[发明专利]碰撞缓冲器

说明书

本申请要求享有于2005年3月30日提交的美国临时申请 No.60/666,758以及于2004年9月15日提交的美国临时申请 No.60/610,104的权益，这两件临时申请的整个公开内容通过引用而 结合在本文中。

背景

本发明涉及一种改进的用于使例如已经离开车道的车辆减速和 改变方向的车辆碰撞缓冲器(crash cushion)。

通常采用与车道并置的碰撞缓冲器来使离开车道的车辆以受控 的方式停止，同时限制车辆乘客所承受的最大减速度。非门控或重 定向碰撞缓冲器具有足够的强度，从而当在横向冲击中受到从侧面 的撞击时，可使横向冲击的车辆改变方向。一个用于测量碰撞缓冲 器能力的标准是碰撞测试标准NCHRP 350。在这标准的测试下，轻 型和重型车辆的乘客必须承受当接触到车辆内部时小于12m/s的速 度变化(ΔV)和接触之后小于20g的减速度。

通常，在非门控/重定向类型的碰撞缓冲器中，吸收轴向冲击能 量的结构并不用于使冲击系统侧面的车辆改变方向。因此，必须提 供辅助结构例如碰垫板，来抵抗侧面的冲击，并用于锚定或抵抗侧 面运动，例如缆绳或轨道。这种多组件结构可能制造起来比较昂贵， 并且安装费时。

另外，这些系统许多不是双向的，即当车辆在相反方向上移动 时，它们并不足以使在相反的侧面上撞击碰撞缓冲器的车辆改变方 向。

转让给本发明受让人、即能量吸收系统公司的Young的美国专 利No.3,674,115中所示的一种碰撞缓冲器，其包括由轴向定向的区 段阵列组成的框架，各区段具有相对轴向方向横向延伸的隔膜和一 对定位成从隔膜向后延伸的侧面板。能量吸收元件(在这个示例中， 为充水的柔性的圆柱形元件)安装在隔膜之间。在轴向冲击期间，隔 膜使能量吸收元件变形，从而导致水加速吸收冲击车辆的动能。轴 向定向的缆绳定位在隔膜的相对两侧，以保持隔膜在冲击期间的轴 向对准。

转让给能量吸收系统公司、即本发明受让人的美国专利 No.3,944,187和Walker的美国专利No.3,982,734都包括由轴向定向 的隔膜阵列组成的可溃缩的框架，侧面板安装在隔膜上，隔膜在轴 向溃缩期间彼此相对滑动。能量吸收盒执行能量吸收功能，而倾斜 定向的缆绳设于隔膜和地锚之间，从而在侧面冲击期间将隔膜保持 在轴向对准的方向上。

也是转让给能量吸收系统公司、即本发明受让人的Stephens的 美国专利No.4,452,431还显示了另一可溃缩的防撞护栏，其采用大 致与上述那些隔膜和侧面板相似的隔膜和侧面板。这个系统也使用 轴向定向的缆绳来保持隔膜的轴向对准，以及固定在前面隔膜和地 锚之间的安全缆绳。这些安全缆绳配备了安全销，其设计成在轴向 冲击期间失效，以允许框架溃缩。

VanScbie的美国专利No.4,399,980公开了另一种安全护拦，其 采用轴向定向在相邻隔膜之间的圆柱形管。使这些管在轴向溃缩期 间变形所需要的能量提供了有助于使冲击车辆减速的作用力。横向 撑杆用于增强框架抵抗侧面的冲击，并且为框架的正面提供导向件， 以防止当框架在间接冲击中受到冲击车辆的撞击时，框架的正面发 生横向移动。

在美国专利No.6,293,727中所示的另一系统中，碰撞缓冲器包括 和侧面板相连接的框架，以及能量吸收装置，其包括切入金属板的 切割器。滑架(sled)由导轨支撑，其抵抗横向冲击。

所有这些现有技术的系统都设计成可通过能量吸收结构的变形 来吸收冲击车辆的动能。这些系统使用辅助构件来抵抗侧面作用力。

也是转让给能量吸收系统公司，即本申请受让人的Gertz等人的 美国专利No.5,022,782，显示了利用摩擦制动装置来耗散能量的另一 防撞护栏。该系统还包括连接碰垫板的剥离绑带(peel strap)，剥离绑 带吸收碰撞期间的能量。

PCT申请WO 03/102402 A2中显示了另一系统，其公开了一种 利用可调整的销钉阵列使带材或管变形以耗散能量的碰撞缓冲器。 使带材或管变形所需要的能量形成了动能耗散力，其使冲击车辆减 速。该系统沿着带材或管推动销钉阵列，并且带材和/或管并不提供 改变方向的能力。在例如Duclos等人的美国专利No.4,223,763，和 Jackson的美国专利No.3,087,584中显示了其它系统，这些系统显示 了使金属变形以吸收能量的原理。