CN106494450A - 一种可快速维护的吸能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可快速维护的吸能装置，包括对称安装在车体的两端并用于吸收碰撞能量的吸能机构；吸能机构包括：由若干个吸能块依次可拆卸连接构成的吸能件，用于容纳吸能件并具有开口的圆筒，设置在圆筒的开口处用于与车体连接的法兰，及穿过法兰并与圆筒的开口连接的圆柱；所述法兰的内径与所述圆筒的内径相等；所述圆柱与所述圆筒间隙配合。吸能件设置成多个可拆卸连接的吸能块组合而成，在不降低吸能性能的情况下，在碰撞事故结束后的维护过程中，仅仅需要更换部分已压溃变形的吸能块即可再次利用；并采用整体跨连式防爬齿结构、利用涡旋缠绕式圆筒状吸能块，吸能过程稳定，提高吸能过程的平稳性，保护司乘人员的安全。

Description

一种可快速维护的吸能装置

技术领域

本发明涉及吸能装置技术领域，尤其涉及的是一种可快速维护的吸能装置。

背景技术

随着我国轨道交通等领域的高速发展,所带来安全问题己越来越受到人们的重视。轨道交通车辆、校车等一旦发生碰撞事故往往造成较大的人员伤亡和财产损失，近些年发生的列车追尾等事故充分说明即便在信号控制、调度管理和程序化管理等主动防护方面采取了一系列措施，列车的碰撞事故还是不能完全被避免，此时，作为乘员生命财产安全终极卫士的被动安全防护装置的性能就显得尤为重要。

目前较为常用的是蜂窝式防爬吸能装置，其工作原理是通过蜂窝结构塑性变形吸能，但因突发事故的严重程度不同，承受不同碰撞等级的冲击载荷时，防爬吸能装置的变形量也会有区别，而现有的防爬吸能装置通常采用整体式结构，以确保可充分吸收根据设计计算得到最大能量，这样在轻度意外事故中，会出现防爬吸能装置仅仅小部分发生塑性变形但为了安全考虑仍需要整体更换的状况，应用成本较高，且整体型吸能装置制造困难，成本较高，经济性差。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可快速维护的吸能装置，旨在解决现有技术中发生意外事故时，吸能装置不可维护，需要整体更换的问题。

本发明的技术方案如下：

一种可快速维护的吸能装置，包括对称安装在车体的两端并用于吸收碰撞能量的吸能机构，其中，所述吸能机构包括：由若干个吸能块依次可拆卸连接构成的吸能件，用于容纳所述吸能件并具有开口的圆筒，设置在所述圆筒的开口处用于与车体连接的法兰，及穿过所述法兰并与所述圆筒的开口连接的圆柱；所述法兰的内径与所述圆筒的内径相等；所述圆柱与所述圆筒间隙配合。

所述可快速维护的吸能装置，其中，其还包括将所述法兰与所述圆柱连接的若干个剪切销。

所述可快速维护的吸能装置，其中，位于所述圆筒的开口处的吸能块的承载强度小于位于所述圆筒的底部的吸能块的承载强度。

所述可快速维护的吸能装置，其中，所述吸能机构还包括：相对设置在所述吸能件的两端、用于对所述吸能块的压缩方向进行导向的盖体，及将相邻两个吸能块连接并对吸能块的压缩方向进行导向的若干个导向环。

所述可快速维护的吸能装置，其中，所述盖体包括用于容纳所述吸能块的第一圆柱环，及设置在所述第一圆柱环的一端的盖底；所述导向环包括用于容纳所述吸能块的第二圆柱环，及设置在第二圆柱环的中心处用于将相邻两个吸能块隔开的隔板。

所述可快速维护的吸能装置，其中，所述第一圆柱环上间隔设置有若干个第一凹槽，第一凹槽的长度与第一圆柱环的高度相等。

所述可快速维护的吸能装置，其中，所述吸能块为平箔片和波纹片粘接后绕芯轴卷绕而成。

所述可快速维护的吸能装置，其中，所述波纹片的波纹为梯形或三角形。

所述可快速维护的吸能装置，其中，其还包括将位于车体两端的吸能机构的的圆柱进行连接的防爬齿。

所述可快速维护的吸能装置，其中，所述防爬齿包括：分别与车体两端的吸能机构的圆柱连接的第一水平部，设置在第一水平部之间的第二水平部，分别设置在第二水平部的两端并与第一水平部连接的倾斜部，分别设置在第一水平部的两端并将第一水平部、倾斜部及第二水平部连接的盖板，及间隔设置在盖板之间的若干个齿片；盖板上远离第二水平部的一端为弧形。

有益效果：吸能件设置成多个可拆卸连接的吸能块组合而成，在不降低吸能性能的情况下，该结构在碰撞事故结束后的维护过程中，仅仅需要更换部分已压溃变形的吸能块即可再次利用；并采用整体跨连式防爬齿结构、利用涡旋缠绕式圆筒状吸能块，吸能过程稳定可靠、压缩变形后可快速更换等优点，缩短更换时间，提高所述可快速维护的吸能装置的经济性和可维护性，同时提高吸能过程的平稳性，最大限度地保护司乘人员的安全。

附图说明

图1是本发明中所述吸能结构的结构示意图。

图2是本发明中所述吸能结构的剖视图。

图3是本发明中所述圆筒的结构示意图。

图4是本发明中较佳的实施例一的结构示意图。

图5是本发明中较佳的实施例一的剖视图。

图6是本发明中所述吸能件的结构示意图。

图7是本发明中所述吸能件的剖视图。

图8是本发明中所述盖体的结构示意图。

图9是本发明中所述盖体的剖视图。

图10是本发明中所述导向环的结构示意图。

图11是本发明中所述导向环的剖视图。

图12是本发明中所述吸能块的结构示意图。

图13是本发明中所述平箔片的结构示意图。

图14是本发明中所述波纹片的立体图。

图15是本发明中所述波纹片的侧视图。

图16是本发明中较佳的实施例二的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种可快速维护的吸能装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参阅图1-图16。本发明提供一种可快速维护的吸能装置，包括对称安装在车体的两端并用于吸收碰撞能量的吸能机构；其中，如图1-图3所示，所述吸能机构包括：由若干个吸能块1依次可拆卸连接构成的吸能件2，用于容纳所述吸能件2并具有开口的圆筒3，设置在所述圆筒3的开口处用于与车体连接的法兰4，及穿过所述法兰4并与所述圆筒3的开口连接的圆柱5；所述法兰4的内径与所述圆筒3的内径相等；所述圆柱5与所述圆筒3间隙配合。

所述圆柱5可在外力作用下在所述圆筒3内往复运动。未发生撞击时，吸能件2未被压缩，所述圆柱5的一端位于所述圆筒3的开口内，并与所述吸能件2接触；当撞击发生时，所述圆柱5在外力作用下朝向圆筒3内移动，将所述吸能件2压缩，将碰撞能量转化为吸能件2的变形能量，从而吸收碰撞能量。由于吸能件2包括依次可拆卸连接的多个吸能块，因此，吸能件2被划分为多个串接的吸能模块，在碰撞事故结束后的维护过程中，仅仅需要将已压溃变形的吸能块更换掉即可再次利用，无需将吸能机构整体更换，加快了维护速度，节省了维护成本。

所述可快速维护的吸能装置还包括将所述法兰4与所述圆柱5连接的若干个剪切销6。较佳的，所述剪切销为两个，相对设置在所述圆筒3上，且垂直于所述圆柱5的中心轴线。两个剪切销在保证将所述圆柱5与所述圆筒3牢固连接，避免未发生碰撞时由于车体行驶的惯性使圆柱5在圆筒3内往复运动，又能使剪切销6的数量尽量的少，在发生碰撞时，便于剪切销6快速断开，从而使吸能件2尽快吸收碰撞能量，以保证司乘人员的安全。

较佳的实施例一，如图4和图5所示，所述可快速维护的吸能装置安装在车体上后仅用于吸收碰撞能量。所述可快速维护的吸能装置还包括与所述圆柱5连接的碰撞板7，两个车体碰撞时，碰撞板7先发生接触，通过碰撞板7直接承受碰撞载荷，此时，所述可快速维护的吸能装置可应用在已设有专门防爬装置的轨道交通车辆上，也可以应用在电梯井等不需要防爬的设备上。所述吸能机构为两个，对称设置在车体的两端，两个圆柱上均连接有碰撞板7。

进一步的，位于所述圆筒3的开口处的吸能块的承载强度小于位于所述圆筒3的底部的吸能块的承载强度，以降低吸能初始阶段的峰值载荷。撞击发生时，位于吸能部前端的吸能元件将首先发生变形，当撞击能量等级较小时，后部吸能元件可能不会发生变形，在更换吸能元件时，可仅仅更换前端吸能元件，因此可大大减小维修时间，同时节省经济成本。所述圆筒3的底部中心处设置有螺纹通孔31，在碰撞完成后，可使用螺杆穿过通孔，将所述圆筒3内的吸能件2顶出，便于更换维护操作。

如图6和图7所示，所述吸能机构还包括：相对设置在所述吸能件2的两端、用于对所述吸能块1的压缩方向进行导向的盖体21，及将相邻两个吸能块连接并对吸能块的压缩方向进行导向的若干个导向环22。如图8和图9所示，所述盖体21包括用于容纳所述吸能块的第一圆柱环23，及设置在所述第一圆柱环23的一端的盖底24；如图10和图11所示，所述导向环22包括用于容纳所述吸能块的第二圆柱环25，及设置在第二圆柱环25的中心处用于将相邻两个吸能块隔开的隔板26。所述盖体21和所述导向环22均为铝型材经机械加工围成。第一圆柱环23和第二圆柱环25均对吸能块1起限位和导向作用，当碰撞发生且吸能块1产生压缩变形时，盖体21和导向环22可以保证吸能块1的压缩变形是沿着轴向方向，防止吸能块1在冲击载荷的冲击下发生沿径向的变形。

所述第一圆柱环23上间隔设置有若干个第一凹槽27，第一凹槽27的长度与第一圆柱环23的高度相等；所述第二圆柱环25上间隔设置有若干个第二凹槽28，第二凹槽28的长度与第二圆柱环25的高度相等。第一凹槽27用于减小盖体21与圆筒3的接触面积从而减少盖体21与圆筒3之间的摩擦力，提高吸能件2的吸能性能，同时可以减小盖体21的重量；第二凹槽28用于减小导向环22与圆筒3之间的接触面积从而减少导向环22与圆筒3之间的摩擦力，提供吸能件2的吸能性能，同时可以减小导向环22的重量。

较佳的，所述圆筒3的内壁上间隔设置有若干个导轨，所述盖体21、所述导向环22均与所述导轨相配合，使得发生碰撞时吸能件2能够沿着导轨发生压缩变形。

如图12所示，所述吸能块1为平箔片11和波纹片12粘接后绕芯轴卷绕而成。平箔片11和波纹片12使用胶黏剂实现粘接；如图13所示，吸能块1中平箔片11的端面形状为涡旋线形状，其半径随芯轴的直径和波纹片12的厚度的改变而改变。吸能块1中波纹片为平面波纹片卷绕而成，波纹片12的波纹均匀排布，可通过滚压或冲压方式成形得到，可通过调整波纹的尺寸参数来调节吸能块1的承载性能。如图14和图15所示，所述波纹片12的波纹为梯形或三角形，较佳的，所述波纹片12的波纹为梯形。平箔片11和波纹片粘接后绕芯轴卷绕构成涡旋卷绕式圆筒3状的吸能块1，使得吸能块1具有高度对称性，结构稳定可靠，压缩过程平稳，吸能效率更高。

较佳的实施例二，如图16所示，所述可快速维护的吸能装置还包括将位于车体两端的所述吸能机构的圆柱5进行连接的防爬齿8，使得所述可快速维护的吸能装置在具有吸收碰撞能量的同时还具有防爬功能。

所述防爬齿8包括：分别与车体两端的吸能机构的圆柱5连接的第一水平部81，设置在第一水平部81之间的第二水平部82，分别设置在第二水平部82的两端并与第一水平部81连接的倾斜部83，分别设置在第一水平部81的两端并将第一水平部81、倾斜部83及第二水平部82连接的盖板84，及间隔设置在盖板84之间的若干个齿片85；盖板84上远离第二水平部82的一端为弧形。

所述第一水平部81为两个，分别与两个圆柱连接；圆柱5上设置有连接板51，连接板51的中心设置有定位柱52，连接板51上还设置有若干个螺钉孔53；两个第一水平部81上均设置有与所述定位柱52相配合的定位柱过孔，及与所述螺钉孔相配合的若干个螺钉过孔。定位柱的长度大于第一水平部81的厚度，所述齿片位于两个定位柱之间，即防爬齿8上定位柱过孔和螺钉过孔处并未设置齿片，定位柱过孔和螺钉过孔被暴露出来，便于防爬齿8与吸能机构之间的拆卸和连接。

所述防爬齿8的横截面外观形状为六边形，较佳的，第一水平部81与法兰4之间的垂直距离小于第二水平部82与法兰4之间的垂直距离，盖板84的弧形边的圆心位于吸能机构一侧，即吸能机构与车体配合安装后，防爬齿8的外形与车体的头部形状相吻合；当两车发生碰撞时，盖板84的弧形边更容易与对撞车辆上的防爬齿8相啮合，防止车辆发生爬车现象。采用整体跨连式高刚度防爬齿结构，相对于分体防爬齿结构则可提高防爬性能，显著提高所述可快速维护的吸能装置的垂向承载能力。

综上所述，本发明所提供的所述可快速维护的吸能装置，包括对称安装在车体的两端并用于吸收碰撞能量的吸能机构；所述吸能机构包括：由若干个吸能块依次可拆卸连接构成的吸能件，用于容纳所述吸能件并具有开口的圆筒，设置在所述圆筒的开口处用于与车体连接的法兰，及穿过所述法兰并将所述圆筒与所述防爬齿连接的圆柱；所述法兰的内径与所述圆筒的内径相等；所述圆柱与所述圆筒间隙配合。吸能件设置成多个可拆卸连接的吸能块组合而成，在不降低吸能性能的情况下，该结构在碰撞事故结束后的维护过程中，仅仅需要更换部分已压溃变形的吸能块即可再次利用；并采用整体跨连式防爬齿结构、利用涡旋缠绕式圆筒状吸能块，吸能过程稳定可靠、压缩变形后可快速更换等优点，缩短更换时间，提高所述可快速维护的吸能装置的经济性和可维护性，同时提高吸能过程的平稳性，最大限度地保护司乘人员的安全。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种可快速维护的吸能装置，包括对称安装在车体的两端并用于吸收碰撞能量的吸能机构，其特征在于，所述吸能机构包括：由若干个吸能块依次可拆卸连接构成的吸能件，用于容纳所述吸能件并具有开口的圆筒，设置在所述圆筒的开口处用于与车体连接的法兰，及穿过所述法兰并与所述圆筒的开口连接的圆柱；所述法兰的内径与所述圆筒的内径相等；所述圆柱与所述圆筒间隙配合。

2.根据权利要求1所述可快速维护的吸能装置，其特征在于，其还包括将所述法兰与所述圆柱连接的若干个剪切销。

3.根据权利要求1所述可快速维护的吸能装置，其特征在于，位于所述圆筒的开口处的吸能块的承载强度小于位于所述圆筒的底部的吸能块的承载强度。

4.根据权利要求1所述可快速维护的吸能装置，其特征在于，所述吸能机构还包括：相对设置在所述吸能件的两端、用于对所述吸能块的压缩方向进行导向的盖体，及将相邻两个吸能块连接并对吸能块的压缩方向进行导向的若干个导向环。

5.根据权利要求4所述可快速维护的吸能装置，其特征在于，所述盖体包括用于容纳所述吸能块的第一圆柱环，及设置在所述第一圆柱环的一端的盖底；所述导向环包括用于容纳所述吸能块的第二圆柱环，及设置在第二圆柱环的中心处用于将相邻两个吸能块隔开的隔板。

6.根据权利要求5所述可快速维护的吸能装置，其特征在于，所述第一圆柱环上间隔设置有若干个第一凹槽，第一凹槽的长度与第一圆柱环的高度相等。

7.根据权利要求1所述可快速维护的吸能装置，其特征在于，所述吸能块为平箔片和波纹片粘接后绕芯轴卷绕而成。

8.根据权利要求7所述可快速维护的吸能装置，其特征在于，所述波纹片的波纹为梯形或三角形。

9.根据权利要求1所述可快速维护的吸能装置，其特征在于，其还包括将位于车体两端的吸能机构的圆柱进行连接的防爬齿。

10.根据权利要求9所述可快速维护的吸能装置，其特征在于，所述防爬齿包括：分别与车体两端的吸能机构的圆柱连接的第一水平部，设置在第一水平部之间的第二水平部，分别设置在第二水平部的两端并与第一水平部连接的倾斜部，分别设置在第一水平部的两端并将第一水平部、倾斜部及第二水平部连接的盖板，及间隔设置在盖板之间的若干个齿片；盖板上远离第二水平部的一端为弧形。