本发明涉及一种杆子,尤其是一种用来在受到汽车碰撞时能够弯曲变形的如道旁电灯杆那样的能量吸收杆。 已有的澳大利亚专利说明书546648(77732/81)描述了一种八角形锥形管子构成的碰撞吸收杆。其上开有一种使杆削弱的狭槽,可以吸收碰撞能量。杆子吸收的碰撞能量越多,防止事故的效果越好。
已有的澳大利亚小发明描述了一种碰撞吸收杆,它的效果比专利NO.546648所说的杆子更好。
如上所述类型的杆子目前正普遍使用,但道路管理当局和厂商一直在寻找一种更高性能的产品。这种产品要符合两种要求:一是要有足够的刚度以承受负载,比如大风特别是暴风的时候;二是在受到汽车撞击时其毁坏的方式尽可能降低丧生的可能性。就是希望在碰撞中杆子经过一段时间发生变形来吸收能量,从而达到尽可能减小汽车的负加速度的效果。这两种要求不能通过理论模型来改进。通过试验特别是实物杆子地全尺寸试验可以改进设计。
在制造上述类型的杆子时,为了减小负加速度,杆子基座处的应力可导致杆子尤其是基座处的剪断,这时不再吸收冲击能量,杆子也就无法控制地倒下了。
本发明的目的是提供一种上述类型的具有改善的能量吸收特性的杆子。
为达到上述目的,本发明所述能量吸收杆包括有管子,使用中直立伸出在地平面处的基座上,管壁上带一种狭缝图案,这种狭缝图案从地平面或接近于地平面的地方向上延伸,狭缝图案由管壁上的细长狭缝组成,狭缝沿着管壁在它们的细长长度方向上排成许多列,各列狭缝沿杆子的轴向延伸,狭缝图案包括管壁上许多交替的第一和第二两种形式的成对的狭缝列,第一种狭缝列对围绕管壁按角度地分隔开,而且每一对中每一狭缝列上的狭缝长度与狭缝间距大致相等,每对狭缝列中两列上的狭缝相互交错;管壁上的第二狭缝列对与成角度分隔开的第一狭缝列对相互间隔,狭缝间距与狭缝长度大致相等,而且也是相互交错的,许多交替分布的第一和第二狭缝列对中,每一对第二狭缝列对在地平面之上的延伸距离比第一狭缝列对要长。
对于具有上述特性的杆子,为了达到最好的结果,最好在尽可能接近基座的地方开一排狭槽作为开始。
在本说明书中提到狭缝或狭槽,是指通过杆子材料在材料厚度方向上切断材料的一定长度的切口。狭缝或狭槽两者意义上可以互换,包含上述全部特征。实际上,狭缝或狭槽将被电镀材料填满,但其削弱效应并不因此而丧失。
现在结合附图参考最佳实施例来说明本发明:
图1是根据本发明的一个八边形截面能量吸收杆的透视图;
图2示出了可制造出图1所示杆子的坯料上的狭缝图案;
图3是根据本发明的一个圆形截面能量吸收杆的透视图;而
图4示出了可制造出图3所示杆子的坯料上的狭缝图案。
在图1中示出了根据本发明而制造的一种杆子(10),它立在基座(11)上,就象通常的路灯杆等一样,图中的杆子(10)由薄钢板材料制成空心形状,其横截面为八角形。通常形式的门可以安装在门的开口(12)上,以提供一个通入杆子内部的入口。杆子(10)可如图所示制成向顶部渐缩的形状。
图2更详细地表明了一种可用于如图1所示类型的杆子上的狭缝或狭槽图案。狭缝或狭槽的作用在于使杆子具有能量吸收特性。这种狭缝或狭槽的存在可以削弱杆子本身。实际上,为防止腐蚀对杆子进行了电镀或涂层,所以在加工完成的杆子上狭缝或狭槽可能不明显。比如电镀,就可能填满狭缝或狭槽。
图2中表示了第一对和第二对两种类型的狭缝列,其特征在于,第一对和第二对狭缝列中的每一对在杆子上延伸的高度不同。将坯料(14)沿线a到9折弯就制成了一个八角形的锥形杆子。可以在边缘h处进行焊接做成这种杆子。这种八角形杆子于是就有八个平面(15)到(22)。在本实施例中,第一种形式的狭槽总是沿着包括焊缝线的平面间的第二边缘或弯折线的。另一种形式的狭槽则沿着其余平面之间的边缘。在加工任何一种狭槽时,成对的狭缝列或狭槽列分布在弯折线两侧并且很接近弯折线,而且沿着杆子的长度方向。典型地,在一般的路灯杆上狭缝或狭槽的长度和间距为50mm。这两种形式的狭槽可以从狭缝列或狭槽列的高度来区分。在任一种形式的狭槽中,制成这种杆子的坯料上,成对的狭槽列之间的距离可为8mm。显然,本技术也可用于其它多边形和圆截面杆子,这两类狭槽列也同样围绕杆子成角度分开。下面会更清楚地看到这一点。
狭缝或狭槽接近两平面的交线且沿着交线分布,典型的是间隙与狭缝或狭槽的长度相等且相互交错。因此,在加工杆子坯料时,可以先切一个50mm长的切口并留下50mm长的空白,然后再切下一个50mm长的切口,使一对狭缝列中的一条狭缝列上的切口与另一条狭缝列中的狭槽间距相等。以这个间距可以在接近弯折线的地方沿弯折线连续地在杆上切狭槽。两种形式的狭槽列对围绕杆子交替设置,多边形杆的每一个平面的两边缘最好都切狭槽。每一列狭槽的图案与其它对槽列的开槽形式的区别,仅在于该列狭槽在杆子上延伸的高度不同。
接近弯折线a到h的一侧的狭缝或狭槽最好在离地平面50mm的地方开始切槽,典型的通常尺寸的路灯杆上一般要切到3000mm或4000mm,具体情况要根据如直径、高度、预期负载能力等方面来决定。在弯折线a到h的另一侧,从地平面开始切狭缝或狭槽,分别切到3000mm或4000mm处。这样就开始了在地平面处的切槽,在相邻的狭槽列上要交错进行切槽。
坯料(14)带有开口(23),它限制了门用的开孔。
图3和图4示出了具有上述特点的圆杆。杆子(24)同前面一样在基座(26)上带有门的开口(25)。杆子上的狭缝或狭槽的图案是这样的:一对如狭缝列对(27)那样的第一种类型的狭缝列对与如狭缝列对(28)那样的具有同样特征的第二种类型的狭缝列对相互间隔。其中第一种类型典型的作法是每50mm长的狭槽间有50mm长间距且两列狭缝之间距离为8mm,它延伸到离地平面3000mm的地方;第二种类型的狭缝列对则延伸到4000mm。在每一对狭缝列中,一条狭缝列从地平面开始,而另一条狭缝列中的第一个狭缝或狭槽距地面50mm。
在上面这种杆子的碰撞试验中,随着杆子的破坏和杆子材料沿狭槽列的扯裂和剪切,能量得到了吸收。杆子因沿狭缝列扯裂,吸收了能量,于是变成了许多长条状材料。横切杆子表面的剪切力,在其开始时被一对狭缝列捕获并沿狭缝列改向,从而减少了杆子切断的可能性。根据上面所述,一对狭缝列的两条狭缝列之间的距离相对于对与对之间的距离被缩小了。