專利名稱：能量吸收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于墜落保護以及防墜落設(shè)備的一種能量吸收器。背景不同的職業(yè)將人們置于在相對危險的高度處的不穩(wěn)定位置中，因此產(chǎn)生了對于墜落保護以及防墜落裝置的需要。其結(jié)果是，已發(fā)展了多種類型的安全裝置來減少墜落的可能性和/或與墜落相關(guān)的傷害。除其他事項之外，這樣的裝置典型地包括在至少一個錨定點與鄰近這個至少一個錨定點的執(zhí)行任務(wù)的使用者所佩戴的安全吊帶之間的一種互聯(lián)裝置。常用的一種類型的互聯(lián)裝置是互聯(lián)在至少兩個錨定點之間的一種救生索或者一種導(dǎo)軌組件，使用者可以沿著這個救生索或者導(dǎo)軌組件的長度進行移動并且執(zhí)行任務(wù)。使用者的安全吊帶典型地通過一個系索以及一個連接件或者其他適合的裝置而連接到這個救生索或者導(dǎo)軌組件上。假如發(fā)生墜落，還可以使用一個能量吸收器來吸收顯著量的能量并且減少由于墜落力而對使用者造成的傷害。由于以上所述這些原因以及下文所述的其他原因(本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀并理解本說明書之后將清楚這些原因)，在本領(lǐng)域中對用于墜落保護以及防墜落設(shè)備的一種能量吸收器存在著需求。概述以上提及的與現(xiàn)有裝置相關(guān)的問題將通過本發(fā)明的多個實施方案來解決并且在閱讀并理解本說明書之后將得到理解。以下概述是以舉例方式而非以限制的方式做出的。 以下概述僅提供用于幫助讀者理解本發(fā)明的一些方面。在一個實施方案中，一種能量吸收器包括了互聯(lián)一個第一末端以及一個第二末端的一個中間部分。該中間部分和該第一末端以及第二末端是在同一個平面上。該中間部分包括多個彎曲的部分，這些彎曲的部分被配置并且安排為當受到一個預(yù)定負載時變形并且開始變直以便從該預(yù)定負載中吸收能量。在一個實施方案中，一種能量吸收器包括了互聯(lián)一個第一末端以及一個第二末端的一個中間部分。這個中間部分和該第一末端以及第二末端是在同一個平面上。這個中間部分包括多個彎曲的部分，這些彎曲的部分被配置并且安排為當受到一個預(yù)定負載時變形并且開始變直以便從該預(yù)定負載中吸收能量。至少一個第一凸起以及至少一個第一凹口位于該第一末端與該中間部分的多個相對的部分中，并且至少一個第二凸起與至少一個第二凹口位于該第二末端與該中間部分的多個相對的部分中。該第一凹口以及第二凹口被配置并且安排為接收對應(yīng)的第一凸起以及第二凸起以便防止材料陷進該能量吸收器中。在一個實施方案中，一種用于制造能量吸收器的方法包括獲得具有0. 250至 0. 500英寸的厚度的一塊不銹鋼、并且切割該不銹鋼以便形成在同一個平面上互聯(lián)一個第一末端以及一個第二末端的一個中間部分。該中間部分包括多個彎曲的部分并且該第一末端以及第二末端包括在其中形成的多個孔。這些彎曲的部分當受到一個預(yù)定負載時變形并且開始變直以便從該預(yù)定負載中吸收能量。附圖簡要說明
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參考詳細說明以及以下附圖時，可以更易于理解本發(fā)明并且可以更容易清楚進一步的多個優(yōu)點及其用途，在附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的一種能量吸收器的側(cè)視圖；圖2是帶有一個測量裝置的圖1所示能量吸收器的側(cè)視圖，展示了該能量吸收器的比例尺并且示出了未受負載的能量吸收器；圖3是連接到錨定結(jié)構(gòu)上的圖1所示能量吸收器恰在彈性變形結(jié)束并且塑性變形開始后的側(cè)視圖；圖4是在經(jīng)受塑性變形過程中的圖1所示能量吸收器的側(cè)視圖；圖5是圖1所示能量吸收器處于最大攔阻力下的側(cè)視圖；圖6是連接到滑閘(shuttle)以及鉤環(huán)(carabiner)上的圖1所示能量吸收器的透視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的另一個實施方案的能量吸收器的側(cè)視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的另一個實施方案的能量吸收器的側(cè)視圖；圖9是圖1所示的能量吸收器的側(cè)視圖；圖IOA是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的帶有多個接片的另一個實施方案的能量吸收器的側(cè)視圖；圖IOB是圖IOA所示的能量吸收器的側(cè)視圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的另一個實施方案的能量吸收器的側(cè)視圖；圖12是連接到錨定結(jié)構(gòu)上的圖11所示能量吸收器的側(cè)視圖并且示出了未受負載的能量吸收器；圖13是連接到錨定結(jié)構(gòu)上的圖11所示能量吸收器的側(cè)視圖并且示出了受到負載而正進行塑性變形的能量吸收器；圖14是連接到錨定結(jié)構(gòu)上的圖11所示能量吸收器的側(cè)視圖并且示出了受到負載而正進行進一步塑性變形的能量吸收器；圖15是連接到錨定結(jié)構(gòu)上的圖11所示能量吸收器的側(cè)視圖并且示出了受到大致6kN的負載攔阻力的能量吸收器；圖16是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的另一個實施方案的能量吸收器的側(cè)視圖；并且圖17是根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的另一個實施方案的能量吸收器的側(cè)視圖。根據(jù)慣例，所說明的不同特征沒有按比例繪制而是僅繪制用于強調(diào)與本發(fā)明相關(guān)的多個具體特征。貫穿附圖以及正文，參考字符指代相似的要素。優(yōu)選實施方案的詳細說明在以下的詳細說明請參考附圖，這些附圖構(gòu)成了詳細說明的一部分，并且在附圖中以圖示方式示出了可以實踐本發(fā)明的多個實施方案。對這些實施方案進行了充分詳細的說明以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，并且應(yīng)當理解的是，可以采用其他實施方案并且在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以做出機械性的改變。因此，以下詳細說明不應(yīng)以進行限制的意義來對待，并且本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求和它們的等效物來限定。根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的一個實施方案的能量吸收器在圖中用數(shù)字100表示。能量吸收器100包括了具有一個孔102的一個第一末端101、具有一個孔104的一個第二末端103、以及互聯(lián)這些末端101和103的一個中間部分105。能量吸收器100優(yōu)選是由一片矩形的材料制成的，如由具有大致0. 0250至0. 500英寸(優(yōu)選大致0. 375英寸)厚度125的退火的300系列不銹鋼制成，并且使用激光切割機、水射流或者其他適合的裝置來將該矩形片切割成所希望的形狀。雖然優(yōu)選使用退火的不銹鋼，但是應(yīng)認識到可以使用其他適合的材料。例如，可以使用具有大致0. 005至0. 030英寸的截口的一個激光切割機或者水射流來將該矩形片切割成所希望的形狀。沿著切口 106切割這個能量吸收器100，形成多個葉瓣107a、107b、107c、107d、107e以及107f、和多個彎曲段112、113、114、以及115從而在中間部分105內(nèi)形成多個彎曲的部分。應(yīng)認識到這些葉瓣還可以切割成材料中的多個空隙。 圖9中示出了這個切割路徑。與第一末端101鄰近，一個第一凹口 108在第一末端101以及中間部分105中形成，并且與第二末端103鄰近，一個第二凹口 110在第二末端103以及中間部分105中形成。在獲得所希望的形狀后，這些末端101以及103被拉離與這些凹口 108以及110鄰近的中間部分，并且銷109以及111被插到這些凹口 108以及110中并且通過摩擦而保持在位。這些末端101以及103和中間部分105是在同一個平面上。彎曲段112、113、114、以及115的尺寸確定方式是，使得它們在不變形的形狀下在負載過程中在其內(nèi)半徑上具有粗略等效的應(yīng)力。這些彎曲段的內(nèi)半徑的尺寸被確定為使得在低于最大希望負載的負載下該能量吸收器不發(fā)生過早的破裂。實施方案不限于選定數(shù)量的彎曲段，只要這些彎曲段允許該裝置的的如上所述這些所希望的特征。應(yīng)認識到該能量吸收器的幾何形狀以及材料可以縮放并且被確定為滿足尺寸、不變形的預(yù)負載、能量吸收/攔阻力、最大靜態(tài)/動態(tài)加載條件、以及其他可能的變量的不同限制條件。這些銷109以及111預(yù)加載或者預(yù)拉伸這個能量吸收器100以便允許該能量吸收器100滿足若干加載條件。一個加載條件是這個能量吸收器100不能永久變形的一個下限。典型地在約2千牛頓(以下稱為“kN”)的情況下，能量吸收器100可以像一個彈簧一樣起作用但是返回其原始形狀。另一個加載條件是典型地在約6kN的情況下這個能量吸收器100在永久變形之后應(yīng)開始變形(吸收能量并且限制力)以便限制墜落過程中的負載。 另一個加載條件是能量吸收器100能夠保持一個大的靜態(tài)負載以及一個大的動態(tài)負載。靜態(tài)負載典型地是在15kN至5000磅的范圍內(nèi)并且動態(tài)負載涉及掉落大質(zhì)量的物體(典型地大致500磅)。這些銷109以及111提供了若干優(yōu)點。一個優(yōu)點是這些銷109以及111預(yù)加載 (或者從彈性意義上來說預(yù)撓曲)這個能量吸收器100。這種預(yù)加載被設(shè)置為在一個小的負載(在本實例中約385磅)下保持該能量吸收器是相對剛性的、但是允許它在墜落(高負載)過程中打開。另一個優(yōu)點是因為該能量吸收器被預(yù)加載，所以在該小加載過程中該能量吸收器發(fā)生了非常小的運動，這有助于保持多個標簽或者其他特征可操作地連接到該能量吸收器上。如果該能量吸收器未被預(yù)加載，則撓曲性會允許標簽或者其他特征在存在彈性運動的區(qū)域處脫開(剪切)。另一個優(yōu)點是這些銷109以及111在鄰近激光切割處提供了一種阻礙，這樣使得吊帶或者系索帶或者其他材料不能陷進該能量吸收器中的開口或者槽縫中。在沒有銷的情況下可能發(fā)生的大的彈性撓曲會允許不希望的物體進入該能量吸收器中的開口或者槽縫中。銷109以及111有助于防止小負載下相對大的彈性變形。另一個優(yōu)點是銷109以及111可以用作這個能量吸收器100已受到負載的一種指示物。銷109以及111可以由任何適合的材料制成。因為這些銷被用來在該能量吸收器的這些入口間隙中提供一種相對剛性的隔離件，可以使用任何足夠堅硬的材料。例如，這些銷可以被替換為一片金屬板、一個硬質(zhì)塑料部件、一個鉚釘、一個螺釘、一個桿、一個管、或者可以預(yù)加載該能量吸收器的任何其他適合的裝置?？商娲?，代替使用銷109以及111，在該部件本身的每個末端的鄰近處可以創(chuàng)造一個或者多個接片150，并且可以將每個接片150彎入一個相對的部分中的一個槽縫中或者以其他方式彎向一個相對的部分以便鄰近該激光切割處提供一種阻礙，這樣使得吊帶或者系索帶或者其他材料不能陷進該能量吸收器中的開口或者槽縫中。圖IOA和IOB對此作出了展示。如在圖IOA中所示，當這些接片150被彎曲時，該部件需要被彈性地拉伸。釋放被拉伸的這個部件后，如圖IOB所示，這些接片150將預(yù)加載這個吸收器。能量吸收器100優(yōu)選是通過使用激光切割機、水射流或者其他適合的裝置的單程或者單次切割制造的。這減少了制造該部件的加工時間。為此目的，每個切割路徑終止于一個低應(yīng)力區(qū)域。最高應(yīng)力區(qū)域是在該部件彎回至其自身的地方、鄰近這些彎曲段112、113、114、以及115。在這些彎回的區(qū)段中大致0.060至0. 125英寸(優(yōu)選大致0. 080英寸)的半徑確保了該部件不會失效，但是在應(yīng)力更低的這些更直的區(qū)段中，可以終止該切割路徑。這個部件具有在低應(yīng)力區(qū)域內(nèi)終止的多個切口。此外，通過使用單程切割還減少了吊帶材料或者其他物體陷進該能量吸收器中的可能性。能量吸收器100有多種可能的用途。一個實例是將能量吸收器100連接到沿一個導(dǎo)軌132移動的一個滑間130上、并且連接到一個鉤環(huán)131上，該鉤環(huán)用來將能量吸收器100連接到使用者身上。圖6對此作出了展示。其他可能的用途包括但不限于限制對自收縮救生索(“SRL”)或者營救裝置的沖擊力。圖7和圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的其他實施方案的能量吸收器。圖7示出的能量吸收器100’類似于圖1所示的但是不包括銷。圖8示出的能量吸收器100”包括多個重疊部分108”以及110”來代替銷。因此，這些銷是任選的并且該能量吸收器可以包括多個替代特征來代替這些銷。在使用過程中，該能量吸收器在受到預(yù)定負載時變形。假如使用者墜落，該能量吸收器會變形(開始變直)而從墜落中吸收一些能量。這些彎曲的部分以及這些葉瓣或者任選的空隙有助于該中間部分的變形。在該能量吸收器變形時，這些葉瓣107a-107f只是懸出該能量吸收器。這些任選的銷通過摩擦被保持在位。這些銷防止材料陷進該能量吸收器中、有助于強化該能量吸收器、并且有助于預(yù)拉伸該能量吸收器，這樣使得當該能量吸收器受到小于預(yù)定負載的負載時并不打開。附圖示出了在變形時并且這些彎曲的部分開始變直時的能量吸收器。當該能量吸收器變形時，這些銷只是從這些凹口中掉落出。根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的另一個實施方案的能量吸收器在圖中用數(shù)字200表示。能量吸收器200包括具有一個孔202的一個第一末端201、具有一個孔204的一個第二末端203、以及互聯(lián)這些末端201和203的一個中間部分205。能量吸收器200優(yōu)選是由一片矩形的材料制成的，如由具有大致0.0250至0. 500英寸(優(yōu)選大致0. 375英寸)的厚度的退火的300系列不銹鋼制成，并且使用激光切割機、水射流或者其他適合的裝置來將該矩形片切割成所希望的形狀。雖然優(yōu)選使用退火的不銹鋼，但是應(yīng)認識到可以使用其他適合的材料。例如，可以使用具有大致0. 005至0. 030英寸的截口的一個激光切割機或者水射流來將該矩形片切削成所希望的形狀。沿著切口 206切割這個能量吸收器200，形成了多個葉瓣207a、207b、207c、207d、207e、以及207f、和多個彎曲段212、213、214、以及215從而在中間部分205內(nèi)形成多個彎曲的部分。應(yīng)認識到這些葉瓣還可以切割成材料中的多個空隙。將這些葉瓣保留在位提供了可以將葉瓣連接到其上的更多表面面積、減少了在激光切割機或者水射流機上的加工時間、并且減少了制造過程中的廢料數(shù)量。圖11中示出了這個切割路徑。從鄰近中間部分205的第一末端201向外延伸了一個凸起208，該凸起被接收在一個在中間部分205中形成的凹口 209內(nèi)。從鄰近中間部分205的第二末端203向外延伸了凸起210a以及210b，這些凸起被分別接收在中間部分205中所形成的多個凹口 211a以及211b內(nèi)。這些末端201以及203和中間部分205是在同一個平面上。優(yōu)選，彎曲段212以及215的尺寸確定和配置是使得這些彎曲段在不變形的形狀下在負載過程中在其內(nèi)半徑處具有粗略等效的應(yīng)力。這意味著它們不強于所必需的、并且在大致相同的負載下開始塑性變形。這些彎曲段的內(nèi)半徑的尺寸為并且被配置為使得在低于最大希望負載負載下該能量吸收器不發(fā)生過早的破裂。彎曲段213優(yōu)選地比為了防止在小負載下的塑性變形所必需的更大，因為它應(yīng)足夠大到在大的變形過程中不過早地破裂。 彎曲段214在小負載過程中被迫閉合。在小負載過程中，在永久變形發(fā)生之前從鄰近的葉瓣207d朝向孔202的這個切口關(guān)閉了鄰近的孔202。圖11對此作出了展示。實施方案不限于選定數(shù)量的彎曲段，只要這些彎曲段允許該裝置的如上所述這些所希望的特征。應(yīng)認識到該能量吸收器的幾何形狀以及材料可以縮放并且被確定為滿足尺寸、密封或者障礙間隙寬度、彈簧預(yù)加載、能量吸收/攔阻力、最大靜態(tài)/動態(tài)加載條件、以及其他可能變量的不同限制條件。能量吸收器200滿足若干加載條件。一個加載條件該能量吸收器200不發(fā)生永久變形的下限。典型地在約2千牛頓(以下稱為“kN”)的情況下，能量吸收器200可以像一個彈簧一樣起作用但是返回其原始形狀。另一個加載條件是典型地在約6kN的情況下該能量吸收器200在永久變形之后應(yīng)開始變形(吸收能量并且限制力)從而限制墜落過程中的負載。另一個加載條件是能量吸收器200能夠保持大的靜態(tài)負載以及大的動態(tài)負載。靜態(tài)負載典型地是在15kN至5000磅的范圍內(nèi)并且動態(tài)負載涉及到掉落大質(zhì)量的物體(典型地大致500磅)。在小負載過程中該能量吸收器200像一個彈簧一樣起作用。因此，形成這些吸收元件的這些激光切割機或者水射流機間隙在小負載下將打開并且在卸下負載后將閉合到非常接近其原始寬度。因為在小負載下可以形成一個顯著的間隙，所以優(yōu)選用一個密封或者阻礙機構(gòu)來防止吊帶或者系索帶或者其他材料陷進該能量吸收器中的開口或者槽縫中。 一種可能的設(shè)計是使用一種迷宮類型的密封件或者阻礙物，但可以設(shè)想其他類型的密封件或者阻礙物。能量吸收器200優(yōu)選是通過使用激光切割機、水射流機或者其他適合的裝置的一個單程或者單次切割制造的。這減少了制造該部件的加工時間。為此目的，每個切割路徑終止于一個低應(yīng)力區(qū)域。最高應(yīng)力區(qū)域是在該部件彎回至其本身的地方、鄰近這些彎曲段 212、213、214、以及215。在這些彎回的區(qū)段中大致0. 060至0. 125英寸(優(yōu)選大致0. 080 英寸)的半徑確保了該部件不會失效，但是在應(yīng)力更低的這些更直的區(qū)段中，可以終止該切割路徑。這個部件具有在低應(yīng)力區(qū)域內(nèi)終止的多個切口。此外，通過使用單程切割還減少了吊帶材料或者其他物體陷進該能量吸收器中的可能性。
在使用過程中，這些凸起208、210a以及210b防止了材料陷進該能量吸收器中。該能量吸收器在受到預(yù)定負載時變形。假如使用者墜落，該能量吸收器會變形(開始變直)從而從墜落中吸收一些能量。附圖示出了變形時以及這些彎曲的部分開始變直時的能量吸收器。在該能量吸收器變形的過程中，這些凸起208、210a以及210b沒有變形或者撓曲。當這些末端201以及203被拉開時，這些凸起208、210a以及210b只是從這些凹口 209、211a以及211b中移出。這些彎曲的部分以及這些葉瓣或者任選的空隙有助于該中間部分的變形。在該能量吸收器變形時，這些葉瓣207a-207f只是懸出該能量吸收器。根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的另一個實施方案的能量吸收器用數(shù)字300表示并且在圖16中示出。能量吸收器300包括具有一個孔302的一個第一末端301、具有一個孔304的一個第二末端303、以及互聯(lián)這些末端301和303的一個中間部分305。能量吸收器300優(yōu)選是由一片矩形的材料制成的，如由具有大致0. 0250至0. 500英寸(優(yōu)選大致0. 375英寸)的厚度的退火的300系列不銹鋼制成，并且使用激光切割機、射水切割機或者其他適合的裝置來將該矩形片切割成所希望的形狀。雖然優(yōu)選使用退火的不銹鋼，但是應(yīng)認識到可以使用其他適合的材料。例如，可以使用具有大致0. 005至0. 030英寸的截口的一個激光切割機或者水射流機來將該矩形片切削成所希望的形狀。沿著切口 306切割這個能量吸收器300，形成了多個葉瓣 307a、307b、307c、307d、307e 以及 307f、和多個彎曲段 312、313、314、以及315從而在中間部分305內(nèi)形成多個彎曲的部分。應(yīng)認識到這些葉瓣還可以切割成材料中的多個空隙。將這些葉瓣保留在位提供了可以將葉瓣連接到其上的更多表面面積、減少了在激光切割機或者水射流機上的加工時間、并且減少了制造過程中的廢料數(shù)量。這些末端301以及303和中間部分305是在同一個平面上。從鄰近中間部分305的第一末端301向外延伸了多個凸起308a以及308b，并且一個凹口 308c被定位在這些凸起308a與30 之間。從鄰近第一末端301的中間部分305向外延伸了一個凸起309c，并且凹口 309a以及309b被定位在凸起309c的相對的側(cè)面上。凸起308a延伸到凹口 309a中，凸起309c延伸到凹口 308c中，并且凸起308b延伸到凹口309b中。從鄰近中間部分305的第二末端303向外延伸了凸起310a以及310c。一個凹口310b被定位在凸起310a與310c之間并且一個凹口 310d被定位在凸起310c的另一側(cè)上。從鄰近第二末端303的中間部分305向外延伸了凸起311a以及303c，并且一個凹口 311b被定位在這些凸起311a與311c之間。凸起310a被定位在凸起311a的、延伸到凹口 310b中的一側(cè)上。凸起310c延伸到凹口 311b中，并且凸起311c延伸到凹口 310d中。這些凸起以及凹口有助于防止吊帶或者系索帶或者其他材料陷進該能量吸收器中的開口或者槽縫中。優(yōu)選，彎曲段312以及315的尺寸和配置方式是使得這些彎曲段在不變形的形狀下在負載過程中在其內(nèi)半徑處具有粗略等效的應(yīng)力。這意味著它們不強于所必需的、并且在大致在相同的負載下開始塑性變形。這些彎曲段的內(nèi)半徑的尺寸為并且被配置為使得在低于最大希望負載的負載下該能量吸收器不發(fā)生過早的破裂。彎曲段313優(yōu)選比為了防止在小負載下的塑性變形所必需的更大，因為它應(yīng)該足夠大到在大的變形過程中不過早地破裂。彎曲段314在小負載過程中被迫閉合。在小負載過程中，在永久變形發(fā)生之前從鄰近的葉瓣307d朝向孔302的切口閉合了鄰近的孔302。實施方案不限于選定數(shù)量的彎曲段，只要這些彎曲段允許該裝置的如上所述這些所希望的特征。
應(yīng)認識到該能量吸收器的幾何形狀以及材料可以縮放并且被確定為滿足尺寸、密封或者障礙間隙寬度、彈簧預(yù)負載、能量吸收/阻力、最大靜態(tài)/動態(tài)加載條件、以及其他可能變量的不同限制條件。能量吸收器300滿足若干加載條件。一個加載條件是該能量吸收器300不發(fā)生永久變形的下限。典型地在約2千牛頓(以下稱為“kN”)的情況下，能量吸收器300可以像一個彈簧一樣起作用但是返回其最初形狀。另一個加載條件是典型地在約6kN的情況下這個能量吸收器300在永久變形之后應(yīng)開始變形(吸收能量并且限制力)以便限制墜落過程中的負載。另一個加載條件是能量吸收器300能夠保持一個大的靜態(tài)負載以及一個大的動態(tài)負載。靜態(tài)負載典型地是在15kN至5000磅的范圍內(nèi)并且動態(tài)負載涉及到掉落大質(zhì)量的物體(典型地大致500磅)。在小負載下能量吸收器300像一個彈簧一樣起作用。因此，形成這些吸收元件的激光切割機或者水射流機間隙在小負載下將打開并且在卸下負載后將閉合到非常接近其原始寬度。因為在小負載下可以形成一個顯著的間隙，所以優(yōu)選用一個密封或者阻礙機構(gòu)來防止吊帶或者系索帶或者其他材料陷進該能量吸收器中的開口或者槽縫中。一種可能的設(shè)計是使用一種迷宮類型的密封件或者阻礙物，但是可以設(shè)想其他類型的密封件或者阻礙物。能量吸收器300優(yōu)選是通過使用激光切割機、水射流機或者其他適合的裝置的一個單程或者單次切割制造的。這減少了制造該部件的加工時間。為此目的，每個切割路徑終止于一個低應(yīng)力區(qū)域。最高應(yīng)力區(qū)域是在該部件彎回到其本身上的地方，鄰近這些彎曲段 312、313、314、以及315。在這些彎回的區(qū)段中大致0. 060至0. 125英寸(優(yōu)選大致0. 080 英寸)的半徑確保了該部件不會失效，但是在應(yīng)力更低的這些更直的區(qū)段中，可以終止該切割路徑。這個部件具有在低應(yīng)力區(qū)域內(nèi)終止的多個切口。此外，通過使用單程切割還減少了吊帶材料或者其他物體陷進該能量吸收器中的可能性。在使用過程中，這些凸起以及凹口防止了材料陷進該能量吸收器中。該能量吸收器在受到預(yù)定負載時變形。假如使用者墜落，該能量吸收器會變形(開始變直)以便從墜落中吸收一些能量。能量吸收器300的變形類似于能量吸收器200。在該能量吸收器300 的變形過程中這些凸起沒有變形或者撓曲而只是在這些末端301以及303被拉開時從這些凹口中移出。這些彎曲的部分以及這些葉瓣或者任選的空隙有助于該中間部分的變形。在該能量吸收器變形時，這些葉瓣307a-307f只是懸出該能量吸收器。可替代地，這些迷宮式密封件或者阻礙物可以被任何適合的高彈性材料替換。例如，可以使用被彎成一種類似于彈簧的形狀的橡膠條或者較薄金屬條來填塞帶子或者其他材料可能陷進其中的任何間隙。根據(jù)本發(fā)明的原理構(gòu)造的另一個實施方案的能量吸收器用數(shù)字300’表示并且在圖17中示出。能量吸收器300’類似于能量吸收器300并且因此，僅對顯著區(qū)別進行說明。 能量吸收器300，包括多個空隙307a，、307b，、307c，、307d，、307e，以及307f，來代替葉瓣， 以便有助于該中間部分的變形。應(yīng)認識到對于這些實施方案中的任一個來說材料、厚度、半徑、尺寸、以及其他特征可以根據(jù)應(yīng)用、所希望的攔阻力、以及其他變量而變化。例如，可以改變厚度以便減小或者增加攔阻力，并且例如，可以使用更大或者更小的半徑，但是太小的半徑可以導(dǎo)致更大的應(yīng)力集中并且該部件可能失效。 以上說明書、實例以及數(shù)據(jù)提供了對于根據(jù)本發(fā)明的多個實施方案的構(gòu)成物的制造和使用的完整說明。因為可以做出本發(fā)明的多個實施方案而不背離本發(fā)明的精神和范圍，本發(fā)明是在于以下所附的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種能量吸收器，包括互聯(lián)一個第一末端以及一個第二末端的一個中間部分，該中間部分和該第一末端以及第二末端是在同一個平面上，該中間部分包括多個彎曲的部分，這些彎曲的部分被配置并且安排為當受到一個預(yù)定負載時變形并且開始變直以便從該預(yù)定負載中吸收能量。
2.如權(quán)利要求1所述的能量吸收器，進一步包括鄰近這些末端的多個凹口以及通過摩擦而在這些凹口之內(nèi)被保持在位的多個銷，這些銷防止材料陷進該能量吸收器中、有助于強化該能量吸收器、并且有助于預(yù)拉伸該能量吸收器，這樣使得該能量吸收器在受到一個小于該預(yù)定負載的負載時不會打開。
3.如權(quán)利要求2所述的能量吸收器，其中，當該能量吸收器變形時，這些銷只是從這些凹口中掉落出。
4.如權(quán)利要求1所述的能量吸收器，進一步包括在該中間部分中的多個葉瓣以便有助于該中間部分的變形。
5.如權(quán)利要求1所述的能量吸收器，進一步包括在該中間部分中的多個空隙以便有助于該中間部分的變形。
6.如權(quán)利要求1所述的能量吸收器，進一步包括在該第一末端與該中間部分的多個相對的部分中的至少一個第一凸起以及至少一個第一凹口 ；在該第二末端與該中間部分的多個相對的部分中的至少一個第二凸起以及至少一個第二凹口 ；并且其中該第一凹口以及第二凹口被配置并且安排為接收對應(yīng)的第一凸起以及第二凸起以便防止材料陷進該能量吸收器中。
7.如權(quán)利要求1所述的能量吸收器，其中，該中間部分和該第一末端以及第二末端是由具有大致0. 250至0. 500英寸的厚度的一塊不銹鋼制成
8.如權(quán)利要求1所述的能量吸收器，其中，該中間部分在受到至少6kN的一個負載時開始變形。
9.如權(quán)利要求1所述的能量吸收器，其中，這些彎曲的部分的多個彎回的區(qū)段具有大致0. 060至0. 125英寸的半徑。
10.一種能量吸收器，包括互聯(lián)一個第一末端以及一個第二末端的一個中間部分，該中間部分和該第一末端以及第二末端是在同一個平面上，該中間部分包括多個彎曲的部分，這些彎曲的部分被配置并且安排為當受到一個預(yù)定負載時變形并且開始變直以便從該預(yù)定負載中吸收能量；在該第一末端與該中間部分的多個相對的部分中的至少一個第一凸起以及至少一個第一凹口 ；在該第二末端與該中間部分的多個相對的部分中的至少一個第二凸起以及至少一個第二凹口 ；并且其中該第一凹口以及第二凹口被配置并且安排為接收對應(yīng)的第一凸起以及第二凸起以便防止材料陷進該能量吸收器中。
11.如權(quán)利要求10所述的能量吸收器，其中，該第一末端以及鄰近該第一末端的中間部分各自包括一個第一凸起以及一個第一凹口，該第一末端的第一凸起對應(yīng)于該中間部分的第一凹口并且該中間部分的第一凸起對應(yīng)于該第一末端的第一凹口。
12.如權(quán)利要求10所述的能量吸收器，其中，該第二末端以及鄰近該第二末端的中間部分各自包括一個第二凸起以及一個第二凹口，該第二末端的第二凸起對應(yīng)于該中間部分的第二凹口并且該中間部分的第二凸起對應(yīng)于該第二末端的第二凹口。
13.如權(quán)利要求10所述的能量吸收器，其中，該中間部分在受到至少6kN的一個負載時開始變形。
14.如權(quán)利要求10所述的能量吸收器，其中，這些彎曲的部分的多個彎回的區(qū)段具有大致0. 060至0. 125英寸的半徑。
15.一種制造能量吸收器的方法，包括獲得具有0. 250至0. 500英寸的厚度的一塊不銹鋼；并且切割該不銹鋼以便形成在同一個平面上互聯(lián)一個第一末端以及一個第二末端的一個中間部分，該中間部分包括多個彎曲的部分并且該第一末端以及第二末端包括在其中形成的多個孔，這些彎曲的部分當受到一個預(yù)定負載時變形并且開始變直以便從該預(yù)定負載中吸收能量。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，該不銹鋼具有大致0.375英寸的厚度。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，通過一個激光切割機或者一個水射流來切割該不銹鋼。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，進一步包括在切割該不銹鋼時在該中間部分中形成多個葉瓣。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，進一步包括在切割該不銹鋼時在該中間部分和該第一末端以及該第二末端中形成多個凹口并且然后在這些凹口中插入多個銷。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，進一步包括在該第一末端與該中間部分的多個相對的部分中形成一個第一凸起以及一個第一凹口并且在該第二末端與該中間部分的多個相對的部分中形成一個第二凸起以及一個第二凹口，這些凹口被配置并且安排為接收這些凸起以便防止材料陷進該能量吸收器中。全文摘要
一種能量吸收器包括互聯(lián)了一個第一末端以及一個第二末端的一個中間部分。這個中間部分和該第一以及第二末端是在同一個平面上。這個中間部分包括多個彎曲的部分，這些彎曲的部分被配置并且安排為當受到一個預(yù)定負載時變形并且開始變直以便從該預(yù)定負載中吸收能量。假如使用者墜落，這個能量吸收器會變形(開始變直)而從這種墜落中吸收能量。多個任選的銷防止了材料陷進該能量吸收器中、有助于強化該能量吸收器、并且有助于預(yù)拉伸該能量吸收器，這樣使得當該能量吸收器受到小于預(yù)定負載的負載時并不打開。多個任選的接片以及槽縫或者凸起以及凹口防止了材料陷進該能量吸收器中。
文檔編號F16F7/12GK102575478SQ201080047105
公開日2012年7月11日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者斯科特·C·卡薩伯爾特, 約翰·P·布洛姆貝格 申請人:Db工業(yè)股份有限公司