PL231412B1 - Amortyzator zderzeniowy i zestaw amortyzatorów zderzeniowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest amortyzator zderzeniowy, wykorzystywany podczas prac drogowych, jako element mobilny montowany zwłaszcza na ciężarówkach w celu zmniejszenia uszkodzeń pojazdów podczas kolizji, a zwłaszcza w celu zapobieżenia przekroczenia przeciążeń niebezpiecznych dla człowieka - na skutek niewystarczającego wyhamowania pojazdu przed przeszkodą w postaci np. robót drogowych.

Przedmiotem wynalazku jest również zestaw amortyzatorów zderzeniowych zwiększający skuteczność przeciwdziałania dużym przeciążeniom, które byłyby niebezpieczne dla człowieka.

Amortyzatory zderzeń dzielimy na:

• Konstrukcje wspornikowe TMA (Truck Mounted Attenuator), czyli elementy mocowane bezpośrednio do specjalnych adapterów w ciężarówkach. Adaptery tego typu są wykonywane pod kątem parametrów danego producenta a sprzedawane razem z TMA. Stosowany jest w takich przypadkach dedykowany zestaw podnośników (głównie hydraulicznych) w celu złożenia TMA do ciężarówki.

• Konstrukcje zaczepowe TTMA (Trailer Truck Mounted Attenueator), gdzie elementy amortyzujące są mocowane do ciężarówki za pomocą zaczepu o minimalnej nośności zdefiniowanej przez producenta.

Najczęściej popularne to modele przeznaczone do tłumienia zderzeń do prędkości 100 km/h. Przy takich prędkościach prawa fizyki narzucają minimalną długość konstrukcji tłumiącej na około 4 m, tak aby bezpiecznie można było zatrzymywać szeroką gamę pojazdów osobowych, nie przekraczając tym samych przeciążeń niebezpiecznych dla człowieka, zestawionych w standardach (EN 1317, MASH lub NCHRP 350).

Obecnie istniejące rozwiązania bazują na odkształceniach plastycznych elementów rurowych, które są używane jednocześnie jako konstrukcja nośna TMA. Tego typu rozwiązania ujawniono chociażby w rozwiązaniach TMA Scorpion, jak w opisie patentowym US 8276956 (opublikowanym w dniu 02.10.2012), TMA - 100 ujawnionych w opisie patentowym US7690687 opublikowanym w dniu 13.07.2006 (US 2006/0151986) lub rozwiązaniach TMA Vorteq ujawnionych w opisie patentowym US8074761 opublikowanym w dniu 09.07.2009 (US 2009/0174200 A1).

W opisanych rozwiązaniach deformacja plastyczna może odbywać się przykładowo poprzez:

• ściskanie, • zaginanie, przy czym w tym przypadku wymagana jest inicjacja jednej ze ścianek przekroju rurowego, gdzie w pierwszej kolejności przekrój rurowy zostaje lekko spłaszczony a następnie jest zginany o określony kąt (US8074761), • propagację rysy, przy czym w tym przypadku często osłabia się przekrój poprzez wyżłobienia w ściance w celu kontrolowania trasy propagowania rys (US7690687).

Kolejnym stosowanym rozwiązaniem jest deformacja plastyczna segmentów np. w kształcie plastrów miodu (najczęściej wykonanych z aluminium) jak w opisie wynalazku EP2743536A1 opublikowanym 18.06.2014 (Bulletin 2014/25). Podobne rozwiązanie ujawnia opis US6098767.

Zarówno konstrukcje rozwiązań - w zakresie części amortyzującej zderzenie - w EP2743536 jak i US6098767 nie są samonośnie i muszą być dodatkowo zamknięte wewnątrz metalowej skorupy.

Innym przykładem jest przykład deformacji plastycznej segmentów wykonanych z grubościennego papieru.

Znane są także TMA, gdzie stosowany jest mechanizm ścinania śrub (MPS-350), aczkolwiek w tym wypadku wymagana jest wolna przestrzeń pod ciężarówką, ponieważ muszą się tam schować prowadnice ścinające wyżej wymienione śruby.

W opisanych rozwiązaniach wykorzystuje się deformację przekroju zamkniętego, a nie ulega wątpliwości iż takie przekroje są trudniejsze i kosztowniejsze w wykonaniu w stosunku do przekrojów otwartych. Ponadto TMA o opisanych konstrukcjach podczas kolizji ulegają znacznemu - a często nawet całkowitemu - uszkodzeniu i nie ma możliwości ponownego wykorzystania większości ich elementów.

W zakresie rozwiązania zakładającego mechanizm ścinania śrub, w celach konstrukcyjnych wymagane jest pozostawienie pod ciężarówką pewnej przestrzeni.

Z kolei deformacja otwartych przekrojów jest stosowana w dziedzinie stałych barier drogowych ze stali przy tzw. terminalach kończących, jak to ujawniono przykładowo w opisie US5078366. We wspomnianym rozwiązaniu wykorzystuje się mechaniczną deformację barier energochłonnych

PL 231 412 B1 w kształcie litery „W” przez element odkształcający - tzw. terminal, usytuowany w końcowym odcinku barier. Wspomnianego rozwiązania nie stosuje się jednak jako konstrukcji mobilnych montowanych np. na ciężarówkach.

Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji amortyzatora zderzeń pozbawionego powyższych niedogodności.

Istotą wynalazku jest konstrukcja amortyzatora zderzeń, posiadającego element odkształcający i element odkształcalny a charakteryzującego tym, że w elemencie odkształcającym usytuowany jest co najmniej jeden element odkształcalny, zaś element odkształcalny jest zamocowany do elementu mocującego, który usytuowany jest przesuwnie na elemencie odkształcającym, ponadto element mocujący zamontowany jest do elementu wsporczego.

Korzystnie, element odkształcalny ma formę przekroju otwartego, najlepiej o kształcie ceownika. Element odkształcalny może mieć także formę płaskownika.

Korzystnie, element odkształcalny jest zamontowany do elementu mocującego poprzez wygięcie elementu odkształcalnego i za pomocą elementu zaczepowego elementu odkształcalnego.

Korzystnie, element mocujący posiada co najmniej jeden wspornik do mocowania elementu odkształcalnego.

Korzystnie, element odkształcalny jest zamontowany do wspornika elementu mocującego.

Korzystnie, element mocujący ma formę przekroju rurowego, najlepiej wielokątnego, a najkorzystniej czworokątnego.

Korzystnie, element odkształcający ma formę przekroju rurowego, najlepiej wielokątnego, a najkorzystniej czworokątnego.

Korzystnie, element odkształcający posiada na jednym z końców element wzmacniający elementu odkształcającego.

Korzystnie, element odkształcający jest zakończony co najmniej jednym elementem wymuszającym, najlepiej gdy element wymuszający jest zamocowany do elementu wzmacniającego elementu odkształcającego.

Korzystnie, element wzmacniający posiada wzmacniające żebra.

Korzystnie, element wzmacniający posiada elementy prowadnicowe.

Istotą wynalazku jest również zestaw amortyzatorów zderzeniowych zawierający więcej niż jeden element odkształcający i więcej niż jeden element odkształcalny, przy czym w każdym elemencie odkształcającym usytuowany jest co najmniej jeden element odkształcalny z wolnym końcem, którego pozostały koniec jest zamocowany do elementu mocującego, który usytuowany jest przesuwnie na elemencie odkształcającym, ponadto element mocujący zamontowany jest do elementu wsporczego, przy czym wolne końce dwóch elementów odkształcających usytuowanych równolegle do siebie są zamontowane do zderzaka, a dwa elementy mocujące, z których każdy jest usytuowany przesuwnie na innym elemencie odkształcającym są połączone ze sobą za pomocą następnego elementu wsporczego i tak połączone ze sobą dwa amortyzatory zderzeniowe tworzą parę amortyzatorów.

Korzystnie, do następnego elementu wsporczego łączącego dwa elementy mocujące jest zamontowana baza.

Korzystne skutki rozwiązania według wynalazku to możliwość wykorzystania łatwego w wykonaniu i stosunkowo taniego przekroju otwartego, który ulega deformacji pochłaniając energię zderzeniową. W przypadku opisanego rozwiązania przy zachowaniu centralności uderzenia pojazdu możliwe jest ponowne użycie przeważającej części elementów konstrukcji amortyzatora. Zespół amortyzatorów połączonych w konstrukcję zderzeniową po złożeniu zajmuje stosunkowo niewiele miejsca, co ułatwia jej transport.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunkach, z których rys. 1 przedstawia amortyzator zderzeniowy w widoku perspektywicznym, rys. 2 przedstawia element mocujący amortyzatora w widoku perspektywicznym, rys. 3 przedstawia element odkształcalny amortyzatora w widoku perspektywicznym, rys. 4 przedstawia element odkształcający amortyzatora w widoku perspektywicznym, rys. 5 przedstawia amortyzator w widoku z boku, rys. 6 przedstawia amortyzator w widoku z boku, rys. 7 przedstawia widok perspektywiczny amortyzatora po zadziałaniu siły (po zderzeniu), rys. 8 przedstawia element odkształcalny amortyzatora w widoku od przodu, rys. 9 przedstawia element odkształcalny amortyzatora w widoku z góry, rys. 10 przedstawia element odkształcalny amortyzatora w widoku z boku, rys. 11 przedstawia przykładową konfigurację sześciu amortyzatorów, w widoku perspektywicznym, a rys. 12 przedstawia amortyzator w przekroju podłużnym.

PL 231 412 B1

Amortyzator zderzeń, w postaci wykonania posiada element 1 odkształcający i element 2 odkształcalny.

W elemencie 1 odkształcającym usytuowane są dwa elementy 2 odkształcalne.

Każdy element 2 odkształcalny jest zamocowany do elementu 3 mocującego, który usytuowany jest przesuwnie na elemencie 1 odkształcającym.

Element 3 mocujący zamontowany jest do elementu 4 wsporczego i ma przekrój w formie ceownika.

Każdy element 2 odkształcalny jest zamontowany do elementu 3 mocującego poprzez wygięcie 5 elementu 2 odkształcalnego i za pomocą elementu 6 zaczepowego elementu 2 odkształcalnego.

Element 3 mocujący posiada dwa wsporniki 7 elementu 3 mocującego, do każdego z nich zamocowany jest jeden element 2 odkształcalny.

Element 3 mocujący ma przekrój czworokątny.

Element 1 odkształcający ma przekrój czworokątny.

Element 1 odkształcający posiada na jednym z końców element 8 wzmacniający elementu 1 odkształcającego.

Element 1 odkształcający jest zakończony dwoma elementami 9 wymuszającymi, które są zamocowane do elementu 8 wzmacniającego elementu 1 odkształcającego.

Element 8 wzmacniający posiada wzmacniające żebra 8b. Element 8 wzmacniający posiada dwa elementy 8a prowadnicowe ułatwiające prawidłowe ułożenie elementów 2 odkształcających w komorze elementu 1 odkształcającego.

Już jeden opisany powyżej amortyzator jest w stanie pochłonąć energię pochodzącą ze zderzenia, jednakże w celu zwiększenia zdolności pochłaniania energii korzystne jest dowolne zestawienie większej ilości amortyzatorów, jak to przedstawiono na rysunku 11, na którym połączono ze sobą zasadniczo trzy pary amortyzatorów w ten sposób, że amortyzatory stanowiące parę są ze sobą połączone za pomocą elementu 4 wsporczego. Z kolei kolejna para amortyzatorów jest zamocowana do elementu 4 wsporczego w taki sposób, iż na elemencie 4 wsporczym posadowione są wolne końce elementów 1 odkształcających, które to elementy 1 są ze sobą także połączone za pomocą kolejnego elementu 4 wsporczego. W taki sam sposób do drugiego elementu 4 wsporczego zamontowana jest trzecia para amortyzatorów, która została uzupełniona przez dodatkowy amortyzator środkowy. Do wolnych końców pierwszej pary amortyzatorów zamontowany jest zderzak 10. Trzecia para amortyzatorów wraz z amortyzatorem środkowym jest zamontowana do bazy 11 umożliwiającej montaż konstrukcji do samochodu, a wyposażonej w siłowniki umożliwiające złożenie konstrukcji na czas jej transportu.

Claims (9)

Zastrzeżenia patentowe

1. Amortyzator zderzeniowy, posiadający element odkształcający i element odkształcalny, znamienny tym, że w elemencie /1/ odkształcającym usytuowany jest co najmniej jeden element /2/ odkształcalny, zaś element /2/ odkształcalny jest zamocowany do elementu /3/ mocującego, który usytuowany jest przesuwnie na elemencie /1/ odkształcającym, ponadto element /3/ mocujący zamontowany jest do elementu /4/ wsporczego.

2. Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 1, znamienny tym, że element /2/ odkształcalny ma formę przekroju otwartego.

3. Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 2, znamienny tym, że element /2/ odkształcalny ma przekrój o kształcie ceownika.

4. Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 1, znamienny tym, że element /2/ odkształcalny ma formę płaskownika.

5. Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 1, znamienny tym, że element /2/ odkształcalny jest zamontowany do elementu /3/ mocującego poprzez wygięcie /5/ elementu /2/ odkształcalnego i za pomocą elementu /6/ zaczepowego elementu /2/ odkształcalnego.

6. Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 1, znamienny tym, że element /3/mocujący posiada co najmniej jeden wspornik /7/ do mocowania elementu /2/ odkształcalnego.

7. Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 6, znamienny tym, że element /2/ odkształcalny jest zamontowany do wspornika /7/ elementu /3/ mocującego.

8. Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 1, znamienny tym, że element /3/ mocujący ma formę przekroju rurowego.

PL 231 412 B1 zastrz. 8, znamienny tym, że element /3/ mocujący ma zastrz.

9, znamienny tym, że element /3/ mocujący ma

Amortyzator zderzeniowy według formę przekroju wielokątnego.

Amortyzator zderzeniowy według formę przekroju czworokątnego.

Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 1, znamienny tym, że element /1/ odkształcający ma formę przekroju rurowego.

Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 11, znamienny tym, że element /1/ odkształcający ma formę przekroju wielokątnego.

Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 12, znamienny tym, że element /1/ odkształcający ma formę przekroju czworokątnego.

Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 1, znamienny tym, że element /1/ odkształcający posiada na jednym z końców element /8/ wzmacniający elementu /1/ odkształcającego.

Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 1, znamienny tym, że element /1/ odkształcający jest zakończony co najmniej jednym elementem /9/ wymuszającym.

Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 14 i 15, znamienny tym, że element /9/ wymuszający jest zamocowany do elementu /8/ wzmacniającego elementu /1/ odkształcającego.

Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 14, znamienny tym, że element /8/ wzmacniający posiada żebra /8b/.

Amortyzator zderzeniowy według zastrz. 14, znamienny tym, że element /8/ wzmacniający posiada elementy /8a/ prowadnicowe.

Zestaw amortyzatorów zderzeniowych zawierający więcej niż jeden element odkształcający i więcej niż jeden element odkształcalny, znamienny tym, że w każdym elemencie odkształcającym /1/ usytuowany jest co najmniej jeden element odkształcalny /2/ z wolnym końcem, którego pozostały koniec jest zamocowany do elementu mocującego /3/, który usytuowany jest przesuwnie na elemencie odkształcającym /1/, ponadto element mocujący /3/ zamontowany jest do elementu wsporczego /4/, przy czym wolne końce dwóch elementów odkształcających /1/ usytuowanych równolegle do siebie są zamontowane do zderzaka /10/, a dwa elementy mocujące /3/, z których każdy jest usytuowany przesuwnie na innym elemencie odkształcającym /1/ są połączone ze sobą za pomocą następnego elementu wsporczego /4/ i tak połączone ze sobą dwa amortyzatory zderzeniowe tworzą parę amortyzatorów.

Zestaw amortyzatorów zderzeniowych według zastrz. 19, znamienny tym, że do następnego elementu wsporczego /4/ łączącego dwa elementy mocujące /3/ jest zamontowana baza /11/. Zestaw amortyzatorów zderzeniowych według zastrz. 19, znamienny tym, że element odkształcalny /2/ ma formę przekroju otwartego albo płaskownika.

Zestaw amortyzatorów zderzeniowych według zastrz. 19, znamienny tym, że element odkształcalny /2/ jest zamontowany do elementu mocującego /3/ poprzez wygięcie /5/ elementu odkształcalnego /2/ i za pomocą elementu zaczepowego /6/ elementu odkształcalnego /2/.

Zestaw amortyzatorów zderzeniowych według zastrz. 19, znamienny tym, że element mocujący /3/ posiada co najmniej jeden wspornik /7/ i że element odkształcalny /2/ jest zamontowany do wspornika /7/ elementu mocującego /3/.

Zestaw amortyzatorów zderzeniowych według zastrz. 19, znamienny tym, że element mocujący /3/ ma formę przekroju wielokątnego albo rurowego.

Zestaw amortyzatorów zderzeniowych według zastrz. 19, znamienny tym, że kształcający /1/ ma formę przekroju rurowego albo wielokątnego.

Zestaw amortyzatorów zderzeniowych według zastrz. 19, znamienny tym, że kształcający /1/ posiada na jednym z końców element wzmacniający /8/.

Zestaw amortyzatorów zderzeniowych według zastrz. 26, znamienny tym, że kształcający /1/ jest zakończony co najmniej jednym elementem wymuszającym /9/.

Zestaw amortyzatorów zderzeniowych według zastrz. 27, znamienny tym, że element wymuszający /9/ jest zamocowany do elementu wzmacniającego /8/ elementu odkształcającego /1/. Zestaw amortyzatorów zderzeniowych zastrz. 26, znamienny tym, że element wzmacniający /8/ posiada żebra /8b/.

Zestaw amortyzatorów zderzeniowych według zastrz. 26, znamienny tym, że element wzmacniający /8/ posiada elementy prowadnicowe /8a/.