管呈等边三角形分布。

8.如权利要求1至6任一项所述的破碎式吸能装置，其特征在于，所述破碎式吸能装置包括七个所述复合材料管，七个所述复合材料管呈正六边形分布。