CN107512281B - 吸能防爬器及具有其的列车车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种吸能防爬器及具有其的列车车辆。该吸能防爬器包括：导向筒、吸能材料和碰撞机构，导向筒的第一端用于与列车装配连接；吸能材料填充设置在导向筒内；碰撞机构设置在导向筒的第二端；其中，导向筒的第一端和导向筒的第二端为导向筒相对的两端，导向筒的第一端设置有供吸能材料排出的排出机构，碰撞机构与碰撞物发生碰撞时挤压吸能材料发生形变并由排出机构排出以对碰撞物的碰撞能量进行缓冲。从而在列车发生碰撞的过程中，吸能防爬器中的吸能材料能够在被挤压的过程中由排出机构排出，有效提升吸能效率，解决了现有技术中的吸能防爬器吸能效率较低的问题。

Description

吸能防爬器及具有其的列车车辆

技术领域

本发明涉及列车防护设备领域，具体而言，涉及一种吸能防爬器及具有其的列车车辆。

背景技术

随着轨道交通行业的发展，轨道车辆的被动安全性越来越被重视，列车防爬器也逐渐应用于轨道车辆。在列车前端有限的空间内，设计一种大吸能量、高效率的防爬器，对提高轨道车辆碰撞被动安全性十分有利。

现有的吸能防爬器在列车发生碰撞的过程中，仅依靠吸能材料的压缩形变吸收碰撞能量，其内部的吸能材料无法从封闭空间中排出，从而导致吸能材料被压缩到一定程度后无法被继续压缩，导致吸能效率较低，使用安全性较低。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种吸能防爬器及具有其的列车车辆，以解决现有技术中的吸能防爬器吸能效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种吸能防爬器，包括：导向筒，导向筒的第一端用于与列车装配连接；吸能材料，填充设置在导向筒内；碰撞机构，设置在导向筒的第二端；其中，导向筒的第一端和导向筒的第二端为导向筒相对的两端，导向筒的第一端设置有用于供吸能材料排出的排出机构；碰撞机构与碰撞物发生碰撞时挤压吸能材料发生形变直至由排出机构排出以对碰撞物的碰撞能量进行缓冲。

进一步地，排出机构包括：导向锥，盖设在导向筒的第一端的开口处；其中，导向锥与导向筒的第一端的筒边之间具有间隙，间隙形成供吸能材料排出的通道。

进一步地，导向筒为圆筒形，导向锥的端面具有用于与导向筒相对接的法兰部。

进一步地，导向筒的第一端设置有用于与导向椎连接的连接凸缘，连接凸缘上设置有导向圈，导向圈沿导向筒的周向延伸，导向圈与导向锥的内壁面之间形成供吸能材料排出的通道。

进一步地，导向圈为环形，排出机构还包括：多个后部切削刀，多个后部切削刀沿导向圈的周向间隔设置在导向圈上；其中，相邻的两个后部切削刀之间形成挤压槽，吸能材料被碰撞机构挤压的过程中，由各个后部切削刀切割为多块，并从挤压槽和导向锥的内壁面之间的间隙排出。

进一步地，碰撞机构包括：压板，设置在导向筒的第二端的筒体内部并与吸能材料抵接，用于在与碰撞物发生碰撞时挤压吸能材料。

进一步地，压板通过剪切栓连接在导向筒的内壁上。

进一步地，沿压板的周向设置有与导向筒的内壁抵接的环形凸缘，环形凸缘沿导向筒的轴向延伸。

进一步地，碰撞机构还包括：碰撞板，设置在导向筒第二端，碰撞板朝向导向筒的端面与压板连接，碰撞板背离导向筒的端面设置有用于与碰撞物接触的防爬齿。

进一步地，碰撞机构还包括：多个前部切削刀，设置在碰撞板朝向导向筒的端面上，多个前部切削刀沿导向筒内壁的周向间隔设置，以在碰撞机构受到碰撞物的碰撞时沿碰撞板的移动方向切削导向筒。

进一步地，碰撞机构还包括：导向槽，开设在碰撞板朝向导向筒的端面上，导向槽绕导向筒的周向设置，以使导向筒的端壁在被切削并挤压时沿导向槽卷曲。

进一步地，导向筒与各个前部切削刀的对应位置均开设有预置缺陷槽，预置缺陷槽沿导向筒的轴向延伸。

根据本发明的第二个方面，提供了一种列车车辆，包括吸能防爬器，吸能防爬器为上述内容的吸能防爬器。

进一步地，吸能防爬器为多个，多个吸能防爬器分别设置在列车车辆的前端和后端。

应用本发明技术方案的吸能防爬器，包括：导向筒、吸能材料和碰撞机构，导向筒的第一端用于与列车装配连接；吸能材料填充设置在导向筒内；碰撞机构设置在导向筒的第二端；其中，导向筒的第一端和导向筒的第二端为导向筒相对的两端，导向筒的第一端设置有供吸能材料排出的排出机构，碰撞机构与碰撞物发生碰撞时挤压吸能材料发生形变并由排出机构排出以对碰撞物的碰撞能量进行缓冲。从而在列车发生碰撞的过程中，吸能防爬器中的吸能材料能够在被挤压的过程中由排出机构排出，有效提升吸能效率，解决了现有技术中的吸能防爬器吸能效率较低的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例可选的一种吸能防爬器的立体结构示意图；

图2是根据本发明实施例可选的一种吸能防爬器的纵剖面的结构示意图；

图3是根据本发明实施例可选的一种吸能防爬器的排出机构的结构示意图；

图4是图2中B处的放大结构示意图；

图5是根据本发明实施例可选的一种吸能防爬器的导向筒和吸能材料在碰撞过程中的形变结构示意图；以及

图6是图2中A处的放大结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、导向筒；20、吸能材料；30、碰撞机构；31、压板；32、剪切栓；33、环形凸缘；34、碰撞板；35、前部切削刀；36、导向槽；37、预置缺陷槽；38、防爬齿；40、排出机构；41、导向锥；42、导向圈；43、后部切削刀；44、挤压槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明实施例的吸能防爬器，如图1和图2所示，包括：导向筒10、吸能材料20和碰撞机构30，导向筒10的第一端用于与列车装配连接；吸能材料20填充设置在导向筒10内；碰撞机构30设置在导向筒10的第二端；其中，导向筒10的第一端和导向筒10的第二端为导向筒10相对的两端，导向筒10的第一端设置有用于供吸能材料20排出的排出机构40；碰撞机构30与碰撞物发生碰撞时挤压吸能材料20发生形变直至由排出机构40排出以对碰撞物的碰撞能量进行缓冲。

应用本发明技术方案的吸能防爬器，包括：导向筒10、吸能材料20和碰撞机构30，导向筒10的第一端用于与列车装配连接；吸能材料20填充设置在导向筒10内；碰撞机构30设置在导向筒10的第二端；其中，导向筒10的第一端和导向筒10的第二端为导向筒10相对的两端，导向筒10的第一端设置有供吸能材料20排出的排出机构40，碰撞机构30与碰撞物发生碰撞时挤压吸能材料20发生形变并由排出机构40排出以对碰撞物的碰撞能量进行缓冲。从而在列车发生碰撞的过程中，吸能防爬器中的吸能材料20能够在被挤压的过程中由排出机构40排出，有效提升吸能效率，解决了现有技术中的吸能防爬器吸能效率较低的问题。

具体实施时，导向筒10的第一端设置有与列车连接的安装座，吸能防爬器通过安装座与列车装配连接。吸能材料20可以为蜂窝铝、泡沫铝、玻璃钢之类的材料。如图2至图4所示，导向筒10为圆筒形，排出机构40包括：导向锥41，导向锥41盖设在导向筒10的第一端的开口处，导向锥41的端面具有用于与导向筒10相对接的法兰部，相应地，导向筒10的第一端设置有用于与导向锥41连接的连接凸缘，导向锥41上的法兰部通过螺栓与导向筒10上的连接凸缘连接在一起；连接凸缘上设置有导向圈42，导向圈42为环形且与导向筒10的直径相适配，导向圈42沿导向筒10的周向延伸，导向锥41的内侧端面的中心部呈凸出状向导向筒10的内部延伸，导向锥41安装在导向筒10上后，导向圈42与导向锥41的内壁面之间形成供吸能材料20排出的通道，导向筒10内的吸能材料20在受到挤压时，通过导向圈42与导向锥41的内壁面之间的间隙挤出以达到增强缓冲力的效果。

由于导向圈42与导向锥41之间的间隙较窄，在发生碰撞时吸能材料20被迅速挤压，容易造成吸能材料20的死区，即吸能材料20被压缩到一定程度后无法再继续被压缩的状况。因此，为了使吸能材料20能够顺畅地由导向圈42与导向锥41之间间隙排出，避免吸能材料20的工作死区，进一步地，如图3所示，排出机构40还包括：多个后部切削刀43，多个后部切削刀43沿导向圈42的周向间隔设置在导向圈42上；其中，相邻的两个后部切削刀43之间形成挤压槽44，吸能材料20被碰撞机构30挤压的过程中，由各个后部切削刀43切割为多块，并从相应的挤压槽44和导向锥41的内壁面之间的间隙排出。通过后部切削刀43能够将被挤压后密度迅速增大的吸能材料20进行分解成小块，从而有利于吸能材料20的排出，减少吸能材料20吸能压死区范围，提升缓冲吸能能力。

如图2所示，碰撞机构30包括：压板31和碰撞板34，压板31和碰撞板34均设置在导向筒10的第二端，压板31位于筒体内部并与吸能材料20的一端抵接，用于在与碰撞物发生碰撞时挤压吸能材料20。压板31通过剪切栓32连接在导向筒10的内壁上；碰撞板34朝向导向筒10的端面与压板31连接，碰撞板34背离导向筒10的端面设置有用于与碰撞物接触的防爬齿38，具体地，在碰撞板34与压板31之间设置有环形连接部，碰撞板34通过环形连接部与压板31连接并集成为一体；碰撞板34上的防爬齿38为多条，多条防爬齿38沿碰撞板34的横向间隔布置在所述碰撞板34的碰撞面上。

当列车与碰撞物碰撞时，如图5所示，防爬齿38直接与碰撞物发生碰撞，在巨大的冲击力作用下，将碰撞板34和压板31朝向导向筒10内的吸能挤压，在碰撞板34的推动作用下，当界面力达到一定值时，用于连接压板31的剪切栓32剪断从而使压板31将冲击力作用到吸能材料20上，吸能材料20在被压缩的同时，其靠近排出机构40的一端的吸能材料20通过导向圈42与导向锥41的内壁面之间的间隙挤出；从而通过吸能材料20的形变以及吸能材料20的挤压排出共同对碰撞的冲击力进行缓冲吸能，吸能材料20在通过导向圈42与导向锥41的内壁面之间的间隙排出的过程中，导向锥41起到对吸能材料20进行导向的作用，将吸能材料导入后部切削刀43和挤压槽44处。

为了在压板31挤压吸能材料20的过程中，使压板31的移动保持稳定，进一步地，如图2所示，沿压板31的周向设置有与导向筒10的内壁抵接的环形凸缘33，环形凸缘33沿导向筒10的轴向延伸一定长度。通过在压板31上设置环形凸缘33使压板31具有一定的厚度，从而增大压板31与导向筒10的内壁的接触面积，从而保证压板31在巨大冲击力的作用下能够稳定的挤压吸能材料20。在碰撞过程中，压板31与导向筒10的接触部位不会变形，与防爬齿38一起起到垂向防爬的功能。

为了进一步增强缓冲力，如图2和图6所示，碰撞机构30还包括：多个前部切削刀35，多个前部切削刀35设置在碰撞板34朝向导向筒10的端面上，多个前部切削刀35沿导向筒10内壁的周向间隔设置，如图5所示，在碰撞机构30受到碰撞物的碰撞时前部切削刀35沿碰撞板34的移动方向切削导向筒10的内壁的一部分，被切削的一部分朝向导向筒10的内部卷曲，剩下的一部分在碰撞板34的后端壁的作用下朝向导向筒10的外部卷曲，从而增大推动阻力。通过切削，整个吸能防爬器的有效吸能行程增大，从而提升缓冲吸能效果。

为了使被前部切削刀35切割后朝向导向筒10的外部卷曲的导向筒10的筒壁更好地折弯卷曲，从而提升吸能效果，进一步地，如图2和图6所示，碰撞机构30还包括：导向槽36，导向槽36开设在碰撞板34朝向导向筒10的端面上，导向槽36绕导向筒10的周向设置，各个前部切削刀35靠近导向槽36的内边缘，导向槽36的槽壁为弧形面，导向筒10的端壁在被切削并挤压时朝向导向筒10的外部弯折的部分在导向槽36的弧形面的作用下卷曲，从而进一步地提升吸能效果。

为了在碰撞开始时，前部切削刀35的刀刃能够顺利地将导向筒10的筒壁切开，进一步地，导向筒10与各个前部切削刀35的对应位置均开设有预置缺陷槽37，预置缺陷槽37沿导向筒10的轴向延伸。在开始碰撞的一瞬间，前部切削刀的刀刃从预置缺陷槽37开始对导向筒10的筒壁开始切削，防止切削刀与导向筒10的筒壁发生硬碰撞。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种列车车辆，包括吸能防爬器，该吸能防爬器为上述实施例的吸能防爬器。吸能防爬器的后端设置有安装座，安装座上带有与列车车辆连接的安装接口，吸能防爬器该安装座与列车装配连接；具体实施时，位于吸能防爬器后端的导向锥41集成设置在安装座上。应用上述实施例的吸能防爬器的列车车辆，在发生碰撞的过程中，吸能防爬器中的吸能材料20能够在被挤压的过程中由排出机构40排出，有效提升吸能效率，解决了现有技术中的吸能防爬器吸能效率较低的问题。

在具体实施时，每列列车上的吸能防爬器为多个，多个吸能防爬器分别设置在列车车辆的前端和后端。当两辆列车发生碰撞时，一列列车前端的吸能防爬器与另一两列车后端的吸能防爬器进行碰撞并对冲击力进行缓冲，在碰撞过程中，两个吸能防爬器的前端的防爬齿38相互接触并挤压，始终保持良好的垂向防爬功能，通过防爬齿38进行碰撞能够有效避免列车发生脱轨。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种吸能防爬器，其特征在于，包括：

导向筒(10)，所述导向筒(10)的第一端用于与列车装配连接；

吸能材料(20)，填充设置在所述导向筒(10)内；

碰撞机构(30)，设置在所述导向筒(10)的第二端；

其中，所述导向筒(10)的第一端和所述导向筒(10)的第二端为所述导向筒(10)相对的两端，所述导向筒(10)的第一端设置有用于供所述吸能材料(20)排出的排出机构(40)；所述碰撞机构(30)与碰撞物发生碰撞时挤压所述吸能材料(20)发生形变直至由所述排出机构(40)排出以对所述碰撞物的碰撞能量进行缓冲；

所述碰撞机构(30)包括：

压板(31)，设置在所述导向筒(10)的第二端的筒体内部并与所述吸能材料(20)抵接，用于在与所述碰撞物发生碰撞时挤压所述吸能材料(20)；

碰撞板(34)，设置在所述导向筒(10)第二端，所述碰撞板(34)朝向所述导向筒(10)的端面与所述压板(31)连接，所述碰撞板(34)背离所述导向筒(10)的端面设置有用于与所述碰撞物接触的防爬齿(38)；

多个前部切削刀(35)，设置在所述碰撞板(34)朝向所述导向筒(10)的端面上，多个所述前部切削刀(35)沿所述导向筒(10)内壁的周向间隔设置，以在所述碰撞机构(30)受到所述碰撞物的碰撞时沿所述碰撞板(34)的移动方向切削所述导向筒(10)。

2.根据权利要求1所述的吸能防爬器，其特征在于，所述排出机构(40)包括：

导向锥(41)，盖设在所述导向筒(10)的第一端的开口处；

其中，所述导向锥(41)与所述导向筒(10)的第一端的筒边之间具有间隙，所述间隙形成供所述吸能材料(20)排出的通道。

3.根据权利要求2所述的吸能防爬器，其特征在于，所述导向筒(10)为圆筒形，所述导向锥(41)的端面具有用于与所述导向筒(10)相对接的法兰部。

4.根据权利要求2所述的吸能防爬器，其特征在于，所述导向筒(10)的第一端设置有用于与所述导向锥(41)连接的连接凸缘，所述连接凸缘上设置有导向圈(42)，所述导向圈(42)沿所述导向筒(10)的周向延伸，所述导向圈(42)与所述导向锥(41)的内壁面之间形成供所述吸能材料(20)排出的通道。

5.根据权利要求4所述的吸能防爬器，其特征在于，所述导向圈(42)为环形，所述排出机构(40)还包括：

多个后部切削刀(43)，多个所述后部切削刀(43)沿所述导向圈(42)的周向间隔设置在所述导向圈(42)上；

其中，相邻的两个所述后部切削刀(43)之间形成挤压槽(44)，所述吸能材料(20)被所述碰撞机构(30)挤压的过程中，由各个所述后部切削刀(43)切割为多块，并从所述挤压槽(44)和所述导向锥(41)的内壁面之间的间隙排出。

6.根据权利要求1所述的吸能防爬器，其特征在于，所述压板(31)通过剪切栓(32)连接在所述导向筒(10)的内壁上。

7.根据权利要求1所述的吸能防爬器，其特征在于，沿所述压板(31)的周向设置有与所述导向筒(10)的内壁抵接的环形凸缘(33)，所述环形凸缘(33)沿所述导向筒(10)的轴向延伸。

8.根据权利要求1所述的吸能防爬器，其特征在于，所述碰撞机构(30)还包括：

导向槽(36)，开设在所述碰撞板(34)朝向所述导向筒(10)的端面上，所述导向槽(36)绕所述导向筒(10)的周向设置，以使所述导向筒(10)的端壁在被切削并挤压时沿所述导向槽(36)卷曲。

9.根据权利要求1所述的吸能防爬器，其特征在于，所述导向筒(10)与各个所述前部切削刀(35)的对应位置均开设有预置缺陷槽(37)，所述预置缺陷槽(37)沿所述导向筒(10)的轴向延伸。

10.一种列车车辆，包括吸能防爬器，其特征在于，所述吸能防爬器为权利要求1至9中任一项所述的吸能防爬器。

11.根据权利要求10所述的列车车辆，其特征在于，所述吸能防爬器为多个，多个所述吸能防爬器分别设置在所述列车车辆的前端和后端。