CN107428349B - 冲击能量吸收器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种装置，所述装置包括：能量吸收元件(1)，所述能量吸收元件(1)呈至少两根平行的、可加工的杆(2)的形式，所述杆彼此间隔一定距离而放置；和至少一个止推元件(16)，所述至少一个止推元件用于在加工单元(6)和杆(2)之间传递牵引力。所述装置的特征还在于具有：工具安装板(7)，所述工具安装板(7)形成所述加工单元(6)的一部分，并且通过导向孔(19)安置在所述杆(2)上；和安装板(3)，所述安装板(3)固定在所述杆(2)上，并放置在离所述工具安装板(7)一定距离处。

Description

冲击能量吸收器

本发明涉及在连接轨道车辆的结构单元中吸收冲击能量的装置。

专利说明书PL202114提供了一种冲击能量吸收器，该冲击能量吸收器由均匀放置在主体套筒中的杆组成，该杆可由围绕它的切削工具进行加工。为了确保切削工具的正确引导，将其刀片放置在成形于杆外表面上的导向件中。

专利说明书PL211405还提出了一种冲击能量吸收器，其由直径流畅变化的杆组成，该杆可由切削工具进行加工。具体地，该杆具有圆锥形、金字塔形或另一种曲线形状，以便在冲击具有高动能的情况下提供增加的能量吸收能力。

已知的装置很好地完成了吸收冲击动能的任务，但它们不适合直接用作传递交替压缩和拉伸的轴向力的装置。

本发明的目的是开发一种通过机械加工来吸收冲击能量的装置，该装置具有增加的刚性模量，传递牵引力、冲击力和增加的侧向力，并且同时具有简单的结构。

根据本发明，轨道车辆单元中的冲击能量吸收器具有：

-能量吸收元件，其选定部分是可加工的，

-围绕该能量吸收元件的切削工具，该切削工具紧固在加工单元中，该加工单元可平行于能量吸收元件的选定部分的轴线移动，

-至少一个安全中间元件，其确保能量吸收元件和加工单元之间的连接的完整性达到冲击力的设定阈值，并在已超过冲击力的设定阈值时，允许加工单元相对于能量吸收元件轴向移动。

本发明的特征在于它包括

-能量吸收元件，包括一组至少两根平行的、可加工的杆，这两根杆彼此间隔一定距离放置，

-至少一个止推元件，其用于在加工单元和杆之间传递牵引力，

-工具安装板，其形成加工单元的一部分，并且通过导向孔安置在杆上，以及

-固定到杆上的安装板，其放置在离工具安装板一定距离处。

优选地，止推元件与加工单元接触，并且具有紧固到杆端部的止推环的形式。

优选地，止推元件与联接至加工单元的安全中间元件结合，并且安全中间元件是螺纹套筒。

优选地，加工单元具有与工具安装板结合的套筒导向部分。

优选地，安全中间元件与加工单元的套筒导向部分的端部具有螺纹连接。

优选地，止推元件和安全中间元件之间存在环形底切。

优选地，止推环在其圆周上具有至少一个凹槽。

优选地，止推环焊接到杆的端部。

优选地，安装板平行于工具安装板而放置，并且两个安装板安置在杆的相对两端上。

优选地，安装板通过螺纹连接部安置在杆上。

优选地，杆垂直于安装板和工具安装板而设置。

优选地，安装板适于与支撑两个相邻轨道车厢的转向架的接合部连接，并且工具安装板适于与车体承载结构连接。

优选地，安装板和工具安装板的形状基本上为矩形。

将能量吸收元件实施为两根平行杆(这两根杆彼此间隔一定距离而放置，并且与两个安装板连接，这两个安装板也彼此间隔一定距离而放置)的这一做法，可以获得刚性模量增加的结构，其在装置的极端操作条件下能够传递更大的横向作用力。这种解决方案允许工具安装板在相对于杆的垂直方向上移动，从而影响切削工具的均匀操作。

在加工单元和杆之间使用止推元件来传递牵引力，允许人们还以联接器组件功能来使用本发明的装置。为此，该装置还包括工具安装板，其有助于将本发明的装置紧固到杆的一侧上的轨道托架的协同运转的相邻元件。在杆的另一侧上，根据本发明的装置经由紧固在离工具安装板一定距离处的第二安装板，而安装到轨道托架的协同运转的相邻元件上。将两个板彼此间隔一定距离而紧固在杆上，允许在已超过冲击力的预设阈值时，这两个板朝向彼此移动。

将止推元件实施为固定在杆端部的止推环的形式，有利于组装根据本发明的装置。这种结构还简化了止推元件与安全中间元件联接而成的一个组合元件的构造。

在安全中间元件断裂之后的情况下，套筒导向部分利用切削工具对工具安装板提供了沿着杆的轴向引导。

在止推元件和安全中间元件之间的连接部处制造的环形底切，限定了当已超过冲击力的预设阈值时，从止推环撕开安全中间元件的位置。

附图中的实施例展现了本发明，其中

图1示出了在冲击之前处于静止时的根据本发明的冲击能量吸收器的轴向剖面；

图2示出了自工具安装板一侧所观察的冲击能量吸收器；

图3示出了冲击能量吸收器的透视图；

图4示出了杆和套筒导向部分之间的连接的放大细节；

图5示出了带有安全中间元件的止推环的半剖视图；

图6a示出了本发明的装置与轨道车架的结构单元的连接的示意性俯视图；

图6b示出了本发明的装置与轨道车架的结构单元的示意性侧视图；并且

图7示出了工作中的冲击能量吸收器。

如图1和图2的实施例所示，根据本发明的用于连接轨道车架的结构单元的冲击能量吸收器包括能量吸收元件1，该能量吸收元件为以可加工的套筒或棒形式制成的一组两根钢杆2。在每根杆2的一端处，用螺栓4固定有安装板3，螺栓将本发明的装置与连接轨道车架的结构单元连接起来。安装板3和杆2之间的连接部是坚固的螺纹连接部5，其能够传递牵引力和冲击力。这种连接是为了防止在任何负载条件下安装板3相对于杆2发生移动。在每根杆2的另一端附近有一个加工单元6，该加工单元包括具有切削工具8的工具安装板7，此切削工具放置在凹槽中，并经由压力元件10被螺栓9挤压。工具安装板7借助于能够在预设冲击力作用下断裂的安全中间元件12并经由套筒导向部分11紧固到杆2上。工具安装板7可以通过螺栓13与轨道托架的结构单元连接。安全中间元件12具有松散地围绕杆2表面的套筒形状，并且每个安全中间元件12与止推环14结合，该止推环通过焊接接头15与杆2的端表面经久地连接。

通过焊接接头15而与杆2连接的止推环14构成止推元件16。该止推元件16的任务是传递由牵引力所引起的套筒导向部分11的压力。此外，止推元件16不应在任何冲击力下被破坏。当达到冲击力的阈值时，会发起本发明的装置对动能的吸收，从而仅有安全中间元件12被损坏。在图1所示的实施例中，安全中间元件12的损坏(呈杆2与加工单元6的套筒导向部分11之间的破裂连接部形式)，可涉及套筒导向部分11在止推环14附近的、使安全中间元件12具有最小拉伸强度的位置处的断裂，在实践中该位置是其横截面最小的位置。在可选的解决方案中，杆2和加工单元6之间的连接的完整性极限可以由安全中间元件12的螺纹17的剪切强度确定。在破坏安全中间元件12之前，切削工具8的刀片被放置在杆2的侧表面上所形成的导向底切18中的设定位置。杆2中位于导向底切18和安装板3之间的那一部分具有可由切削刀具8加工的、并确保最佳地吸收冲击动能的适当选择的硬度。在加工期间，平行于杆2的选定部分的轴线引导切削工具8。

在安全中间元件12断裂之前和之后，工具安装板7都平行于安装板3。在安全中间元件断裂之后，将垂直杆2滑动安装在工具安装板7的导向孔19中会引起对工具安装板7的平行引导。

如图3所示，安装板3和工具安装板7被安装在彼此间隔一定距离放置的两根圆柱形杆2上。这两根杆2彼此平行，其中在将它们紧固到轨道支架的协同结构单元之后，杆2的轴线处于水平面。安装板3,7和杆2的这种连接构成了具有高刚性模量的框架结构。这种单元在水平面中的弯曲强度取决于每根杆2的弯曲强度，并且特别是这些杆之间的距离。

通过增加杆2的数量并将它们在许多平面中放置于安装板3,7之间，可以增加整个装置的刚性模量。

图4示出了杆2和套筒导向部分11之间的连接的结构细节。杆2运转自如地安装在套筒导向部分11的孔19中，并且该杆同时借助于与杆2永久连接的安全中间元件12，相对于套筒导向部分11的轴向移动而受到固定。安全中间元件12是具有外螺纹的套筒，其以螺纹方式连接到套筒导向部分11的端部的内螺纹中。此外，安全中间元件12与止推元件16结合，该止推元件呈焊接到杆2端部的止推环14的形式。当出现阈值冲击力导致安全中间元件12断裂时，其动能开始被杆2的机械加工所吸收。因此该阈值冲击力是安全中间元件12的张力和最小横截面积的函数。为了更准确地确定该阈值力，将环形底切20成形在安全中间元件12和止推环14之间。图5中以更多细节示出了在安装到本发明的装置中之前，作为部件的止推元件16的结构。如图4和图5所示，止推环14借助于环形底切20与安全中间元件12连接。在将止推元件16安装在套筒导向部分11中的过程中，使用止推环圆周上的凹槽21来传递扭矩。将止推环14与杆2的端部永久连接的焊接接头15的厚度足以传递作用在根据本发明的装置上的所有可能的力，即在碰撞期间出现的压缩杆2的力，以及张紧杆2的动态牵引力。止推元件16的内孔22被安置在杆2的表面上，因此它的直径与工具安装板中导向孔19的直径相同。安全中间元件12的外径恰当地小于止推环14的外径，以便在该环和套筒导向部分11之间提供足够的接触面积23。

如图6a和图6b所示，安装板3借助于螺栓4与雅各式转向架25的接合部24连接，并且工具安装板借助于具有车体承载结构26的螺栓13来连接。能量吸收元件1被制成彼此间隔一定距离的两根平行的杆2，其传递由牵引力引起的拉伸应力，同时能够吸收冲击能量。

图7示出了处于吸收冲击动能阶段的本发明的装置。在作用于工具安装板7上并按压杆2的阈值力出现的情况下，安全中间元件12在最小横截面积的区域中与焊接止推环14分离。这使得沿着杆2的轴线朝向安装板3行进的加工单元6得到释放，并且加工杆2表面的切削工具8也得到释放，从而吸收冲击的动能。通过使用滑动安装在杆2上的套筒导向部分11来确保相对于安装板3平行引导工具安装板7。

参考标号列表：

1-能量吸收元件

2-杆

3-安装板

4-螺栓

5-螺纹连接部

6-加工单元

7-工具安装板

8-切削工具

9-螺栓

10-压力元件

11-套筒导向部分

12-安全中间元件

13-螺栓

14-止推环

15-焊接接头

16-止推元件

17-螺纹

18-导向底切

19-导向孔

20-环形底切

21-凹槽

22-内孔

23-接触区域

24-接合部

25-雅各式转向架

26-车体承载结构

Claims (14)

1.一种在连接轨道车辆的结构单元中吸收冲击能的装置，包括：

能量吸收元件(1)，所述能量吸收元件的选定部分是可加工的，

切削工具(8)，所述切削工具围绕所述能量吸收元件(1)并且紧固在加工单元(6)中，所述加工单元可平行于所述能量吸收元件(1)的选定部分的轴线移动，

至少一个安全中间元件(12)，所述至少一个安全中间元件确保所述能量吸收元件(1)和所述加工单元(6)之间的连接的完整性达到冲击力的设定阈值，并在已超过所述冲击力的所述设定阈值时，允许所述加工单元(6)相对于所述能量吸收元件(1)轴向移动，

其特征在于它包含：

所述能量吸收元件(1)，所述能量吸收元件包括一组至少两根平行的、圆柱形的可加工的杆(2)，所述杆彼此间隔一定距离放置，

至少一个止推元件(16)，所述至少一个止推元件用于在所述加工单元(6)和所述杆(2)之间传递牵引力，

工具安装板(7)，所述工具安装板形成所述加工单元(6)的一部分，并且通过导向孔(19)安置在所述杆(2)上，以及

紧固到杆(2)上的另一安装板(3)，所述另一安装板放置在离所述工具安装板(7)一定距离处。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述止推元件(16)与所述加工单元(6)接触，并且具有紧固到所述杆(2)的端部的止推环(14)形式。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述止推元件(16)与联接至所述加工单元(6)的所述安全中间元件(12)结合在一起。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于所述安全中间元件(12)是螺纹套筒。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述加工单元(6)具有与所述工具安装板(7)结合的套筒导向部分(11)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述安全中间元件(12)与所述加工单元(6)的所述套筒导向部分(11)的端部具有螺纹连接。

7.根据权利要求3所述的装置，其特征在于在所述止推元件(16)和所述安全中间元件(12)之间存在环形底切(20)。

8.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述止推环(14)在其圆周上具有至少一个凹槽(21)。

9.根据权利要求2所述的装置，其特征在于所述止推环(14)焊接到所述杆(2)的端部。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述另一安装板(3)平行于所述工具安装板(7)而放置，并且所述工具安装板(7)和所述另一安装板(3)安置在所述杆(2)的相对两端上。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述另一安装板(3)通过螺纹连接安置在所述杆(2)上。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述杆(2)垂直于所述另一安装板(3)和所述工具安装板(7)而设置。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述另一安装板(3)适于与支撑两个相邻轨道车厢的转向架的接合部(24)连接，并且所述工具安装板(7)适于与车体承载结构(26)连接。

14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述另一安装板(3)和所述工具安装板(7)的形状基本上为矩形。