CN212225852U - 新型吸能元件 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种新型吸能元件，包括外壳，外壳包括壳体和盖体，壳体为圆筒形结构，用于承受冲击，盖体与壳体围合形成容置腔；蜂窝件，设于容置腔的中部，蜂窝件上形成有多个蜂窝孔，蜂窝孔的轴线延伸方向与壳体的轴线平行；以及多孔固体材料，填充于壳体与蜂窝件之间的间隙内。本申请的新型吸能元件采用了壳体、多孔固体材料与蜂窝件配合，整体结构简单，易于装配加工，兼具蜂窝结构和多孔材料的优势，通过圆筒形的壳体和蜂窝件可实现塑性变形力各向同性，多孔固体材料既可以辅助调整塑性变形力，又可以使缓冲吸能过程更加平稳，防止塑性变形力的力值变化剧烈，从而有效地解决了传统吸能元件的塑性变形力各向异性、塑性变形力不稳定的技术问题。

Description

新型吸能元件

技术领域

本申请属于缓冲吸能装置技术领域，更具体地说，是涉及一种新型吸能元件。

背景技术

在交通防护领域，有多种多样的吸能元件，它们是各种防护装置的基本组成单元。传统的吸能元件有很多弊端，如：①塑性变形力各向异性，不能满足多方向的防护；②塑性变形力不稳定，力值变化大；③力值基本不可以调整，或调整较麻烦，很难适应多种工况，且不能设置成变力值吸能元件。传统吸能元件的这些缺点会造成防撞缓冲装置诸多技术上的限制，造成防撞缓冲装置功能的单一性、设计的局限性等。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种新型吸能元件，包括但不限于解决传统吸能元件的塑性变形力各向异性、缓冲吸能力不稳定的技术问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种新型吸能元件，包括：

外壳，所述外壳包括壳体和盖体，所述壳体为圆筒形结构，用于承受冲击，所述盖体与所述壳体围合形成容置腔；

蜂窝件，设于所述容置腔的中部，所述蜂窝件上形成有多个蜂窝孔，所述蜂窝孔的轴线延伸方向与所述壳体的轴线平行；以及

多孔固体材料，填充于所述壳体与所述蜂窝件之间的间隙内。

可选地，所述蜂窝孔的横截面轮廓呈正六边形。

可选地，所述蜂窝孔内填充有所述多孔固体材料。

可选地，所述蜂窝件上形成有第一蜂窝孔组和第二蜂窝孔组，所述第一蜂窝孔组的蜂窝孔为空孔，所述第二蜂窝孔组的蜂窝孔内填充有所述多孔固体材料。

可选地，所述蜂窝件包括多个波形片，多个所述波形片层叠设置，并围合形成多个所述蜂窝孔。

可选地，所述波形片上设有多个加强筋，多个所述加强筋呈阵列分布，所述加强筋的长度延伸方向与所述蜂窝孔的轴线延伸方向垂直。

可选地，所述波形片上设有多个加强筋，多个所述加强筋呈平行间隔分布，所述加强筋从所述波形片的一侧边缘延伸至所述波形片的另一侧边缘，且所述加强筋的长度延伸方向与所述蜂窝孔的轴线延伸方向垂直。

可选地，所述外壳包括用于连接外物的平壁和用于承受冲击的圆弧壁。

可选地，所述盖体上开设有注料孔，所述注料孔用于供制作所述多孔固体材料的原料注入。

可选地，所述壳体和所述蜂窝件均为金属件。

本申请提供的新型吸能元件的有益效果在于：采用了壳体、多孔固体材料与蜂窝件配合，整体结构简单，易于装配加工，兼具蜂窝结构和多孔材料的优势，通过圆筒形的壳体和蜂窝件可以实现塑性变形力各向同性(可缓冲不同方向的冲击)，多孔固体材料既可以辅助调整塑性变形力，又可以使缓冲吸能过程更加平稳，防止塑性变形力的力值变化剧烈，从而有效地解决了传统吸能元件的塑性变形力各向异性、塑性变形力不稳定的技术问题，有利于提高新型吸能元件的吸能效率和降低新型吸能元件的重量，使得新型吸能元件的变形形态良好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的新型吸能元件的主视示意图；

图2为本申请实施例提供的新型吸能元件取掉顶盖后的立体示意图；

图3为图2的一个实施例的俯视示意图；

图4为图2的另一个实施例的俯视示意图；

图5为图2的再一个实施例的俯视示意图；

图6为本申请实施例提供的新型吸能元件的蜂窝件的立体示意图；

图7为本申请实施例提供的蜂窝件的波形片的立体示意图。

其中，图中各附图标记：

1—新型吸能元件、10—外壳、20—蜂窝件、30—多孔固体材料、11—壳体、 12—盖体、21—第一蜂窝孔组、22—第二蜂窝孔组、23—波形片、100—容置腔、110—间隙、111—平壁、112—圆弧壁、200—蜂窝孔、230—加强筋。

具体实施方式

为了使本申请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，对本申请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申请，并不用于限定本申请。

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“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，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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。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。

请参阅图1至图3，本申请提供的新型吸能元件1包括外壳10、蜂窝件20 和多孔固体材料30，其中，外壳10包括壳体11和盖体12，壳体11为圆筒形结构，用于承受冲击，盖体12与壳体11围合形成容置腔100；蜂窝件20设置在容置腔100的中部，在蜂窝件20上形成有多个蜂窝孔200，蜂窝孔200的轴线与壳体的轴线平行；多孔固体材料30填充在壳体11与蜂窝件20之间的间隙 110内。可以理解的是，壳体11可以是两端开口的圆筒件，也可以是一端开口的圆桶，外壳10包括至少一个盖体12，盖体12封盖在壳体11的开口处；蜂窝件20占据了容置腔100的中部区域，由于蜂窝件20的外轮廓与壳体11的内轮廓无法完全适配，因此蜂窝件20与壳体11的内壁之间具有间隙110；多孔固体材料30可以是通过流体状的原料经过凝固后制成，其可以是泡沫铝、聚乙烯泡沫塑料或者聚氨酯泡沫塑料等。

在本申请中，蜂窝孔200的横截面轮廓优选为正六边形、或者圆形、或者边数大于六的正多边形，使得蜂窝件20的塑性变形力趋于各向同性。

新型吸能元件1应用时，整体呈竖直放置，盖体12位于壳体11的顶、底两侧，主要由壳体11接受冲击。当新型吸能元件1受到冲击时，冲击力会经过壳体11修正方向后沿壳体11的径向传递给多孔固体材料30，多孔固体材料30 通过自身溃缩变形吸收冲击力产生的部分能量，接着冲击力通过多孔固体材料 30后分散到蜂窝件20上，蜂窝件20通过自身溃缩变形吸收冲击力产生的剩余能量，从而将冲击对被保护物产生的影响或者伤害降到最低。

本申请提供的新型吸能元件1，采用了壳体11、多孔固体材料30与蜂窝件 20配合，整体结构简单，易于装配加工，兼具蜂窝结构和多孔材料的优势，通过圆筒形的壳体11和蜂窝件20可以实现塑性变形力各向同性(可缓冲不同方向的冲击)，多孔固体材料30既可以辅助调整塑性变形力，又可以使缓冲吸能过程更加平稳，防止塑性变形力的力值变化剧烈，从而有效地解决了传统吸能元件的塑性变形力各向异性、塑性变形力不稳定的技术问题，有利于提高新型吸能元件1的吸能效率和降低新型吸能元件1的重量，使得新型吸能元件1的变形形态良好。

可选地，请参阅图2，作为本申请提供的新型吸能元件的一个具体实施例，在蜂窝孔200内填充有多孔固体材料30，即蜂窝件20上所有的蜂窝孔200均被多孔固体材料30填满。这样可以使得蜂窝件20的溃缩变形过程更加平稳，有效地提升新型吸能元件1的整体吸能能力。

可选地，请参阅图3至图5，作为本申请提供的新型吸能元件的一个具体实施例，在蜂窝件20上形成有第一蜂窝孔组21和第二蜂窝孔组22，其中，第一蜂窝孔组21的蜂窝孔200为空孔，在第二蜂窝孔组22的蜂窝孔200内填充有多孔固体材料30，可以理解的是，第一蜂窝孔组21和第二蜂窝孔组22分别由多个蜂窝孔200组成，第一蜂窝孔组21的内部没有填充多孔固体材料30，第二蜂窝孔组22的内部被多孔固体材料30填满。具体地，如图3至图5所示，通过调整第二蜂窝孔组22的蜂窝孔200的数量和位置，可以轻易地实现蜂窝件 20的塑性变形力的力值调整，使得新型吸能元件1可以适应更多工况，满足了不同防撞缓冲装置的设计需求。当然，根据具体情况和需求，还可以通过调整第二蜂窝孔组22的蜂窝孔200内的多孔固体材料30的填充量和强度，来调整蜂窝件20的塑性变形力的大小，使得新型吸能元件1的塑性变形力调整更加灵活。

可选地，请参阅图6和图7，作为本申请提供的新型吸能元件的一个具体实施例，蜂窝件20包括多个波形片23，多个波形片23层叠设置，并且多个波形片23围合形成多个蜂窝孔200。具体地，相邻两个波形片23之间，其中一个波形片23的波谷与另一个波形片23的波峰对接，多个波形片23可以通过螺钉连接、铆钉连接或者焊接等方式连接形成蜂窝件20。这样通过调整波形片23 的波峰、波谷的大小可以调整蜂窝孔200的大小，而通过调整蜂窝孔200的大小又可以调整蜂窝件20的塑性变形力的大小，当然，根据具体情况和需求，还可以通过调整波形片23的厚度和材料种类，来实现蜂窝件20的塑性变形力的力值调整，使得新型吸能元件1可以适应更多工况，满足了不同防撞缓冲装置的设计需求。

可选地，请参阅图6和图7，作为本申请提供的新型吸能元件的一个具体实施例，在波形片23上设置有多个加强筋230，多个加强筋230呈阵列分布，并且加强筋23的长度延伸方向与蜂窝孔200的轴线延伸方向垂直。具体地，加强筋230通过锻压成型，为凹槽结构，多个加强筋230以组成纵向队列和横向队列的方式排列在波形片23上，相邻两个纵向队列之间首尾相接，相邻两个横向队列之间平行间隔分布，并且各个加强筋230均贯通波形片23的波峰和波谷。这样通过在波形片23上设置加强筋230可以有效地提高波形片23的结构强度，进一步地提高蜂窝件20的吸能强度。当然，根据具体情况和需求，可以通过调整加强筋230的深度和排列密度，来调整蜂窝件20的塑性变形力的大小，使得新型吸能元件1的塑性变形力调整更加灵活。

可选地，请参阅图7，作为本申请提供的新型吸能元件的一个具体实施例，在波形片23上设置有多个加强筋230，多个加强筋230呈平行间隔分布，此处加强筋23从波形片23的一侧边缘延伸至波形片23的另一侧边缘，并且加强筋 230的长度延伸方向与蜂窝孔200的轴线延伸方向垂直。具体地，加强筋230 通过滚压成型，为凹槽结构，并且加强筋230贯通整个波纹片23。这样通过在波形片23上设置加强筋230可以有效地提高波形片23的结构强度，进一步地提高蜂窝件20的吸能强度。当然，根据具体情况和需求，可以通过调整加强筋230的深度和排列密度，来调整蜂窝件20的塑性变形力的大小，使得新型吸能元件1的塑性变形力调整更加灵活。

可选地，请参阅图2，作为本申请提供的新型吸能元件的一个具体实施例，外壳11包括至少一个平壁111和至少一个圆弧壁112，平壁111用于连接外物(如：防撞缓冲装置内部的连接件、另一个新型吸能元件1等)，圆弧壁112 用于承受冲击。这样既可以保证新型吸能元件1的塑性变形力各向同性，又可以降低新型吸能元件1的安装难度。

可选地，请参阅图1，作为本申请提供的新型吸能元件的一个具体实施例，在盖体12上开设有注料孔(未图示)，注料孔用于供制作多孔固体材料30的原料注入。具体地，注料孔与蜂窝件20与壳体11的内壁之间的间隙110连通，多孔固体材料30是通过流体状的原料经过凝固后制成，其可以是泡沫铝、聚乙烯泡沫塑料或者聚氨酯泡沫塑料等。这样多孔固体材料30的流体状原料可以通过注料孔注入到间隙110内，即通过浇筑工艺完成多孔固体材料30的填充作业，从而提高了多孔固体材料30的填充效率。

可选地，作为本申请提供的新型吸能元件的一个具体实施例，壳体11和蜂窝件20均为金属件，即壳体11和蜂窝件20均采用金属材料制成。这样的壳体不仅可以包裹容置腔100内的蜂窝件20和多孔固体材料30不受外界环境因素破坏和侵蚀，而且可以提供少量的吸能力；这样的蜂窝件20自身具有较大的压缩比(压缩率可达75％)，从而可以确保新型吸能元件1具有较佳的吸能效果。

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

Claims (10)

1.新型吸能元件，其特征在于：包括：

外壳，所述外壳包括壳体和盖体，所述壳体为圆筒形结构，用于承受冲击，所述盖体与所述壳体围合形成容置腔；

蜂窝件，设于所述容置腔的中部，所述蜂窝件上形成有多个蜂窝孔，所述蜂窝孔的轴线延伸方向与所述壳体的轴线平行；以及

多孔固体材料，填充于所述壳体与所述蜂窝件之间的间隙内。

2.如权利要求1所述的新型吸能元件，其特征在于：所述蜂窝孔的横截面轮廓呈正六边形。

3.如权利要求1所述的新型吸能元件，其特征在于：所述蜂窝孔内填充有所述多孔固体材料。

4.如权利要求1所述的新型吸能元件，其特征在于：所述蜂窝件上形成有第一蜂窝孔组和第二蜂窝孔组，所述第一蜂窝孔组的蜂窝孔为空孔，所述第二蜂窝孔组的蜂窝孔内填充有所述多孔固体材料。

5.如权利要求1至4任一项所述的新型吸能元件，其特征在于：所述蜂窝件包括多个波形片，多个所述波形片层叠设置，并围合形成多个所述蜂窝孔。

6.如权利要求5所述的新型吸能元件，其特征在于：所述波形片上设有多个加强筋，多个所述加强筋呈阵列分布，所述加强筋的长度延伸方向与所述蜂窝孔的轴线延伸方向垂直。

7.如权利要求5所述的新型吸能元件，其特征在于：所述波形片上设有多个加强筋，多个所述加强筋呈平行间隔分布，所述加强筋从所述波形片的一侧边缘延伸至所述波形片的另一侧边缘，且所述加强筋的长度延伸方向与所述蜂窝孔的轴线延伸方向垂直。

8.如权利要求1至4任一项所述的新型吸能元件，其特征在于：所述壳体包括用于连接外物的平壁和用于承受冲击的圆弧壁。

9.如权利要求1至4任一项所述的新型吸能元件，其特征在于：所述盖体上开设有注料孔，所述注料孔用于供制作所述多孔固体材料的原料注入。

10.如权利要求1至4任一项所述的新型吸能元件，其特征在于：所述壳体和所述蜂窝件均为金属件。

Images