CN102216141A - 一种安装于轨道车辆尤其是铁路车辆前部的车辆前部模块 - Google Patents

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Abstract

一种带有安装于轨道车辆尤其是铁路车辆前部的车辆前部结构(100)的车辆前部模块，其中所述车辆前部结构(100)全部由纤维复合或纤维复合层材料制成的结构元件构成，构成所述车辆前部结构(100)的所述结构元件包括相互直接连接的且用于形成一个抗变形和自支撑的与车辆驾驶舱(101)适配的前部结构的第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)，构成所述车辆前部结构(100)的所述结构元件包括与第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)相连接的第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)，至少部分在所述轨道车辆撞击时冲击力量转移过程中产生的所述结构(100)承受的冲击能量通过至少部分所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)的不可逆变形或至少部分破坏而被分散。

Description

一种安装于轨道车辆尤其是铁路车辆前部的车辆前部模块
技术领域
本发明涉及一种带有安装于轨道车辆前部的车辆前部框架的前部模块，其中所述框架全部由纤维增强塑料制成的结构元件组成。
背景技术
根据英国专利局公开的专利申请文件GB2411630A披露的一种轨道车辆的车舱框架，该框架由形成车舱前部、底部、顶部和侧部的框架元件组成。这种公知的框架中设有多个易弯曲的区域。装配有这种框架车辆前部模块的轨道车辆在与其他轨道车辆或者障碍物撞击时，易弯曲区域产生弯曲变形，这样这种框架可适配于撞击障碍物的形状，而撞击时框架承受的冲击能量能至少部分被分散。
另外，根据欧洲专利局公开的专利申请文件GB2411630A披露的一种轨道车辆的车舱，该车舱并未与该轨道车辆前部连接，而是安装于一个水平平台上。由于该车舱全部由纤维增强塑料制成，使该车舱本身成为一个减震器，这样可以减小在撞车时的释放的能量。另外，这样一个减震器分别地集成安装在车舱的车盘和平台上。
根据英国专利局公开的专利申请文件GB2411630A披露的一种设计用于连接轨道车辆前部的车辆前部模块，其中该车辆前部模块的侧部和顶部由轻便的复合材料制成，且可拆的连接于轨道车辆车盘和车体上。该车辆前部模块和欧洲专利文件EP 0 533 582 B2所述的车舱均未设置有减震器。
减震器即撞击结构，如在车辆与障碍物撞击时至少部分变形的组件。这种冲击力量会被选择性的转化，形成变形力量，进而减小乘客承受的加速和力量。
在汽车技术领域尤其是客车前沿领域，撞击缓冲区形式的减震器是公知的技术。同时，汽车工业一直寻求一种优化的撞击结构，在轨道车辆技术制造过程中经常并没有考虑到撞击时的变形。
通常在轨道车辆的前部安置一个侧边缓冲元件或者撞击箱充当减震器时，这些元件吸收或者分散至少部分撞击力量，而这样一个减震器在高速撞击时所能达到的减震效果还不足以使车体避免被损坏。尤其是侧面缓冲元件或者撞击箱的减震能力消耗完时，驾驶室或乘客区的车体结构会有很大的变形，致使驾驶员和乘客充足的生存空间得不到保证，这有很大风险。
本发明为优化在撞击时用于连接轨道车辆前部的车辆前部模块，车辆前部模块承受的冲击力量可最大程度地通过车辆前部模块结构进行分散，以限制在车辆结构上的最大加速和力量，确保装机时驾驶员的生存空间，这样可以有效避免撞击时不可控的结构变形。
发明内容
为此，本发明提供独立权利要求1的车辆前部模块，而该车辆模块的优选实施例在从属权利要求中进一步描述。
因此，为提高轨道车辆的撞击性能，本发明提供一种全部由纤维增强塑料制成的结构元件组成的车辆前部模块。进一步的，在组成车辆前部模块的结构元件中，那些不能吸收能量的以下称为“第一结构元件”，那些可以吸收能量的以下称为“第二结构元件”。所有抗变形和自支撑的车辆均包含有不能吸收能量的结构元件，如第一结构元件。这种硬性和自支撑的结构元件构成轨道车辆驾驶仓的外壳。由于驾驶仓被抗变形的前部结构所包围，该前部结构在撞击时不会有大幅变形，车辆前部模块内的驾驶员的生存空间得到保证。
另一方面，吸收能量的结构元件，如第二结构元件，用于通过冲击能量的转移至少部分吸收或者分散车辆前部模块承受的冲击力量，这样在车辆承受撞击时由第一结构元件组成的车辆前部模块自支撑结构并不会受到影响。第二结构元件安装在由第一结构元件构成的车辆前部模块的自支撑结构上。尤其地，第二结构元件与自支撑结构适配，这样可以与其一起形成一个单元。
本发明中由于结构元件(第一结构元件和第二结构元件)均全部由纤维增强塑料制成，可以将第二结构元件与第一结构元件通过一个材料安装在一起，比如通过粘接结合。同样地，第二结构元件可与由第一结构元件组成的自支撑车辆前部模块结构安装在一起，其中第二结构元件可拆的或不可拆的安置于第一结构元件中，形成一个双功能的结构，如第一结构元件提供的支撑功能、第二结构元件提供的能力吸收功能。
如上文所述，组成车辆前部模块结构的结构元件全部由纤维增强塑料制成。通过在车辆前部模块结构的个别区域使用不同纤维复合/纤维复合层结构，这样车辆在撞击时产生的车辆前部模块结构所承受的冲击力量能够被选择性地分散，如被吸收掉。
由于组成车辆前部模块结构的结构元件全部由纤维增强塑料制成，与金属材料结构的车辆前部结构相比，能够减轻超过车辆前部模块结构的重量。事实上，由纤维增强塑料制成的结构元件有特定硬度的特性，这样由第一结构元件构成的可抗变形和自支撑的前部车辆结构在受撞击时并不会崩溃如不可控的变形，这样保证了驾驶舱内驾驶员生存空间。
由于在受撞击时吸收至少部分车辆前部模块结构承受的冲击力量的第二结构元件同样是由纤维增强塑料制成的，相比于传统金属支撑的变形管，可以有更高的特定重量的能量吸收能力。为此，本发明提供一种第二结构元件，在激活后，所述第二结构元件至少部分吸收所述第二结构元件所承受的纤维增强塑料非延展性的破坏的冲击力量。
由于第一结构元件组成的车辆前部模块的自支撑结构可抗变形，在车辆前部模块受撞击时仍然能在与自支撑前部结构适配的驾驶舱里保证一定生存空间。由此，优选的，第一结构元件设置和连接在一起，这样在受撞击时，车辆前部模块所承受的且并未被第二结构元件吸收的冲击能量能够被转移到轨道车辆的与车辆前部模块相连的车体结构上。所述冲击力量能全部被轨道车辆的车体结构的减震元件所吸收。
在高撞击速度(撞击能量)情况下，第二结构元件结构性设计能量吸收的最大值被超过时，第一结构元件可结构性设计为可控变形的，这样可以有进一步的能量吸收能力，确保车辆前部模块结构不会(不可控地)崩溃。
本发明实施例中，为形成抗变形和自支撑的车辆前部模块，第一结构元件包括两个分别设置在车辆前部模块结构两侧的A立柱和一个与所述两个A立柱上部区域分别连接的顶部结构，A立柱与所述顶部结构牢固地连接在一起，用于在撞击时将车辆前部模块承受的且并未被第二结构元件吸收的冲击力量转移到与车辆前部模块连接的轨道车辆的车体结构上。进一步的，所述第一结构元件也可包括与两个A立柱下部区域分别固定连接的且用于转移冲击力量至轨道车辆车体结构的横档。
上述实施例采用横档来将冲击力量从两个A立柱转移到轨道车辆的车体结构上，作为替换或补充，所述每个A立柱可设置为弯曲的，可进一步设置一个下部结构元件，所述下部结构元件与A立柱上部固定连接，用于在撞击时将A立柱所承受的且未被第二结构元件吸收的冲击力量转移到与车辆前部模块相连的轨道车辆车体结构上。两个A立柱的弯曲设计可以让其中一个A立柱省掉横档。
由于所述横档，所述A立柱在被撞击时分别承受极限压力和不可控的变形。为特别地避免结构元件崩溃，这些结构元件包含一个纤维增强塑料制成的中空轮廓，用于填充核心材料尤其是泡沫核心材料，这样进一步选择性地提高硬度。
另一方面，对于顶部结构，优选的采用纤维增强塑料层结构制成。当然，也可以采用其他方法制造。
为将所述两个A立柱结构性地连接在一起，同时提高由第一结构元件构成的框架结构的硬度，所述第一结构元件还包括至少一个在所述A立柱下部区域分别结构性地连接所述两个A立柱的栏杆元件。进一步的，所述第一结构元件还包括一个同样是纤维增强塑料制成的且与栏杆元件连接的抗变形端墙，所述抗变形端墙和所述栏杆元件一起形成一个车辆前部模块结构的端面，这样避免自支撑框架结构内的车辆驾驶舱受到损坏。因此，至少在所述车辆前部模块结构的耦合边端面设置有一个撞击前墙，所述栏杆元件和/或端墙构成避免实物侵入的重要结构元件。这样在撞击时，也能有效地避免组件侵入车辆驾驶舱所在的自支撑框架结构所形成的空间。当然，其他的横梁结构也适合形成这样的撞击前墙。
形成所述撞击前墙的端墙可由不同的纤维增强塑料/纤维增强塑料层组件构成，尤其是可由玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维和碳纤维等增强材料构成。这里，纤维增强塑料层结构也是可以的。由于端墙结构组件的结构安排和设计，端墙和栏杆元件构成一个重要的结构连接元件，这样使车辆前部模块的整个自支撑结构稳固。
如上文所述，相比于第二结构元件的其他方面，本发明有其特点，比如能量吸收元件通过第一结构元件集成在轨道车辆硬性框架结构上。进一步地，车辆前部模块结构的第二结构元件包含至少一个纤维增强塑料制成的第一能量吸收元件，而所述第一能量吸收元件设计用于应对超出的严重冲击力量，通过所述第一结构元件至少部分纤维结构的非延展性破坏，至少部分吸收在第一结构元件承受的且在冲击力量转移过程中产生的冲击能量。由于在纤维增强塑料吸收能量时能量吸收元件的非延展性破坏，冲击能量被转化为碎断(brittle fracture)能量，其中能量吸收元件的至少部分纤维增强塑料被磨损或者被粉碎，这样能量吸收元件被破坏。
与金属挤压或者变形管(膨胀管或还原管)相比，这种磨损和粉碎的方法特点在于可以吸收更高的特定重量和特定空间制造的能量。
由纤维增强塑料制成的第一能量吸收元件可以通过多种方式实现。比如，采用蜂窝结构内核心材料形成的纤维复合层作为能量吸收元件。在吸收能量时，这种理想单一的且有规则截面形状的蜂窝结构在高负载和压力条件下有一个很小幅度的均匀变形。尤其，在预定条件被激发后，这种能量吸收元件可确保分散的能量被吸收。当然，第一能量吸收元件的其他实施例也是可行的。
至少一个第一能量吸收元件设置在栏杆元件的前部，这样在能量吸收过程中产生的变形力量可被转移到所述栏杆元件。在这个过程中，第一能量吸收元件分别适配于车辆外形和合适的制造空间。
如上文所述，第一能量吸收元件为蜂窝结构的纤维复合层构造。当然，第一能量吸收元件也可为纤维复合管束，所述管束的管的中心轴延伸至车辆纵向方向。
作为所述至少一个第一能量吸收元件的补充，第二结构元件至少有一个同样由纤维增强塑料制成的第二能量吸收元件，就其结构而言，可设置为与至少一个第一能量吸收元件相同。然而，所述至少一个第二能量吸收元件设置于A立柱面向车辆前部模块的表面上。
这种第一和第二能量吸收元件的特殊设置可以适应不同的撞击场合，特别是所述至少一个第二能量吸收元件作为A立柱的一部分可适应相对高撞击强度的和车辆前部模块承受的冲击力量。
另一方面，为保护轨道车辆前部模块的下部区域，本发明采用一个特别制作的车盘结构，所述车盘结构与形成轨道车辆前部模块的第一结构元件相连，这样形成车辆前部模块的基座。
这里车盘结构也可包括一个纤维增强塑料制成的上部表面元件和一个同样是纤维增强塑料制成的下部表面元件，两者之间有一定空间距离，其中设置有纤维增强塑料立柱或肋材(rib)，用来牢固连接所述上部表面元件和下部表面元件。这里可以进一步将能量吸收结构元件(如第二结构元件)集成在所述车盘结构里。所述第二结构元件也可包括至少一个由纤维增强塑料制成的且装配在车辆前部模块车盘结构里的第三能量吸收元件，用于应对超出的严重冲击力量，和吸收至少部分在冲击力量转移过程中产生的且通过所述第三能量吸收元件至少部分纤维结构的非延展性破坏来吸收的所述第三结构元件所承受的冲击能量。
当中央缓冲耦合用于车辆前部模块，并通过一个轴承座与车辆前部模块的车盘结构连接，第二结构元件可进一步包括至少一个由纤维增强塑料制成的第四能量吸收元件，此外所述至少一个第三能量吸收元件设置于所述轴承座后面的车盘结构的承受冲击的方向上，用于应对超出的严重冲击力量和至少部分在冲击力量转移过程中产生的且通过所述第四能量吸收元件至少部分纤维结构的非延展性破坏来吸收所述第四结构元件所承受的冲击能量。
所述第三和第四能量吸收元件的结构和功能可以是相同或者至少相似设计。
所述第三/第四能量吸收元件可包含一个由纤维增强塑料制成的导管，如圆筒形的能量吸收元件和活塞配置的压力管，其中所述压力管和导管相互配合，这样在所述第三/第四能量吸收元件承受超出严重冲击力量时，所述压力管进而导管相对移动，同时吸收至少部分所述第三/第四能量吸收元件所承受的冲击能量。因此，所述导管包括至少一个由纤维增强塑料制成的能量吸收部，在所述活塞配置的压力管相对所述导管运动时，所述能量吸收部至少部分被非延展性地磨损和粉碎，这样可以实际地吸收能量。
借助其他能量吸收元件(第一和第二能量吸收元件)和第二结构元件，至少部分冲击能量通过导管的能量吸收部被吸收，所述能量吸收部并非为如变形管金属形成的塑性成型，而是通过至少部分分散的单独组件构成。换言之，当所述第三/第四能量吸收元件起作用时，所述能量吸收元件所承受的冲击能量用于磨损和粉碎所述能量吸收部且至少部分被分散。相对于普通的(金属的)塑性变形，组件的磨损和粉碎需要更多的能量，所述第三/第四能量吸收元件也尤其适合于分散高冲击能量。
另一方面，与传统的金属制成能量吸收元件(如变形管)相比，由纤维增强塑料制成的能量吸收元件因其轻质的构造有高比重的能量吸收能力，这样车辆前部模块的整体重量就能被极大地缩减。
“纤维增强塑料制成的能力吸收部的磨损”这里理解为形成能量吸收部的纤维增强塑料的纤维结构(故意诱导)的分解。纤维增强塑料制成的能力吸收部的磨损尤其不能仅仅比作能量吸收部(脆性的)破碎。而磨损会将能量吸收部的纤维增强塑料分解成尽可能细小的碎片，这样可以全部发挥纤维复合材料的能量吸收能力，而形成能量吸收元件的全部纤维增强塑料均被完美地粉碎。
所述第三/第四能量吸收元件中，如上文所述，所述压力管设置成活塞，至少导管面向压力管的部分设置成圆筒，其中活塞设置的压力管与导管相连，这样在应对能量吸收元件时，活塞(压力管)进入圆筒(导管)，进而实现纤维增强塑料制成的能量吸收部的非延展性磨损。
所述压力管面向导管的部分可伸缩性地收容于导管面向压力管的部分，这样面向导管的压力管前部部分触碰到纤维增强塑料制成的能量吸收部的截止部(stop)。在能量吸收元件被激发和转移力量起作用产生变形时，这种伸缩性地结构保证了压力管和导管之间相对移动的导向。
在所述第三/第四能量吸收元件被激活后，为使冲击能量只被纤维增强塑料制成的能量吸收部所吸收，压力管面向导管的部分前部有比所述纤维增强塑料能量吸收部更高的硬度。这样确保在所述第三/第四能量吸收元件被激活后压力管和导管间的相对移动能够破坏能量吸收部，而能量吸收元件的其他组件并未被破坏。这样也让能量吸收能够可控。
在所述第三/第四能量吸收元件的一个优选实施例中，面向导管的压力管前部为敞口中空的主体。这样在所述压力管相对于导管运动时形成的能量吸收部的纤维增强塑料碎片可至少部分收容于所述压力管内。
本实施例中所述第三/第四能量吸收元件有一个完全密封的外部结构，这样确保在能量吸收元件激活后没有碎片或者能量吸收部的纤维元件飞溅、侵入车辆驾驶舱、伤人和损坏车辆前部模块的其他组件。
如上文所述，在能量吸收元件被激活后，所述优选实施例中第三/第四能量吸收元件的能量吸收可根据预定的事故结果来实现纤维增强塑料制成的能量吸收部的非延展性的磨损。在压力管相对导管运动时，非延展性磨损的能量吸收部的长度视压力管和导管之间的相对运动距离而定。
本车辆前部模块可进一步地设有一个纤维增强塑料制成的防撞装置或栏杆装置。所述防撞装置固定于轨道车辆前部模块的车盘结构的下部，用于通过可控变形分散至少部分在防撞装置承受超过严重冲击力量时冲击力量转移过程中产生的冲击力量。
作为替换的，所述防撞装置也可通过导向轨道连接于车盘结构的下部，这样在所述防撞装置承受超过严重冲击力量时，防撞装置可相对车盘结构的纵向是可以移动的，其中进一步设置有至少一个由纤维增强塑料制成的能量吸收元件，在防撞装置相对车盘结构移动时，能量吸收元件的纤维增强塑料被非延展性地破坏且同时在转移冲击力量时至少部分吸收所述防撞装置承受的冲击能量。
为制造防撞的轨道车辆前部模块，可进一步设置一个有能量吸收功能的挡风玻璃。所述挡风玻璃可包括一个内部透明表面元件和一个外部透明表面元件，其中这些表面元件之间由间隙隔开一定空间。同样也可在这些表面元件之间的间隙的边缘部分设置连接元件。这样，边缘部分可通过少量透明能量吸收泡沫来填充。
当然，这种能量吸收的挡风玻璃也可是多层设置，如相对连接元件预定距离固定的多层重叠表面元件设置。
附图说明
下面结合附图描述本发明轨道车辆前部模块的实施例。
图1是本发明第一实施例中车辆前部模块的车辆前部模块结构的示意图；
图2是图1中车辆前部模块结构的侧视图；
图3是第一实施例有1结构且暗含外部设计的车辆前部模块结构的侧视图；
图4为下部固定有侧支柱的A支柱及上部固定有顶部结构的A立柱的侧视图；
图5为图4中侧支柱的示意图；
图6为图1中车辆前部模块结构的顶部结构的示意图；
图7为图1中带有第一能量吸收元件的车辆前部模块结构的栏杆元件的示意图；
图8为图1中车辆前部模块结构中车盘结构的示意图及局部示意图；
图9为图8中车盘结构元件的示意图；
图10为图8中车盘结构的第三能量吸收元件的剖面图；
图11为图10中第三能量吸收元件的爆炸图；
图12为图10中第三能量吸收元件的详细示意图；
图14为图8中车盘结构的第四能量吸收元件的剖视图；
图14为图13中第四能量吸收元件的爆炸图；
图15为第四能量吸收元件的替换实施例示意图；
图16为图8中车辆前部模块结构防撞装置实施例的示意图；
图17为防撞装置的替换实施例；
图18为防撞装置的替换实施例；
图19为车辆前部模块结构的替换实施例。
具体实施例
下面结合附图说明本发明第一实施例中提供的在车辆前部模块中使用的车辆前部模块结构100。
图1为本发明第一实施例中车辆前部模块结构100的示意图。图2为图1中车辆前部模块结构100的侧面示意图。图3为第一实施例中带有图1或图2中车辆前部模块结构100且暗含外部设计102的车辆前部模块的侧面示意图。
相应的，本实施例中车辆前部模块结构100设计安装于所述轨道车辆(未图示)的前部。所述车辆前部模块结构100全部由结构元件构成，参照图4-18，所述结构元件将会在以下作详细说明。这些构成所述车辆前部模块结构100的结构元件均由纤维增强塑料通过差异化、集成和复合的方式制成。考虑到纤维复合/纤维复合夹层结构牢固和便于制造的优点，故其为所述轨道车辆前部模块的集成制造提供了最大限度的可能。
纤维增强塑料是通过将增强纤维置入聚合物复合系统制成的。当基体在预定位置夹持纤维时，在纤维之间传输负载和避免纤维受外部影响，记录增强纤维的承重机械性能。所述增强纤维可采用玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维和碳纤维。由于芳族聚酰胺纤维因为其塑性而有相对较低的硬度，玻璃纤维和碳纤维特别地适合作为增强纤维。由于芳族聚酰胺纤维因为其塑性而有相对较低的硬度，玻璃纤维和碳纤维适于车辆前部模块结构100各个能量吸收元件的制造。然而，芳族聚酰胺纤维适于抗变形端墙15的制造，所述抗变形端墙15用于在撞击时防止所述车辆前部模块自支撑结构内的车辆驾驶舱101不受损坏。
所述车辆前部模块结构100的各个结构元件均分别在一种特定的纤维结构和一种特定的层结构里制造，以保持预定负载条件下所述结构元件的性能。由于其很高的硬度特性，碳纤维尤其适合用于作为形成车辆前部模块100的抗变形和自支撑结构元件的材料。通过指定所述复合系统层/夹层结构的材料和制造方法，不仅与车辆纵向基本符合的冲击力量方向的负载被吸收，而且在撞击时所有进一步能影响到空间的负载也会被吸收，比如横向力和扭转力。
如上文所述，本发明所述车辆前部模块结构100全部是通过纤维增强塑料结构元件构成，其中形成所述车辆前部模块结构100的结构元件包括能吸收能力的结构元件(第一结构元件)和不能吸收能量的结构元件(第二结构元件)。第一结构元件设计成相互直接连接，以形成适于车辆驾驶舱101的抗变形和自支撑的前部结构。
图示的本发明实施例所述车辆前部模块结构100中，A立柱10、10’作为第一结构元件的一部分特别地设置于所述车辆前部模块结构100的侧面上，这样形成所述车辆前部模块结构100的抗变形和自支撑结构，一个顶部结构11分别与两个A立柱10、10’固定连接。本发明实施例所述车辆前部模块结构100中，例如根据图1，侧支柱10、10’分别与两个A立柱10、10’固定连接，用于将冲击压力转移到轨道车辆的车体结构上，进而转移到所述第一结构元件上。
图4是与侧支杆12和顶部结构11连接的所述A立柱10的侧面示意图，其中，这种A立柱10、侧支杆12和顶部结构11的连接同样用于图1所述的本实施例的车辆前部模块结构中。
图5是所述侧支杆12的示意图。与形成所述抗变形和自支撑的车辆前部模块结构100的第一结构元件相比，本车辆前部模块结构100的实施例进一步包括一个栏杆元件14和前述的抗变形端墙15。图7详细描述了图1所述车辆前部模块结构100实施例中的栏杆元件14。
图6显示了图1中本实施例中顶部结构11。与第一结构元件相比，本发明所述车辆前部模块结构100还包括如上文所述的第二结构元件，如能量吸收结构元件。在这些第二结构元件中，第一能量吸收元件20、20’均由纤维增强塑料制成。因此，图1中在栏杆元件14的前部至少设置有一个能量吸收元件，准确的说就是图7中所描述的两个能量吸收元件20、20’。
设置于所述栏杆元件14前部的所述两个能量吸收元件20、20’均由纤维复合/纤维复合夹层材料制成，设计成应对严重的冲击力量，和能够通过所述第一能量吸收元件20、20’至少部分纤维结构的非延展性破坏来吸收在冲击力量转移过程中产生的和时造成的且所述第一能量吸收元件20、20’承受的至少部分负载。
另一方面，所述第二结构元件同样包括由纤维复合/纤维复合夹层材料制成的且与所述车辆前部模块100的自支撑结构两个A立柱10、10’连接的两个第二能量吸收元件21、21’。在图1本发明实施例的车辆前部模块结构中，每一第二能量吸收元件21、21’均设置于面向所述车辆前部模块100前部的A立柱10、10’每一个的表面上。和所述第一能量吸收元件20、20’一样，所述第二能量吸收元件21、21’也由纤维复合/纤维复合夹层材料制成，设计成应对严重的冲击力量，和能够通过所述第二能量吸收元件21、21’至少部分纤维结构的非延展性破坏吸收在冲击力量转移过程中产生的且所述第二能量吸收元件21、21’承受的至少部分负载。
所述第一能量吸收元件20、20’和第二能量吸收元件21、21’均通过一种材料优选的通过粘接结合固定连接于相应的第一结构元件，如所述栏杆元件14和A立柱10、10’。
所述A立柱10、10’和顶部结构11以及侧支杆12、12’固定连接构成一个自支撑和抗变形的前部结构，所述前部结构设计成操作上牢靠的、防撞的且在撞击时可控地分散所述车辆前部模块结构100承受的且通过抗变形的车辆前部模块结构100未被第二结构元件吸收的冲击力量，以限制驾驶舱和与所述车辆前部模块连接的轨道车辆车体结构所承受的加速和力量。
本发明实施例中，所述侧支杆12、12’和所述A立柱10、10’均由纤维增强塑料空轮廓构成，所述空轮廓分别被支撑材料如泡沫填满，以分别提高所述侧支杆12、12’和所述A立柱10、10’的硬度。另一方面，也可采用纤维增强塑料的层结构来制造所述顶部结构。
所述栏杆元件14基本上用于结构性连接两个A立柱10、10’，这样所述栏杆元件14可分别与两个A立柱10、10’的下部区域连接。上述抗变形端墙15与所述栏杆元件14连接，形成一个车辆前部模块结构100的端面，以在撞击时避免自支撑结构内的车辆驾驶舱101被损坏。
下面参照图8和图9，说明图1中车辆前部模块结构100中的车盘结构16。
详细的，所述车盘结构16由纤维复合/纤维复合夹层材料制成，与所述车辆前部模块结构的所述第一结构元件连接，以分别形成驾驶舱101的地板和所述车辆前部模块100的基座。
尤其从图8中可知，所述车盘结构16包括一个由纤维复合/纤维复合夹层材料制成的上表面元件16a和一个同样是由纤维复合/纤维复合夹层材料制成的下表面元件16b，所述上表面元件16a和下表面元件16b相隔一定距离，在这个距离空间里，进一步设置有一个纤维增强塑料，用于固定连接所述上表面元件16a和下表面元件16b。
两个第三能量吸收元件22和22’设置于本发明实施例所述车辆前部模块结构100的所述车盘结构16中，且均包含一个撞击缓冲。
另一方面，图1中本实施例所述的车辆前部模块结构100包括一个带有集成能量吸收元件的撞击耦合，所述撞击耦合基本包括一个第四能量吸收元件23、一个轴承座31和一个中央缓冲耦合30。如图9所示，所述第四能量吸收元件23设置于所述轴承座31后面的承受冲击方向的车盘结构16上，用于通过所述中央缓冲耦合30不可逆转地吸收所述车盘结构16承受的至少部分冲击能量。
下面参考图10至图12，进一步描述本实施例中第三能量吸收元件(撞击缓冲)的结构和功能。
从图10和图11中可知，所述第三能量吸收元件22和22’由一个导管60和一个压力管62组成。特别地，所述压力管62设置为活塞，至少所述导管60面向所述压力管62的部分设置为圆筒。所述压力管60面向所述导管62的活塞设置部分作为圆筒伸缩地收容于所述导管60的部分。
所述导管60由纤维增强塑料单一配置形成。特别地，所述导管60包括一个能量吸收部61和一个邻近所述能量吸收部的导向部。
从图12中得知，在所述能量吸收部61和所述导向部之间的过渡部处设置有一斜面，形成一个所述活塞设置的压力管62触碰到的截止部63。详细的，所述导管60设置为纤维增强塑料管状体，其包括一个在其内部形成所述截止部63的突起物。另一方面，所述活塞设置的压力管62设置为包括一个内部凹槽66的管状体(参见图12)。
当然，比如所述导管60和压力管62可设置成不同截面结构的环形截面，如椭圆形、长方形、方形、三角形或者五边形。
从图12中可知，所述压力管62的前部部分可设置为活塞，所述活塞面向所述导管60，可直接触碰到所述能量吸收部61的截止部63。而且，可在在所述活塞设置的压力管62的前部设置一个圆锥环64，这样所述圆锥环64可以触碰到所述导管60的截止部63(参见图10和11)。所述圆锥环64与所述压力管62固定连接。
所述导管60的导向部设置为如本实施例图10和图11中所示的导管，其内径大于作为活塞设置的所述压力管62的外径。这样可使所述压力管62面向所述导管60的部分可伸缩性地适配在所述导管60中。
尤其从图10中可知，全部管状导管60在所述能量吸收部61里有一个比所述压力管62外径更小的内径(也可参考图12)。在所述能量吸收部61和所述导向部之间的过渡部处设置有一斜面，形成一个所述活塞设置的压力管62触碰到的截止部63(stop)。详细的，所述导管60设置为纤维增强塑料管状体，其包括一个在其内部形成所述截止部63的突起物。所述压力管62内过渡部的触发区决定性地影响最初力量峰值和纤维复合能量吸收元件(压力管62)的力变形。
图10和图11所示典型的所述第三能量吸收元件22和22’设置在另一侧，这样所述能量吸收元件22和22’所承受的能量和特别是作为活塞设置的压力管62承受的能量均转移到所述导管60背向的所述压力管62的前部。
所述第三能量吸收元件22和22’的严重冲击力量的激活是由材料属性、结构设计、尤其过渡部区域(触发区，截止部63)所决定。具体的，所述第三能量吸收元件22和22’的严重冲击力的激活是由所述能量吸收部61的材料属性和结构设计所决定的。在所述能量吸收部61被激活后，所述能量吸收部61内壁的纤维复合材料被相对所述导管60向所述能量吸收部61方向运动的所述压力管62非韧性地磨损。
此过程中，向能量吸收部61方向运动的所述压力管62仅仅影响形成所述能量吸收部61内壁的能量吸收部61材料的非韧性瓦解。在能量吸收过程中，所述压力管62进而推进所述导管60，因而研磨能量吸收部61的内部区域。这种研磨导致能量吸收部61的材料磨损，而能量吸收部61的外壁并未受影响。所述能量吸收部61的外壁作为导向表面用于引导所述压力管62在导管60的运动。
这样在第三能量吸收元件22和22’激活条件下，所述能量吸收部61的纤维复合材料而不是所述压力管62的材料会被磨损，所述压力管62前部有一个比所述能量吸收部61更高的硬度。
从图12中可知，作为活塞实现的所述压力管62面向所述导管60前部的位置为一个敞口中空的主体，其中所述中空主体包括一个内部凹槽66。这样在所述压力管62相对于所述导管60运动时形成的能量吸收部61的纤维增强塑料碎片可至少部分收容于所述中空主体内。这样在所述能量吸收部61被磨损时，所述纤维增强塑料碎片并不会飞溅出去。
下面参照图13至图15进一步描述本实施例中所述车辆前部模块结构100的车盘结构16中的第四能量吸收元件23。进一步的，所述第四能量吸收元件23在撞击时通过所述中央缓冲耦合30来吸收所述车盘结构16承受的冲击力量。为此，所述第四能量吸收元件23设置于通过所述中央缓冲耦合30安装的水平和垂直旋轴里面和轴承座31冲击方向的后面。
所述第四能量吸收元件23包括一个纤维增强塑料制成的导管60、一个撞击管61和一个压力管62。详细的，本发明实施例图13中，所述撞击管61伸缩性地适配于所述导管面向所述中央缓冲耦合30的部分，而所述压力管62伸缩性地适配于所述导管背向所述中央缓冲耦合30的部分。在所述撞击管61和所述压力管62之间设置有一个锥体64，如锥形环。在撞击时，耦合30元件间的连接从轴承座31处断开。导入进导管60的耦合挤压一个缓冲盘32。所述缓冲盘32将冲击压力导向到导管内向撞击管方向移动的压力管62。这样，所述压力管62通过所述锥体64挤压所述撞击管61。在达到预定的变形力量时，所述锥体64和所述压力管62均被推进非伸缩性磨损的所述撞击管61，进而吸收至少部分冲击力量转移过程中产生的冲击能量。变形的或者磨损的撞击管61材料仍然保持在压力管62内。
参考图10和图11，本发明实施例描述了第三能量吸收元件22和22’，第四能量吸收元件23的所有元件均由纤维增强塑料制成。然而，如必要，所述锥体64可为金属结构。
图15描述了所述第四能量吸收元件23的替换实施例。根据图13和图14中所述能量吸收元件23，图14中的实施例由一个支撑或压力管62、一个锥体64和一个撞击管61，其中所述撞击管位于所述导管60的面向中央缓冲耦合30的部分。在撞击时，所述耦合30从轴承座31脱离而挤压缓冲盘32，其中所述缓冲盘32将冲击力量导入所述撞击管61，这样所述撞击管61被挤压进所述锥体64。在达到变形力量时，所述撞击管61通过所述锥体64推入所述压力管62，所述压力管62可瞬间成为所述导管60的一部分(参见图12)。通过所述撞击管60的锥体，能量再次被吸收。变形的或者磨损的撞击管61材料仍然保持在压力管62内。
图16为与图1中所述车辆前部模块结构100车盘结构16固定的且由纤维复合/纤维复合层材料制成的一个防撞装置(underride guard)24的示意图，所述防撞装置24设计通过可控的变形来吸收冲击力量在转移过程中产生的至少部分冲击能量和超过严重冲击力量时所述防撞装置24所承受的冲击能量。
图17和图18描述了所述防撞装置24的替换实施例。
特别的，本实施例中所述防撞装置24通过一个轨道系统17连接于所述车盘结构16。图17的实施例中，所述防撞
装置24由纤维复合/纤维复合层材料制成，且包括多个能量吸收元件25、25’、26、和26’(两个在前部区域，两个在背部区域)。
图18实施例描述的所述防撞装置24中，在撞击时，所述防撞装置24沿着所述导向轨道17被推进到撞击元件25、25’。
图19为车辆前部模块结构100进一步实施例的部分示意图。本实施例的特点在于A立柱10，而图19为了表达清楚只描述了两个A立柱中的一个。图19所描述的A立柱10为全部弯曲结构，这样A立柱10所承受的压力可无需任何额外的侧支杆而被直接转移到所述车盘16上。在撞击时，这种特别的变形可让所述A立柱10承受很大的可逆压力。撞击缓冲22，22’集成在马蹄状车盘16上，其耦合连接通过一个集成支撑管23来实现。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
附图标记参照表
10、10’    A立柱
11          顶部结构(顶部B3)
12、12’    侧支杆(侧支杆B1)
14          栏杆元件(栏杆B4)
15          端墙(端墙B5)
16          车盘结构(下部结构B6)
16a         车盘结构的上部表面元件
16b         车盘结构的下部表面元件
16c         车盘结构的支杆
17          防撞装置的导向轨道
20、20’    第一能量吸收元件(能量吸收元件B10)
21、21’    第二能量吸收元件(能量吸收元件B9)
22、22’    第三能量吸收元件(撞击缓冲B7)
23          第四能量吸收元件(撞击耦合B8)
24          轨道装置(轨道装置B11)
25、25’    第五能量吸收元件(轨道装置部分)
26、26’    第六能量吸收元件(轨道装置部分)
30          中央缓冲耦合
31          轴承座
32          缓冲盘
60          导管
61          能量吸收部/撞击管
62          支撑管
63          截止部
64          活塞/锥形环
65          上行装置
66          内部凹槽
100         车辆前部模块/车辆前部模块结构
101         车辆驾驶舱
102         外覆层

Claims (39)

1.一种带有安装于轨道车辆尤其是铁路车辆前部的车辆前部结构(100)的车辆前部模块，其中所述车辆前部结构(100)全部由纤维复合或纤维复合层材料制成的结构元件构成，构成所述车辆前部结构(100)的所述结构元件包括相互直接连接的且用于形成一个抗变形和自支撑的与车辆驾驶舱(101)适配的前部结构的第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)，构成所述车辆前部结构(100)的所述结构元件包括与第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)相连接的第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)，至少部分在所述轨道车辆撞击时冲击力量转移过程中产生的所述结构(100)承受的冲击能量通过至少部分所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)的不可逆变形或至少部分破坏而被分散。
2.如权利要求1所述的车辆前部模块，其中所述第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)相互连接，这样在撞击时，至少车辆前部模块承受的且未被所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)吸收的部分撞击能量可被转移到与所述车辆前部模块连接的轨道车辆的车体结构上。
3.如权利要求1或2所述的车辆前部模块，其中所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)在超过预定严重冲击力量时用于将至少在冲击力量转移过程中产生的且所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)承受的冲击力量不可逆地和破坏性地转变成碎断能量，进而将其分散。
4.如前述任一项权利要求所述的车辆前部模块，其中所述车辆前部结构(100)与面向行进方向的轨道车辆的接口可拆性地连接。
5.如前述任一项权利要求所述的车辆前部模块，其中为形成所述抗变形和自支撑的框架结构，所述第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)包括在所述前部模块结构(100)每一边设置的A立柱(10、10’)和分别与两个A立柱(10、10’)上部区域固定连接的顶部结构(11)，其中所述A立柱(10、10’)和与其固定连接的顶部结构(11)用于在撞击时将车辆前部模块承受的且未被被所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)吸收的部分撞击能量转移到与所述车辆前部模块(100)连接的轨道车辆的车体结构上。
6.如权利要求5所述的车辆前部模块，其中所述第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)进一步包括分别与所述两个A立柱(10、10’)下部区域固定连接的侧支杆(12、12’)，用于在撞击时将未被被所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)吸收的部分撞击能量转移到轨道车辆的车体结构上。
7.如权利要求5或6所述的车辆前部模块，其中所述A立柱(10、10’)为弯曲设计，所述第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)进一步包括一个与所述A立柱(10、10’)上端区域固定连接的车盘结构(16)，用于在撞击时将所述A立柱(10、10’)承受的且未被被所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)吸收的部分撞击能量转移到轨道车辆的车体结构上。
8.如权利要求5至7中任一项所述的车辆前部模块，其中所述侧支杆(12、12’)和/或所述A立柱(10、10’)均由纤维增强塑料的可填充支撑材料尤其泡沫的中空的轮廓构成，同于分别增加所述侧支杆(12、12’)和所述A立柱(10、10’)的硬度。
9.如权利要求5至8中任一项所述的车辆前部模块，其中所述顶部结构(11)由纤维增强塑料层结构制成。
10.如权利要求5至8中任一项所述的车辆前部模块，其中所述第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)包括一个将所述两个A立柱(10、10’)分别连接在一起的用于构成所述两个A立柱(10、10’)结构连接的栏杆元件(14)。
11.如权利要求10所述的车辆前部模块，其中所述第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)进一步包括一个抗变形端墙(15)，所述端墙(15)与所述栏杆元件(14)连接，形成所述框架(100)的一个端面，用以在撞击时避免所述自支撑框架结构中的车辆驾驶舱被侵入。
12.如权利要求11所述的车辆前部模块，其中所述端墙(15)由不同的纤维复合组件，尤其是玻璃增强纤维、芳族聚酰胺纤维、聚乙烯纤维和/或碳增强纤维组件制成。
13.如权利要求10至12中任一项所述的车辆前部模块，其中所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)包括至少一个由纤维复合/纤维复合层材料制成的第一能量吸收元件(20、20’)，所述至少一个第一能量吸收元件(20、20’)在超过预定严重冲击力量时通过所述第一能量吸收元件(20、20’)至少部分纤维结构的非延展性破坏来吸收在冲击力量转移过程中产生的且所述所述第一能量吸收元件(20、20’)承受的至少部分冲击力量，所述至少一个第一能量吸收元件(20、20’)设置于所述栏杆元件(14)的前部上。
14.如权利要求5至13中任一项所述的车辆前部模块，其中所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)包括至少一个由纤维增强塑料制成的第二能量吸收元件(21、21’)，所述至少一个第二能量吸收元件(21、21’)在超过预定严重冲击力量时用于应对和通过所述第二能量吸收元件(21、21’)至少部分纤维结构的非延展性破坏来吸收冲击力量转移过程中产生的且所述第二能量吸收元件(21、21’)承受的至少部分冲击力量，所述至少一个第二能量吸收元件(21、21’)分别设置于A立柱(10、10’)每一个面向车辆前部模块的表面上。
15.如权利要求13或14所述的车辆前部模块，其中所述能量吸收元件(20、20’、21、21’)通过材料固定连接于所述第一结构元件(10、10’、14)，尤其是通过粘接固定。
16.如前述任一项权利要求所述的车辆前部模块，其中进一步设置有一个由纤维复合/纤维复合层形成的车盘结构(16)，所述车盘结构(16)与至少部分所述第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)连接以形成所述车辆驾驶舱(101)的基座。
17.如权利要求16所述的车辆前部模块，其中所述车盘结构(16)包括一个由纤维增强塑料制成的上部表面元件(16a)、一个由纤维增强塑料制成的且与所述上部表面元件(16a)相隔一定空间距离的下部表面元件(16b)和由纤维增强塑料制成的且与所述上部和下部表面元件(16a，16b)固定连接的支杆(16c)。
18.如权利要求16或17所述的车辆前部模块，其中所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)包括至少一个车盘机构(16)内的第三能量吸收元件(22、22’)，在超过预定严重冲击力量时用于应对和通过所述第三能量吸收元件(22、22’)至少部分纤维结构的非延展性破坏来吸收冲击力量转移过程中产生的且所述第三能量吸收元件(22、22’)承受的至少部分冲击力量。
19.如权利要求16至18中任一项所述的车辆前部模块，其中进一步设置有一个通过轴承座(31)与所述车盘结构(16)连接的中央缓冲耦合(30)，所述第二结构元件(20、20’、21、21’、22、22’、23、24、24’)包括至少一个设置在轴承座后面承受冲击的方向上的车盘结构(16)上的第四能量吸收元件(23)，在超过预定严重冲击力量时用于应对和通过所述第四能量吸收元件(23)至少部分纤维结构的非延展性破坏来吸收冲击力量转移过程中产生的且所述第四能量吸收元件(23)承受的至少部分冲击力量。
20.如权利要求18或19所述的车辆前部模块，其中所述第三和/或第四能量吸收元件(22、22’、23)分别包括一个纤维增强塑料制成的导管(60)和一个活塞或撞杆配置的压力管(62)，所述压力管(62)与导管(60)相互配合，这样在所述能量吸收元件(22、22’、23)承受的压力超过严重冲击压力时，所述压力管(62)和所述导管(60)相互相向运动同时吸收所述能量吸收元件(22、22’、23)承受的至少部分冲击能量，所述导管(60)包括至少一个由纤维增强塑料制成的能量吸收部(61)，在压力管(62)向导管(60)相对运动时所述能量吸收部(61)至少部分非延展性地磨损。
21.如权利要求20所述的车辆前部模块，其中面向所述导管(60)的所述压力管(62)前端为敞口中空的主体，这样在所述压力管(61)相对于导管(60)运动时形成的能量吸收部(61)的纤维增强塑料碎片可至少部分收容于所述压力管(61)内。
22.如权利要求20或21所述的车辆前部模块，其中在所述压力管(62)相对所述导管(60)运动时，非延展性磨损的能量吸收部(61)的长度视所述压力管(62)和所述导管(60)之间的相对运动距离而定。
23.如权利要求20至22任一项所述的车辆前部模块，其中所述活塞或撞杆配置的所述压力管(62)面向所述导管(60)的部分伸缩性地收容于所述导管(60)中，这样所述压力管(62)面向所述导管(60)前部的部分触碰到所述能量吸收部(61)的截止部(63)。
24.如权利要求23所述的车辆前部模块，其中至少所述压力管(62)的前部比所述能量吸收部(61)有更高的硬度。
25.如权利要求23或24中所述的车辆前部模块，其中在所述压力管(62)前部设置有一个触碰所述能量吸收部(61)截止部(63)的锥形环(64)。
26.如权利要求23至25中任一项所述的车辆前部模块，其中所述导管(60)有一个比所述压力管(62)外径更大的内径，这样所述压力管(61)面向所述导管(60)的部分可伸缩性地收容于所述导管(60)内。
27.如权利要求26所述的车辆前部模块，其中所述导管(60)和所述能量吸收部(61)均由纤维增强塑料整体形成。
28.如权利要求26所述的车辆前部模块，其中由纤维增强塑料制成的所述能量吸收部(61)设置于所述导管(60)的内部，这样所述压力管(62)的前部可触碰到所述能量吸收部(61)的背向所述压力管(61)的前部。
29.如权利要求18至28中任一项所述的车辆前部模块，其中至少设置有一个引导所述压力管(62)相对所述导管(60)运动的导向表面。
30.如权利要求18至29中任一项所述的车辆前部模块，其中所述导管(60)全部由纤维增强塑料制成。
31.如权利要求18至30中任一项所述的车辆前部模块，其中所述压力管(62)全部由纤维增强塑料制成。
32.如权利要求18至31中任一项所述的车辆前部模块，其中所述能量吸收元件(22、22’、33)和/或所述能量吸收元件(22、22’、33)所吸收的全部冲击能量的数量可通过选取合适的所述能量吸收部的厚度和/或硬度以及所述截止部(63)的结构设计来预先设定。
33.如权利要求16至32中任一项所述的车辆前部模块，其中设置有一个由纤维复合/纤维复合层材料制成的且连接于所述车盘结构(16)下部的防撞装置或栏杆装置(24)，通过至少部分冲击力量可控变形应对在冲击力量转移过程中产生的所述防撞装置或栏杆装置(24)承受的超过预定的严重冲击力量。
34.如权利要求16至32中任一项所述的车辆前部模块，其中设置有一个由纤维复合/纤维复合层材料制成的且通过至少一个导向轨道(17)连接于所述车盘结构(16)的防撞装置或栏杆装置(24)，这样在所述防撞装置或栏杆装置(24)承受超过严重冲击压力时所述防撞装置或栏杆装置(24)相对车盘结构(16)的纵向是可以移动的，也进一步设置一个由纤维增强塑料制成的能量吸收元件(25、25’、26)，在所述防撞装置或栏杆装置(24)相对所述车盘结构(16)相对移动时，在冲击力量转移过程中所述能量吸收元件(25、25’、26)的纤维增强塑料被非延展性地破坏，同时所述防撞装置或栏杆装置(24)承受的至少部分冲击能量被吸收。
35.如前述任一项权利要求所述的车辆前部模块，其中所述第一结构元件(10、10’、11、11’、12、12’、14、15、16)通过材料固定连接在一起，尤其是通过粘接来连接。
36.如前述任一项权利要求所述的车辆前部模块，其中设置有至少部分连接所述车辆前部模块(100)自支撑结构的挡风玻璃，所述挡风玻璃包括至少一个内部透明表面元件和至少一个外部透明表面元件，所述内部透明表面元件和外部透明表面元件相隔一定距离空间并形成一个间隙，进一步在所述间隙里设置有一个透明能量吸收元件尤其是透明能量吸收泡沫，和/或者在所述间隙里至少一个外部和至少一个内部边缘部分设置一个透明的能量吸收元件尤其是透明能量吸收泡沫。
37.如权利要求36所述的车辆前部模块，其中所述至少一个外部透明表面元件和/或至少一个内部透明表面元件包括多个通过多个间隙相互相隔一定空间距离的透明表面元件，连接元件尤其是透明能量吸收泡沫分别设置于至少一个边缘部分的所述多个间隙里。
38.如使用权利要求1至37任一项所述车辆前部模块的轨道车辆，尤其是铁路车辆。
39.如包含有如权利要求1至37任一项所述车辆前部模块的轨道车辆，尤其铁路车辆。
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