CN115698432B

CN115698432B - 碰撞缓冲器

Info

Publication number: CN115698432B
Application number: CN202180040412.6A
Authority: CN
Inventors: 肖恩·汤普森; 帕特里克·莱昂哈特
Original assignee: Valtil LLC
Current assignee: Valtil LLC
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2021-06-02
Publication date: 2025-09-23
Anticipated expiration: 2041-06-02
Also published as: US11970826B2; CO2022017441A2; IL298737B1; CN115698432A; US20240218621A1; US20210381181A1; EP4162112A4; US12227910B2; BR112022023819A2; WO2021247677A1; IL298737A; IL298737B2; AR122548A1; CL2022003440A1; EP4162112A1

Abstract

一种碰撞缓冲器，该碰撞缓冲器包括通过紧固件联接的重叠的第一轨道部段和第二轨道部段。第一轨道部段能够响应于对护栏组件的轴向撞击而相对于第二轨道部段从撞击前位置移动至撞击位置。第一轨道部段包括与紧固件对准并且具有第一长度的长形槽。支承柱可释放地连接至第一轨道部段并且能够在第一轨道部段已经移动第一行进距离之后旋转至压倒位置，其中，第一长度大于或等于第一行进距离。

Description

碰撞缓冲器

本申请要求于2020年6月5日提交的标题为“Crash Cushion(碰撞缓冲器)”的序列号为63/035,414的美国临时申请的权益，该美国临时申请的全部公开内容通过参引在此并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及碰撞缓冲器，并且特别地涉及构造有护栏以减轻叠缩期间的高能量的碰撞缓冲器。

背景技术

包括具有终端部的护栏的碰撞缓冲器可以沿着公路在障碍物比如混凝土壁、收费亭、隧道入口、桥梁等的前面使用，以保护失控车辆的驾驶员。在一些系统中，碰撞缓冲器可以包括护栏组件，该护栏组件例如构造有能够吸收和分配轴向撞击载荷的护栏端部处理装置。这样的护栏系统可以包括构造有槽的多个面板。在轴向撞击期间，移动车辆的能量通过面板之间的摩擦以及通过剪切槽之间的面板材料而衰减。同时，这些系统可以包括支承面板的支承柱。支承柱可以构造成在轴向撞击期间断裂。最后，一些系统包括使面板中的一个或更多个面板变形的变形构件。

这些各种各样的系统可能有各种缺点。例如但不限于，存在若干机构以用于在轴向撞击事件期间、当碰撞缓冲器受到车辆撞击时吸收撞击车辆的能量并且产生使车辆减速的力。撞击力或能量吸收机构包括使护栏面板中的凸片断裂所需的能量/力、通过面板中的摩擦产生的能量/力、使护栏面板变形的能量/力、以及撞倒一个或多个分离式支承柱所需的能量/力。如果所有这些力同时出现，则系统可能例如通过由分离式支承柱产生的减速峰值对撞击车辆施加高于期望的减速力。

例如，撞倒一个或多个支承柱的力是一种通常不会在碰撞缓冲器的独立隔间叠缩的过程中分散的力。撞倒一个或多个柱的力在柱第一次受到撞击时通常很大、或者达到峰值，然后随着柱脱离护栏而下降。该峰值可能会使利用各种能量耗散机构的碰撞缓冲器的设计变得复杂，因为当柱第一次被撞击时，由四个力产生的合力可能会高于期望的合力。

因此，可能期望提供一种系统，该系统在撞击事件期间提供更平稳或更一致的减速力。

发明内容

本发明由所附权利要求限定，并且该部分中的任何内容都不应被认为是对这些权利要求的限制。

在一方面中，碰撞缓冲器的一个实施方式包括第一轨道部段，该第一轨道部段具有上游端部部分、下游端部部分和第一侧部。第二轨道部段包括上游端部部分、下游端部部分和面向第一轨道部段的第一侧部的第二侧部。第二轨道部段的上游端部部分与第一轨道部段的下游端部部分重叠并且通过紧固件固定至第一轨道部段的下游端部部分。第一轨道部段能够响应于对护栏组件的轴向撞击而相对于第二轨道部段从撞击前位置移动至撞击位置。第一轨道部段包括纵向间隔开的多个槽，所述多个槽与紧固件对准并且在紧固件的上游延伸。所述多个槽包括当第一轨道部段处于撞击前位置时与紧固件对准的第一长形槽，其中，第一长形槽具有第一长度。第一轨道部段以可释放的方式连接有支承柱，并且支承柱能够从直立位置旋转至压倒位置。在轴向撞击期间，支承柱能够从第一轨道部段释放并且能够在第一轨道部段已经移动第一行进距离之后旋转至压倒位置，其中，第一长度大于或等于第一行进距离的至少75％、并且更优选地为100％。

在另一方面中，碰撞缓冲器的一个实施方式包括支承柱，该支承柱在支承柱旋转至压倒位置时吸收第一量的能量。第一对相邻的槽通过凸片分开，其中，紧固件在支承柱吸收第一量的能量的至少75％、并且更优选地100％之后接合凸片并且吸收第二量的能量。

在另一方面中，支承柱组件的一个实施方式包括地锚和支承柱，支承柱具有前部、后部和相反的侧部。后部包括一对竖向的槽和限定在槽之间的铰链部分。铰链部分的底部以及前部和侧部中的至少一者通过焊缝连接至地锚。连接前部和侧部中的至少一者的焊缝能够在支承柱能够绕铰链部分从直立位置旋转至压倒位置时断裂。

在又一方面中，吸收撞击车辆的能量的方法的一个实施方式包括：撞击碰撞缓冲器的撞击头部，使第一轨道部段相对于静止的第二轨道部段从撞击前位置滑动至撞击位置，其中，第一轨道部段和第二轨道部段通过紧固件联接。该方法还包括使紧固件在限定于第一轨道部段中的槽中滑动，其中，该槽具有第一长度，并且使连接至第一轨道部段的支承柱在第一轨道部段已经移动第一行进距离之后从直立位置旋转至压倒位置，其中，第一长度大于或等于第一行进距离的至少75％。在一个实施方式中，第二轨道部段包括固定至其上的变形构件，并且第一轨道部段具有与变形构件对准的第二长形槽，其中，第二长形槽具有大于或等于第一行进距离的至少75％的第二长度。

各个方面以及各个实施方式提供了显著的优点。例如，将面板上的槽定尺寸成使得静止面板上的变形构件不能使面板变形直到支承柱分离为止，调整了由支承柱的分离力产生的能量峰值并且不会增加由支承柱的分离力产生的能量峰值。同样，护栏面板中的凸片的间距可以构造成使得凸片不会被剪切，直到支承柱已经倒下或几乎倒下为止。另外，将支承柱固定至地锚的焊缝的部分可以例如沿着前部、侧部或后部被移除或被最小化，使得只需要较低的力就可以撞倒支承柱，从而吸收的能量对应减少。可以单独使用或与其他方案中的一个或更多个方案一起共同使用这些不同的替代性方案，以实现期望的结果，从而允许用户调整系统。

已经以总体介绍的方式提供了前述段落，并且前述段落不旨在限制所附权利要求的范围。通过参照结合附图进行的以下详细描述将最好地理解各种优选实施方式以及其他优点。

附图说明

图1是碰撞缓冲器的一个实施方式的立体图。

图2是图1中所示的碰撞缓冲器的侧视图。

图3是图1中的碰撞缓冲器的俯视图。

图4是图1中所示的碰撞缓冲器的后端部视图。

图5是图1中所示的碰撞缓冲器的前端部视图。

图6是轨道部段的一个实施方式的侧视图。

图7是轨道部段的另一实施方式的侧视图。

图8是安装至轨道部段的一对支承柱的局部俯视立体图。

图9是安装至一对轨道部段的撞击头部的局部立体图。

图10是示出了间隔件和轨道部段的连接的局部立体图，其中，紧固件将轨道部段的重叠端部部分固定。

图11A是碰撞缓冲器在撞击头部接合下游隔板之前的俯视立体图。

图11B是碰撞缓冲器紧接在撞击头部接合下游隔板之后的俯视立体图。

图12是示出了间隔件与支承柱之间的连接的局部放大端视图。

图13A是支承柱组件在撞击之前的局部立体图。

图13B是支承柱组件在撞击之后的局部立体图。

图14A是轨道部段的局部立体图，其中，位于另一轨道部段下面的变形构件处于撞击前构型。

图14B是图14A中所示的轨道部段在撞击事件期间的局部立体图。

图15是示出了包括变形构件的重叠轨道部段的局部侧视图。

图16A是支承柱组件处于撞击前构型的局部后立体图。

图16B是支承柱组件在撞击事件期间当支承柱旋转至压倒位置时的局部后立体图。

图17是示出了一对支承柱(单个隔板)在撞击期间的撞击响应的减速图。

图18是示出第一隔间的侧视图。

具体实施方式

应当理解的是，如本文中使用的术语“多个”意味着两个或更多个。如本文中使用的术语“纵向”意味着或是关于碰撞缓冲器或碰撞缓冲器的组件的长度或纵向方向2，并且包括轴向的端部撞击方向。在端部撞击期间，随着系统叠缩，该系统使撞击车辆的能量耗散。如本文中使用的术语“侧向”意味着在碰撞缓冲器的侧部之间或朝向(或垂直于)碰撞缓冲器的侧部定向，例如侧向方向4或侧部撞击方向。术语“联接”意味着直接地或间接地例如与中间构件连接或接合，并且不要求接合是固定的或永久的，然而该接合可以是固定的或永久的，并且可以包括一体连接，其中，被连接的特征是单个整体部件的部分。术语“横向”意味着横跨轴线和/或基本上垂直于轴线延伸。应当理解的是，除非另有说明，否则如本文中使用的数字术语“第一”、“第二”、“第三”等的使用并不指部件的任何特定顺序或次序；例如，“第一”和“第二”连接器部段可以指这样的部段的任何顺序，并且不限于特定构型的第一连接器部段和第二连接器部段。术语“上游”和“下游”是指相对于车辆12的撞击方向的方向，例如其中，备用件14和后锚定件位于撞击头部18的下游、或者位于碰撞缓冲器10的前部。术语“内侧”和“外侧”被定义为相对于中心线纵向轴线16的侧向方向，其中，“内侧”是指部件或特征更靠近中心线轴线，并且“外侧”是指部件或特征更远离中心线轴线。短语“碰撞缓冲器”是指如图1中所示的双侧系统，并且也指护栏终端部系统，该护栏终端部系统例如仅构造有图1所示系统的一侧或一半。本文中使用的术语“变形”、“使变形”和“可变形的”及其变型意味着在没有剪切的情况下转变、成形或弯折。术语“重叠”是指两个部件或两个部件的部分相对于彼此定位或位于彼此之上或彼此紧接着，并且与重叠部件的侧向位置无关，其中，上游轨道部段的一部分“与下游轨道部段的一部分重叠”，并且下游轨道部段的一部分“与上游轨道部段的一部分重叠”。

图1中公开的碰撞缓冲器10提供了一种系统，该系统通过在一个或更多个支承柱100被压倒并吸收能量的时间间隔期间减小/消除由剪切紧固件60和凸片26、起始凸片28和/或变形构件30施加的力来使能量耗散曲线变得平滑。支承柱组件也可以构造成减少撞倒或压倒一个或多个支承柱的力的量。各种实施方式可以结合到碰撞缓冲器或终端部中，该碰撞缓冲器或终端部具有重叠的挡板面板或轨道部段20，并且当第一面板在第二面板上滑动时通过使材料成形和/或剪切材料(例如，凸片26、起始凸片28)吸收能量。该系统特别好地适用于一次只有一个隔间压缩的分级碰撞缓冲器或终端部。

碰撞缓冲器10(图1至图5)包括多个护栏面板，所述护栏面板也称为轨道部段20(图6和图7)并且包括槽22、第一长形槽24和凸片26、起始凸片28。护栏面板中的一些护栏面板还包括变形构件30(图7和图15)。在一个实施方式中构造为成形翅片的变形构件30提供了一种用于增加碰撞缓冲器在纵向方向上受到撞击时的运行载荷的低成本方法。在一个实施方式中，变形构件30由金属、例如但不限于钢制成。变形构件具有中央部分32，该中央部分32具有在弯曲顶点38处相交的倾斜的前缘34和后缘36。变形构件30例如通过焊接或借助谷部82中的紧固件固定至轨道部段20的上游端部部分50，其中，如图15中所示，中央部分从轨道部段侧向向外延伸。在美国专利No.8,215,619中进一步描述和公开了变形构件，该美国专利的全部公开通过参引在此并入本文。

在一个实施方式中，碰撞缓冲器包括第一轨道部段，第一轨道部段具有上游端部部分50、下游端部部分52和第一内侧部54。第二轨道部段包括上游端部部分50、下游端部部分52和面向第一轨道部段的第一内侧部54的第二外侧部56。第二轨道部段的上游端部部分50与第一轨道部段的下游端部部分52重叠并且通过一个或更多个紧固件60固定至第一轨道部段的下游端部部分52。在一个实施方式中，轨道部段通过总共八(8)个紧固件60联接，所述八个紧固件60由四排两(2)个纵向间隔开的紧固件限定。

第一轨道部段能够响应于沿着纵向方向2移动的车辆12对护栏组件的轴向撞击而相对于第二轨道部段从撞击前位置移动至撞击位置。应当理解的是，碰撞缓冲器可以包括若干隔间(在图1至图3中示出了5个)，每个隔间由一对侧向间隔开的轨道部段20、上游的隔板132和下游的隔板132限定，其中，下游隔板限定下一个相邻的下游隔间的上游隔板。应当理解的是，碰撞缓冲器可以具有多于或少于五(5)个隔间。还应当理解的是，上游隔间的轨道部段20被称为第一轨道部段，并且下一个相邻的下游隔间的轨道部段20被称为第二轨道部段。在轴向撞击事件期间，隔间顺序地叠缩，其中，第一隔间70的“第一”轨道部段滑动经过第二隔间72的“第二”轨道部段。接下来，第二隔间72的轨道部段20变成滑动经过第三隔间74的“第二”轨道部段的“第一”轨道部段，等等。每个轨道部段20包括至少一排多个纵向间隔开的槽22、第一长形槽24，所述多个纵向间隔开的槽22、第一长形槽24与一个或多个紧固件60对准并且在所述一个或多个紧固件60的上游延伸。在一个实施方式中，每个轨道部段包括槽22、第一长形槽24的多个(示出为四个)竖向间隔开的排。每排中的多个槽包括第一长形槽24，当第一轨道部段处于撞击前位置时，即在车辆撞击碰撞缓冲器之前，该第一长形槽24在下游端部部分52处定位成与一个或多个紧固件60对准，其中，最短的第一长形槽24具有在第一上游紧固件的位置(轴线)与第一长形槽24的端部之间测量的最小第一长度L1。第一长形槽的第一部分可以略微扩大，以更容易地插置和安装紧固件60。

如图6中所示，每个轨道部段20优选地形成为具有三个向外延伸的峰部80和两个向内延伸的谷部82的三重梁，其中，在峰部中的一个峰部与谷部中的一个谷部之间的四个壁86中的每个壁中形成槽22、第一长形槽24的排。变形构件30在谷部82中固定至轨道部段。应当理解的是，轨道部段也可以构造为W形梁，该W形梁可以具有两个峰部和一个谷部。在等量的夹持力的撞击事件期间，三重梁具有更大量的重叠表面面积，并且因此，具有更大量的摩擦力和能量耗散。优选地，为了使能量耗散平稳，竖向间隔开的排的槽沿纵向方向水平错开，使得每排中的槽22和凸片26与任何其他排的槽22和凸片26在竖向上不对准。每排中的第一长形槽24可以具有不同的长度L1，使得紧接着的上游的槽22相对于紧接着的相邻的排错开、例如距离d1。

第一护栏面板或第一轨道部段附接至安装支架90，安装支架90附接至撞击头部18，撞击头部18可以包括一对面板或一对板(图9)。当被车辆撞击时，每个连续的上游护栏面板或第一轨道部段在紧接着的隔间中的下游护栏面板或第二轨道部段上滑动，该紧接着的隔间保持静止，直到先前的隔间叠缩并且撞击头部18在紧接着的隔间的前部处撞击支承柱100或由此部分地限定的隔板132为止。护栏面板或轨道部段20附接至间隔件94，间隔件94通过剪切螺栓96附接至分离式支承柱100。例如，第一隔间70中的护栏(例如，第一轨道部段)在第二隔间72的护栏(第二轨道部段)上滑动(图11A和图11B)。一旦该滑动完成，第二隔间72的护栏(现在是第一轨道部段)在第三隔间74的护栏(第二轨道部段)上滑动。滑动护栏面板或轨道部段通过螺栓或紧固件60保持至其他护栏面板，螺栓或紧固件60在隔间的每一侧将两个轨道部段夹持在一起，并且在滑动轨道部段之间产生摩擦。一对支架98叠置在谷部和两排竖向间隔开的紧固件上。另外，横跨构件99侧向地延伸跨过隔板的顶部，并且具有通过多个紧固件101连接至上间隔件94的相反的端部。横跨构件99没有连接至支承柱100。横跨构件可以具有Z形形状或L形形状，并且可以包括在支承柱的顶部和前部弯折的唇缘103，唇缘103用作接合支承柱的止挡件并且有助于防止紧固件60发生剪切，直到支承柱100在撞击事件期间倒下为止。同时，由于横跨构件没有连接至支承柱/隔板，因此唇缘不会干扰或阻碍支承柱/隔板倒下。

紧固件60随着其在撞击事件期间通过撞击车辆而被向前推动时穿过滑动护栏面板上的第一长形槽24、槽22行进。由分隔槽22、第一长形槽24的材料形成的纵向间隔开的凸片26在撞击事件期间被紧固件60破坏或剪切，其中，固定至下游隔间的轨道的紧固件保持静止，直到每个隔间被顺序地叠缩(图6和图10)为止。凸片26的断裂吸收能量，并且因此施加力来减慢护栏或轨道部段的运动。凸片26定尺寸成使得破坏这些凸片的力适合于已经撞击碰撞缓冲器的车辆。紧密间隔开的凸片26产生较高的平均力，而较宽地间隔开的凸片产生较低的平均力。许多其他参数也影响由凸片26产生的力，所述其他参数例如为凸片26的厚度、长度和宽度，以及是否一次剪切多于一个的凸片。在一个优选实施方式中，凸片26以及起始凸片28的长度L2为0.43英寸并且宽度w1为0.75英寸。凸片的厚度为0.135英寸，该厚度与护栏面板或轨道部段的厚度相对应。凸片的其他尺寸可能是合适的。在系统的前部(例如，第一隔间70)处的一个或多个护栏面板或一个或多个轨道部段上，凸片26间隔开8.6英寸，而在后部(例如，第二隔间72、第三隔间74、第四隔间76、第五隔间78)处的护栏面板上，凸片26间隔开4.1英寸。在一个实施方式中，每个面板一次仅剪切一个凸片。这是通过使每个轨道中的竖向间隔开的凸片排在纵向方向上错开来实现的，如图2、图6和图7中所示。

如上所公开的，每个滑动护栏面板或轨道部段20通过紧固件60被夹持至下面的静止护栏面板。紧固件60在面板之间施加预定的压缩力。因此，重叠的滑动护栏或者第一轨道部段和第二轨道部段由于夹持摩擦而经受滑动阻力。由紧固件60(例如螺栓)施加的夹持力通过向螺栓加扭矩至预定值来控制。例如，在典型的碰撞缓冲器中，扭矩可以是33英尺磅。也可以使用更高或更低的值，例如，可以使用25英尺磅至130英尺磅的范围内的值。每个隔间(隔间的后端部或者下游端部)中的螺栓的扭矩可以相同，但是在一些情况下，不同隔间中的扭矩可能不同。例如，位于隔间的下游端部处的紧固件可以具有比位于隔间的上游端部处的紧固件的扭矩更高的扭矩，以确保上游隔间先叠缩，并且此后顺序地叠缩。受撞击的滑动护栏或轨道部段20附接至间隔件94，间隔件94又通过剪切螺栓96附接至分离式支承柱组件(图8和图12)。

在操作中，碰撞缓冲器10被车辆12沿着纵向方向2轴向地撞击，并且沿车辆的行驶方向移动。撞击头部18直接附接至安装支架90(图9)，安装支架90直接附接至第一隔间70的轨道部段20或面板(图1和图9)。安装支架90和第一隔间面板或第一轨道部段附接至间隔件94，间隔件94联接至第一对支承柱组件120，第一对支承柱组件120连接至安装支架90和撞击头部18。间隔件94通过剪切螺栓96连接至第一对分离式支承柱100。第一隔间面板或第一轨道部段随着第一支承柱在撞击期间被压倒而在第二隔间面板或第二轨道部段上滑动。

第一隔间70的“第一”轨道部段或面板通过紧固件60附接至第二隔间72的“第二”轨道部段或面板，如上所述，紧固件60被拧紧至预定扭矩。阻止第一隔间轨道部段在第二隔间轨道部段上滑动的摩擦力和对应的能量耗散的量主要由紧固件60的夹持扭矩决定。

分离式支承柱100被焊接至地锚150，地锚150构造为安装板152，安装板152例如在安装板152的前部部分处通过紧固螺栓154被螺栓连接至地面，并且通过间隔件94保持护栏或轨道部段(图8和图9)。一对侧向间隔开的支承柱100通过侧向延伸的横跨部或中央腹板130连接，其中，支承柱100和腹板130限定隔板132。应当理解的是，术语“分离”是指支承柱100从轨道部段20的释放，但是支承柱优选地保持附接至地锚150，然而在一些实施方式中支承柱可以从地锚150释放。地锚150可以替代性地包括埋在地下的下部柱或长钉。

当第一隔间70的面板或轨道部段开始滑动经过第二隔间72的轨道部段时，第一对支承柱100旋转，从而剪断将支承柱附接至间隔件94的剪切螺栓96。横跨构件99与上部间隔件94保持连接。在一个实施方式中，支承柱100焊接至安装板152(图13A、图13B、图16A和图16B)。支承柱包括前部104、后部106和相反的侧部108，其中，沿着柱的后部的后部焊缝110将柱保持至基部。虽然示出为具有矩形横截面，但是应当理解的是，支承柱可以具有非矩形横截面，非矩形横截面比如为圆形横截面、或者C形或H形横截面，所有这些横截面都可以具有前部、侧部和后部。当分离式支承柱被压倒时，支承柱的前部处的前部焊缝112和侧部处的侧部焊缝114断开(图13A、图13B以及图16A、图16B)或者拉开。每个支承柱的后部或背面添加了竖向的槽116，使得限定在竖向的槽116之间的支承柱中央材料或凸缘118形成活动铰链，并且沿着后部的后部焊缝110上的应力被最小化，同时也使侧部焊缝拉开并传至后部的可能性最小化。弯曲应力分布在柱材料的大面积上，以降低后部焊缝110材料断裂的机会(图13B和图16B)。竖向的槽116被添加在每个柱的边缘附近，因此沿着后部的弯曲区域的焊缝将不会随着侧部焊缝114断裂而继续断裂。同样地，竖向的槽116可以在前部被添加至支承柱，以提供不连续的可断裂的焊缝。

在撞击事件期间，如图18中所示，隔板132和支承柱100被压倒，在一个实施方式中限定为隔板不再吸收任何大量能量的角度。例如，在一个实施方式中，一旦隔板132已经倾斜超过大约73度，则隔板132就会压倒，其中，通过隔板或至少部分地构成隔板的一对支承柱100施加的力在该点处显著减小，如图17中所示。为了适应隔板的压倒期间的力耗散/能量耗散，可能期望限制凸片26的剪切。在一个特定构型中，第一长形槽的最小长度L1大于或等于第一轨道在隔板的倒下期间的第一行进距离的至少75％。在一个实施方式中，第一长形槽的最小长度L1大于或等于第一轨道在隔板和支承柱的倒下期间的第一行进距离。在这些系统中，为了适应由于支承柱被压倒而导致的力耗散/能量耗散，优选地，在行进距离上没有凸片26断裂，在如图17中所示的一个实施方式中，该行进距离约0.33米。如图18中所示，当面板或轨道部段已经行进或移动0.33m的行进距离时，支承柱倾斜73°。在其他实施方式中，行进距离或浮动可以大于0.33m、例如为0.41m。第一隔间70的轨道部段20上可以设置超过0.33m的额外浮动或行进距离，以进一步减小ΔV(乘客与车辆速度之间的差)。第二隔间72、第三隔间74和第四隔间76中的面板或轨道部段20各自具有约0.35m的浮动或行进距离。第五隔间或最后的隔间78中的面板可以具有减小的行进距离或浮动(例如0.28m)，因为第五隔间78将仅在更重的车辆撞击系统时才会压缩。较大的力将不会在较重的车辆上提供很大的减速。

参照图18，最小浮动通过或者通过计算，其中，在图18中定义X、Z和在一个实施方式中，估计为约73°，这与隔板或支承柱被压倒，即如图17中所示的能量耗散完成相对应。浮动的长度或行进距离可以根据推动隔板所需的力和系统的几何形状而变化。最大浮动或行进距离将通过高达89°的翻倒角度以及非常长的柱和略大于隔板或柱的厚度的Z值来计算。

将第一轨道部段或面板夹持至第二轨道部段或面板的紧固件60穿过第一轨道部段中的第一长形槽24。在槽之间存在凸片26，凸片26断裂以吸收能量并且减慢撞击车辆的速度。为了防止分离式柱翻倒时的力过大，第一隔间70的面板或轨道部段被设计成使得在支承柱翻倒时将没有凸片26断裂。当附接至静止的第二组支承柱/隔板的间隔件被移动的隔间的间隔件撞击时，第二隔间72的轨道部段与撞击车辆一起移动，并且重复与第一隔间70相同的行为(图11A和图11B)。第二隔间72在第三隔间74和后续隔间上滑动的行为遵循相同的机制。

应当注意的是，支承柱100通过小的剪切螺栓96连接至间隔件94。间隔件通过紧固件60连接至轨道部段，并且其中，上部的侧向间隔开的间隔件94对与横跨构件99连接。将支承柱100连接至间隔件94的小的剪切螺栓96在头部撞击支承柱100之后很快断裂，并且对压倒柱的阻力和/或任何相关联的能量耗散贡献很小。

在第四隔间和第五隔间中的轨道部段20中的一个或更多个轨道部段的下游端部部分52中还设置有多个(示出为2个)竖向间隔开的槽142，以防止轨道部段20的上游端部部分50上的或者第四隔间76、第五隔间78中的短面板75上的变形构件30或成形翅片接合上游轨道部段，直到相应的一个或多个支承柱被压倒之后为止。竖向间隔开的槽142可以形成在轨道部段的谷部中。在一个特定构型中，竖向间隔开的槽142的最小长度大于或等于轨道部段在隔板的压倒期间的第一行进距离的至少75％。在一个实施方式中，一个或多个竖向间隔开的槽142的最小长度大于或等于轨道部段在隔板的压倒期间的第一行进距离。

第四隔间76中的面板和附接至备用件14的短面板75构造有变形构件30。当来自第四隔间76和第五隔间78的滑动轨道部段在紧接着的后部非滑动轨道部段上滑动时，滑动轨道部段通过变形构件变形。因此，撞击车辆可能经受剪切凸片26的力耗散/能量耗散、来自相对彼此滑动的轨道部段20或面板的摩擦的力耗散/能量耗散、通过变形构件30使轨道部段或面板变形的力、以及隔板由于焊缝断裂和活动铰链弯折而被压倒的力。如果同时经受，所有这些力的总和以及通过这些部件所耗散的能量可能会高于撞击车辆所期望的。力和能量耗散的总和可以通过以下方式减少：将系统修改成使得在支承柱被压倒时轨道部段的任何部分将不会被剪切或通过变形构件变形。例如，一个或多个第一长形槽24、竖向间隔开的槽142可以如上所述是长形的，使得变形构件30不接合外侧滑动面板，直到已经达到第一行进距离为止。以这种方式，当外侧轨道部段滑动经过内侧轨道部段时，在隔板分离或被撞倒/压倒时，不会发生初始变形。槽的长度通过分析连接至滑动的面板的撞击侧的间隔件的隔板支承柱何时压倒来确定。一旦一个或多个支承柱压倒，滑动轨道部段或面板可以通过下游轨道部段上的变形构件接合。

力或能量耗散的总和也可以通过以下方式来减小：修改护栏面板中的凸片的间距，使得起始凸片28、凸片26不会被剪切，直到柱几乎倒下为止。例如，如图6中所示，第一长形槽24是超长的，使得第一凸片直到柱倒下时才被剪切。

碰撞缓冲器的另一特征在于，护栏面板或轨道部段中的每一者可以构造有位于第一长形槽24中的起始凸片28，该起始凸片28在系统叠缩期间将下游面板保持就位。这些起始凸片28增加了最初移动任何下游面板所需的力，从而确保上游面板和隔间先叠缩。例如，第一隔间70中的轨道部段可以不具有设置在四个第一长形槽24中的任何起始凸片。第二隔间和第三隔间中的轨道部段可以各自具有两个起始凸片28，或者具有位于四个第一长形槽24中的两个第一长形槽中的起始凸片28。第四隔间76中的轨道部段可以在四个槽中的三个槽中具有三个起始凸片28(参见图6)，并且第五隔间78可以具有四个起始凸片28，每个第一长形槽24中一个起始凸片28，如例如在图7中所示。以这种方式，每个下游面板需要与其相邻的上游面板相同或稍大的力来启动运动，从而确保上游面板在下游面板之前叠缩。应当理解的是，不论槽是否包括起始凸片，第一长形槽24的长度L1都被限定为从第一上游紧固件60的位置至第一长形槽24的端部。

如图2、图3、图8和图12中所示，护栏系统可以包括沿系统的长度延伸的线缆200。线缆在系统的前部处安装至地锚，并且然后穿过将护栏面板连接至柱的间隔件布线。在系统的背部处，线缆附接至系统备用件。线缆提高了系统的使撞击系统的侧部的车辆改变方向的能力，并且也有助于当系统在端部撞击期间叠缩时导引该系统。线缆可以被预紧，例如通过向线缆的螺纹端部施加扭矩至预定值被预紧。

尽管已经参照优选实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员将认识到，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下在形式和细节上做出改变。因此，前述详细描述意在被视为说明性的而非限制性的，并且所附权利要求、包括所附权利要求的所有等同物意在限定本发明的范围。

Claims

1.一种碰撞缓冲器，包括：

第一轨道部段，所述第一轨道部段包括上游端部部分、下游端部部分以及第一侧部；

第二轨道部段，所述第二轨道部段包括上游端部部分、下游端部部分以及面向所述第一轨道部段的所述第一侧部的第二侧部，其中，所述第二轨道部段的所述上游端部部分与所述第一轨道部段的所述下游端部部分重叠并且通过紧固件固定至所述第一轨道部段的所述下游端部部分，并且其中，所述第一轨道部段能够响应于对所述碰撞缓冲器的轴向撞击而相对于所述第二轨道部段从撞击前位置移动至撞击位置；

其中，所述第一轨道部段包括纵向间隔开的多个槽，所述多个槽与所述紧固件对准并且在所述紧固件的上游延伸，其中，所述多个槽包括当所述第一轨道部段处于所述撞击前位置时与所述紧固件对准的第一长形槽，其中，所述第一长形槽具有第一长度；以及

支承柱，所述支承柱以可释放的方式连接至所述第一轨道部段，并且能够从直立位置旋转至压倒位置，其中，在所述轴向撞击期间，所述支承柱能够从所述第一轨道部段释放并且能够在所述第一轨道部段已经移动第一行进距离之后旋转至所述压倒位置，其中，所述第一长度大于或等于所述第一行进距离的至少75％。

2.根据权利要求1所述的碰撞缓冲器，其中，所述第二轨道部段包括变形构件，所述变形构件固定至所述第二轨道部段的所述上游端部部分，并且其中，所述第一轨道部段具有与所述变形构件对准的第二长形槽，其中，所述第二长形槽具有大于或等于所述第一行进距离的至少75％的第二长度。

3.根据权利要求1所述的碰撞缓冲器，其中，所述第一轨道部段包括多个竖向间隔开的第二长形槽，并且其中，所述第二轨道部段包括多个竖向间隔开的变形构件，所述竖向间隔开的变形构件与所述竖向间隔开的第二长形槽对准。

4.根据权利要求3所述的碰撞缓冲器，其中，多个所述竖向间隔开的第二长形槽包括两个竖向间隔开的第二长形槽，并且其中，多个所述竖向间隔开的变形构件包括两个竖向间隔开的变形构件。

5.根据权利要求1所述的碰撞缓冲器，其中，所述第一轨道部段包括纵向间隔开的所述多个槽的多个竖向间隔开的排，其中，所述多个槽的排中的每个排包括所述第一长形槽，并且还包括多个竖向间隔开的紧固件，所述竖向间隔开的紧固件与所述竖向间隔开的排的所述第一长形槽对准并且将所述第一轨道部段和所述第二轨道部段固定。

6.根据权利要求5所述的碰撞缓冲器，其中，多个所述竖向间隔开的排包括四排。

7.根据权利要求5所述的碰撞缓冲器，其中，所述第一长形槽中的至少一个第一长形槽包括横跨所述第一长形槽延伸的起始凸片，其中，所述第一长形槽中的所述至少一个第一长形槽比所述第一长形槽中的至少另一个第一长形槽短。

8.根据权利要求1所述的碰撞缓冲器，其中，所述支承柱通过剪切紧固件以可释放的方式联接至间隔件，其中，所述间隔件联接至所述第二轨道部段。

9.根据权利要求1所述的碰撞缓冲器，还包括地锚，所述地锚联接至所述支承柱，其中，所述支承柱具有前部、后部和相反的侧部，其中，所述后部包括一对竖向的槽和限定在所述槽之间的铰链部分，其中，所述铰链部分的底部以及所述前部和所述侧部中的至少一者通过焊缝连接至所述地锚，其中，将所述前部和所述侧部中的至少一者连接的所述焊缝能够在所述支承柱能够绕所述铰链部分从所述直立位置旋转至所述压倒位置时断裂。

10.根据权利要求9所述的碰撞缓冲器，其中，所述支承柱具有矩形横截面。

11.根据权利要求10所述的碰撞缓冲器，其中，所述前部包括竖向的第二对槽和限定在所述第二对槽之间的熔合部分，其中，所述焊缝中的一个焊缝将所述熔合部分的底部连接至所述地锚。

12.根据权利要求9所述的碰撞缓冲器，其中，所述地锚包括锚定板。

13.根据权利要求1所述的碰撞缓冲器，包括一对侧向间隔开的第一轨道部段、固定至所述第一轨道部段的一对侧向间隔开的第二轨道部段、以及以可释放的方式联接至所述第一轨道部段的一对侧向间隔开的支承柱。

14.根据权利要求13所述的碰撞缓冲器，其中，所述一对侧向间隔开的支承柱被连接以限定隔板。

15.根据权利要求1所述的碰撞缓冲器，还包括地锚，所述地锚联接至所述支承柱，其中，所述支承柱在所述支承柱从所述第一轨道部段释放并旋转至所述压倒位置之后保持联接至所述地锚。

16.一种碰撞缓冲器，包括：

第二轨道部段，所述第二轨道部段包括上游端部部分、下游端部部分以及第二侧部，其中，所述第二轨道部段的所述上游端部部分与所述第一轨道部段的所述下游端部部分重叠并且通过紧固件固定至所述第一轨道部段的所述下游端部部分，其中，所述第一侧部和所述第二侧部彼此面对，并且其中，所述第一轨道部段能够响应于对所述碰撞缓冲器的轴向撞击而相对于所述第二轨道部段从撞击前位置移动至撞击位置；

支承柱，所述支承柱以可释放的方式连接至所述第一轨道部段并且能够在所述第一轨道部段从所述撞击前位置移动至所述撞击位置时从直立位置旋转至压倒位置，其中，所述支承柱在所述支承柱从所述第一轨道部段释放并旋转至所述压倒位置时吸收第一量的能量；并且

其中，所述第一轨道部段包括纵向间隔开的多个槽，所述多个槽与所述紧固件对准并且在所述紧固件的上游延伸，其中，第一对相邻的槽通过凸片分开，其中，所述紧固件在所述支承柱吸收所述第一量的能量的至少75％之后接合所述凸片并且吸收第二量的能量。

17.根据权利要求16所述的碰撞缓冲器，其中，所述第二轨道部段包括变形构件，所述变形构件固定至所述第二轨道部段的所述上游端部部分，并且其中，所述第一轨道部段具有与所述变形构件对准的第二长形槽，其中，所述变形构件能够在所述支承柱吸收所述第一量的能量的至少75％之后在所述第二长形槽的端部处与所述第一轨道部段接合并且吸收第三量的能量。

18.根据权利要求16所述的碰撞缓冲器，其中，所述第一轨道部段包括多个竖向间隔开的第二长形槽，并且其中，所述第二轨道部段包括多个竖向间隔开的变形构件，所述竖向间隔开的变形构件与所述竖向间隔开的第二长形槽对准。

19.根据权利要求18所述的碰撞缓冲器，其中，多个所述竖向间隔开的第二长形槽包括两个竖向间隔开的第二长形槽，并且其中，多个所述竖向间隔开的变形构件包括两个竖向间隔开的变形构件。

20.根据权利要求16所述的碰撞缓冲器，其中，所述第一轨道部段包括纵向间隔开的所述多个槽的多个竖向间隔开的排，其中，所述多个槽的排中的每个排包括第一长形槽，并且还包括多个竖向间隔开的紧固件，所述竖向间隔开的紧固件与所述竖向间隔开的排的所述第一长形槽对准并且将所述第一轨道部段和所述第二轨道部段固定。

21.根据权利要求20所述的碰撞缓冲器，其中，多个所述竖向间隔开的排包括四排。

22.根据权利要求20所述的碰撞缓冲器，其中，所述第一长形槽中的至少一个第一长形槽包括横跨所述第一长形槽延伸的起始凸片，其中，所述第一长形槽中的所述至少一个第一长形槽比所述第一长形槽中的至少另一个第一长形槽短。

23.根据权利要求16所述的碰撞缓冲器，其中，所述支承柱通过剪切紧固件以可释放的方式联接至间隔件，其中，所述间隔件联接至所述第二轨道部段。

24.根据权利要求16所述的碰撞缓冲器，还包括地锚，所述地锚联接至所述支承柱，其中，所述支承柱具有前部、后部和相反的侧部，其中，所述后部包括一对竖向的槽和限定在所述槽之间的铰链部分，其中，所述铰链部分的底部以及所述前部和所述侧部中的至少一者通过焊缝连接至所述地锚，其中，将所述前部和所述侧部中的至少一者连接的所述焊缝能够在所述支承柱能够绕所述铰链部分从所述直立位置旋转至所述压倒位置时断裂。

25.根据权利要求24所述的碰撞缓冲器，其中，所述支承柱具有矩形横截面。

26.根据权利要求24所述的碰撞缓冲器，其中，所述前部包括竖向的第二对槽和限定在所述第二对槽之间的熔合部分，其中，所述焊缝中的一个焊缝将所述熔合部分的底部连接至所述地锚。

27.根据权利要求24所述的碰撞缓冲器，其中，所述地锚包括锚定板。

28.根据权利要求16所述的碰撞缓冲器，包括一对侧向间隔开的第一轨道部段、固定至所述第一轨道部段的一对侧向间隔开的第二轨道部段、以及以可释放的方式联接至所述第一轨道部段的一对侧向间隔开的支承柱。

29.根据权利要求28所述的碰撞缓冲器，其中，所述一对侧向间隔开的支承柱被连接。

30.根据权利要求16所述的碰撞缓冲器，还包括地锚，所述地锚联接至所述支承柱，其中，所述支承柱在所述支承柱从所述第一轨道部段释放并旋转至所述压倒位置之后保持联接至所述地锚。

31.一种支承柱组件，包括：

地锚；以及

支承柱，所述支承柱具有前部、后部和相反的侧部，其中，至少所述后部包括一对竖向的槽和限定在所述槽之间的铰链部分，其中，所述铰链部分的底部以及所述前部和/或所述侧部中的至少一者通过焊缝连接至所述地锚，其中，当所述支承柱经受撞击时，将所述前部和/或相反的所述侧部中的至少一者连接的所述焊缝构造成在所述支承柱绕所述铰链部分从直立位置朝向所述地锚旋转至压倒位置时断裂。

32.根据权利要求31所述的支承柱组件，其中，所述支承柱具有矩形横截面。

33.根据权利要求31所述的支承柱组件，其中，所述前部包括竖向的第二对槽和限定在所述第二对槽之间的熔合部分，其中，所述焊缝中的一个焊缝将所述熔合部分的底部连接至所述地锚。

34.根据权利要求31所述的支承柱组件，其中，所述地锚包括锚定板。

35.一种用碰撞缓冲器吸收车辆的能量的方法，所述方法包括：

提供根据权利要求31所述的支承柱组件；

撞击碰撞缓冲器的撞击头部；

使第一轨道部段相对于静止的第二轨道部段从撞击前位置滑动至撞击位置，其中，所述第一轨道部段和所述第二轨道部段通过紧固件联接；

使所述紧固件在限定于所述第一轨道部段中的槽中滑动，其中，所述槽具有第一长度；以及

在所述撞击头部的撞击期间，使连接至第一轨道部段的支承柱在所述第一轨道部段已经移动第一行进距离之后从直立位置旋转至压倒位置，其中，所述第一长度大于或等于所述第一行进距离的至少75％。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述第二轨道部段包括变形构件，所述变形构件固定至所述第二轨道部段，并且其中，所述第一轨道部段具有与所述变形构件对准的第二长形槽，其中，所述第二长形槽具有大于或等于所述第一行进距离的至少75％的第二长度。