CN110099837B - 牵引/冲击装置和具有这种牵引/冲击装置的力传输单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种牵引/冲击装置，尤其是用于联接轨道车辆的牵引/冲击装置，其具有两个沿纵轴线延伸的力传输元件，力传输元件为了传输拉力和冲击力而传输力地相互连接，并且在超过最大允许的冲击力的情况下可相对彼此运动，牵引/冲击装置具有不可逆的或破坏性的能量消耗装置，该能量消耗装置构造和布置为在超过最大允许的冲击力的情况下起反应。根据本发明设置的是，不可逆的能量消耗装置包括至少一个能量消耗元件，该能量消耗元件至少部分或局部、优选完全由纤维复合材料、尤其是纤维‑塑料复合材料构成，并且不可逆的能量消耗装置至少局部被两个力传输元件的第一力传输元件容纳。第一力传输元件具有喷嘴区段或构成喷嘴区段。不可逆的能量消耗元件相对于喷嘴区段和其他的第二力传输元件布置，从而在将超过最大允许的冲击力的冲击力导入牵引/冲击装置中时，在由纤维复合材料形成的区域至少部分、优选完全分裂为纤维的情况下将不可逆的能量消耗元件挤压通过喷嘴区段。

Description

牵引/冲击装置和具有这种牵引/冲击装置的力传输单元

技术领域

本发明涉及一种牵引/冲击装置，尤其是用于联接轨道车辆的牵引/冲击装置，具有两个沿纵轴线延伸的力传输元件，所述力传输元件为了传输拉力和冲击力而传输力地相互连接，并且在超过最大允许的冲击力的情况下能够相对彼此运动，并且所述牵引/冲击装置具有不可逆的能量消耗装置，所述不可逆的能量消耗装置构造和布置为在超过最大允许的冲击力的情况下起反应。

此外，本发明还涉及一种具有这种牵引/冲击装置的力传输单元。

背景技术

形式为联接杆的、尤其是用于使用在轨道车辆中用以在联接头与用于至少间接连接至车厢的接头元件、例如具有牵引/冲击装置的支承座之间传输力的力传输单元由现有技术在不同的实施方案中是已知的。除了力传输功能以外，这种联接杆可以根据要求装备有可逆的和/或不可逆的能量消耗装置。通过两个以传输力的方式相互耦连的力传输元件来表征联接杆。可逆的能量消耗装置在此至少间接地，即直接或在中间布置有另外的构件的情况下布置在两个力传输元件之间，从而可逆的能量消耗装置可以通过可逆的长度改变吸收联接冲击的能量。这通常一直进行，直至临界的负载。为了在过载的情况下、即在超过最大允许的冲击力的情况下，不随意将导入联接杆中的力引导至随后的接头元件在对接头元件或接头环境造成大的损坏，设置不可逆的能量消耗装置。不可逆的能量消耗装置是变形元件，在过载时变形元件投入使用并且通过在变形元件的整个变形路径上恒定的和可定义的负载来表征变形元件。在此，根据实施方案和原理，通过过载引入的能量用于塑性变形功中，或者用于刨削或者说脱皮。因此例如使用通过锥形环弹塑性地扩宽的钢变形管。

由文献WO 2009/034123 A1已知了一种冲击保险装置，其尤其是适用于和用于力传输的构件一起用作附加的不可逆的冲击保险级。冲击保险装置具有形式为变形管的能量消耗元件以及形式为力传输元件的配合元件。配合元件(力传输元件)在此和能量消耗元件共同作用，从而在超过可提前确定的典型的冲击力之后，使构造为变形管的能量消耗元件塑性变形，并且在此减小至少一部分在冲击力传输中积累的能量。在变形管的塑性变形中，变形管(能量消耗元件)和力传输元件(配合元件)相对彼此相向运动。

这种实施方案如下地设计，即在设计时已经考虑到塑性变形，并且在碰撞后通常也不能够简单地移除。在尤其是在碰撞情况下的反应之后，通常重新建立整个力传输单元。变形能力也与钢管的材料特性和几何形状以及规格有关，从而待转换为变形功的能量引入由于结构空间预设值经常是受限制的。因为在扩宽时通常仅发生有限的缩短，所以不能够简单实现在非常小的可用的结构空间中的使用。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种牵引/冲击装置，该牵引/冲击装置除了在正常运行中力传输以外，针对碰撞情况即使在很短的可用的安装空间中也允许吸收很大的力。在碰撞情况中，不可逆的能量消耗应在反应时尽量不损害其他的部件、尤其是力传输元件，从而力传输元件具有用于再建立牵引/冲击装置的高的再利用潜力。

上述技术问题通过一种牵引/冲击装置解决，其具有两个沿纵轴线延伸的力传输元件，所述力传输元件为了传输拉力和冲击力而传输力地相互连接，并且在超过最大允许的冲击力的情况下能够相对彼此运动，并且所述牵引/冲击装置具有不可逆的能量消耗装置，所述不可逆的能量消耗装置构造和布置为在超过最大允许的冲击力的情况下起反应，其中，所述不可逆的能量消耗装置包括至少一个不可逆的能量消耗元件，所述不可逆的能量消耗元件至少部分或局部由纤维复合材料构成，并且所述不可逆的能量消耗装置至少局部被两个力传输元件中的一个力传输元件容纳，其中，容纳所述不可逆的能量消耗装置的力传输元件具有喷嘴区段或构成喷嘴区段，并且所述不可逆的能量消耗元件相对于喷嘴区段和不具有喷嘴区段或不构成喷嘴区段的力传输元件布置，从而在将超过最大允许的冲击力的冲击力导入所述牵引/冲击装置中时，在纤维复合材料区域至少部分分裂为纤维的情况下将不可逆的能量消耗元件挤压通过喷嘴区段。

上述技术问题通过一种力传输单元解决，其尤其用于使用在轨道车辆中，所述力传输单元具有根据根据本发明的牵引/冲击装置。

尤其是用于轨道车辆的联接的具有两个沿纵轴线延伸的力传输元件，即第一和第二力传输元件的牵引/冲击装置具有不可逆的或破坏性的能量消耗装置，所述两个力传输元件为了传输拉力和冲击力以传输力的方式相互连接，并且在超过最大允许的冲击力时可相对彼此运动，能量消耗装置构造和布置为在超过最大允许的冲击力时起反应。根据本发明设置的是，不可逆的能量消耗装置包括至少一个能量消耗元件，该能量消耗元件至少部分或局部、优选完全由纤维复合材料、尤其是纤维-塑料复合材料构成，并且不可逆的能量消耗装置至少局部被两个力传输元件的之一，即第一或者第二力传输元件容纳。该力传输元件具有喷嘴区段，或构造出喷嘴区段。不可逆的能量消耗元件相对于喷嘴区段和其他的另外的力传输元件布置，从而在将超过最大允许的冲击力的冲击力导入牵引/冲击装置中时，在由纤维复合材料形成的区域至少部分、优选完全分解成纤维的情况下将不可逆的能量消耗元件挤压通过喷嘴区段。

牵引/冲击装置尤其是理解为如下装置，通过该装置可以在两个接头元件之间传输拉力和冲击力，直到达到最大允许的大小。也就是说，牵引/冲击装置尤其是理解为如下装置，该装置可以作为力传输装置布置在两个接头元件之间的力流中，并且能够实现力从一个力传输元件到另外的力传输元件的传输。

术语“元件”功能性地理解。该术语涉及实施为单构件和由多个部件装配成用于实现特定的功能的构件。力传输元件因此可以单件式或多件式地构造。

通常，由床式基质和增强纤维构成的多相或混合材料理解为纤维复合材料。衬底的功能是将纤维保持在预先确定的位置中，在纤维之间传输应力，并且保护纤维以防受到外部影响。增强纤维对于承载的机械的特性负责。玻璃纤维和碳纤维尤其是适用于作为增强纤维。

在根据本发明的解决方案中，至少一部分导入牵引/冲击装置中的冲击能量被减小，方式是能量消耗元件不像在由钢构成的能量消耗元件中那样塑性变形，而是至少部分被拆分为单独的部分。也就是说，在能量消耗装置的反应中，导入能量消耗装置的冲击能量用于把纤维复合材料区域分裂为纤维，并且因此被至少部分地减小。因为分裂为纤维和粉碎化与常见的塑性变形相比明显需要更多能量，所以根据本发明的牵引/冲击装置尤其是也适用于如下应用，在这些应用中要减小高的比重量的冲击能量。术语不可逆的能量消耗元件的由纤维复合材料形成的区域的分裂为纤维因此尤其是理解为损坏纤维复合材料的或由纤维复合材料构成的区域的纤维结构，其中，进行能量消耗元件拆分为单独的部分、尤其是碎片，直至粉碎。

根据本发明的实施方案允许即使在很小的可用的结构空间的情况下也将用于吸收非常高的力的不可逆的能量消耗整合到牵引/冲击装置中。通过不可逆的能量消耗元件至少部分由纤维复合材料构成，可以确定地或者定义地设置能量消耗，并且避免在其他情况中在由现有技术已知的钢管的塑性变形时出现的对力传输元件的损坏。由纤维复合材料构造的能量消耗元件的使用此外通过其轻型结构来表征，轻型结构可以用于减小牵引/冲击装置的总重量。

在有利的构造中，在具有喷嘴区段的力传输元件中，沿能量消耗元件穿过喷嘴区段的冲穿方向观察，在喷嘴区段的区域中和/或后置于喷嘴区段地设置空腔区域。在该力传输元件的壁中设置至少一个、优选多个沿该力传输元件的周向布置的和通过所述壁从空腔区域延伸到外周的通孔。单个通孔布置和构造为将在不可逆的能量消耗元件挤压穿过喷嘴区段时形成的纤维或碎屑至少部分、优选完全向具有喷嘴区段的力传输元件的外部导出。通过在空间上就近地导出在分裂为纤维时形成的碎片和纤维，避免通过由更长的能量消耗元件连续产生的碎片和纤维导致的堵塞。这能够实现非常紧凑地设计的牵引/冲击装置，尤其是具有沿纵向方向很小的长度的牵引/冲击装置，因为没有给喷嘴区域配属大的空腔区域来容纳在分裂为纤维时形成的碎片和纤维，并且尽管如此，能量消耗元件沿牵引/冲击装置的纵向方向来看还是可以相对长地建造，并且因此提供高的能量吸收能力。

在另一扩展方案(其可以相对之前提到的、具有设计为通孔的导出开口的构造附加地或备选地被规定)中，在第一力传输元件中在喷嘴区段的区域中和/或后置于喷嘴区段地设置的空腔区域构造和布置为：至少部分、优选完全容纳在将不可逆的能量消耗元件挤压通过喷嘴区段时形成的纤维或碎屑。在最后提到的情况下，可以完全放弃作用为导出开口的通孔。

以特别有利的方式，这种由纤维复合材料构成的能量消耗元件的特性可以定义为至少一个随后提到的参量的函数地匹配于待期待的负载情况：

-纤维构筑和/或纤维的层结构，

-形状和/或规格。

因此，例如可以定义地预先设置能量消耗装置的强度和反应表现，其方法是改变沿冲击力传输的方向铺设的纤维的份额。

关于单个不可逆的能量消耗元件的构造原则上存在多个可行方案。该不可逆的能量消耗元件可以构造为从随后的元件组选出的元件：

-空心体、尤其是具有筒形的或椭圆形的横截面的空心体，

-套筒，

-实心型材元件。

在此，单个不可逆的能量消耗元件可以在其延伸上沿纵轴线来看构造有恒定的或改变的横截面。

可以由单一不可逆的能量消耗元件或多个能量消耗元件形成不可逆的能量消耗装置。在首先提到的情况下，该单个能量消耗元件根据优选的构造方案为了均匀的能量吸收与力传输元件或纵轴线同轴地布置。能量消耗元件则优选对称地、尤其是旋转对称地构建。

在第二情况下设置多个不可逆的能量消耗元件。在选择串联布置时，这些不可逆的能量消耗元件先后依次连接，并且通过加载相互反应。通过单个吸收能力的总和确定总吸收能力。该解决方案针对沿纵向方向的不同的延伸的牵引/冲击装置允许通过不可逆的能量消耗元件的组合使用标准化地设计的不可逆的能量消耗元件，并且因此减小部件繁复性。

在并联布置中，各个能量消耗元件可以在第一构造中至少部分相对于其沿牵引/冲击装置的纵向方向的延伸相互嵌套地布置。能量消耗元件在此可以沿纵轴线的方向来看要么相互相对于其沿该方向的延伸区域完全重叠地构造和布置。另一方面，为了获得依次进行的反应和为了影响能量消耗的大小和过程，存在的可行方案是各个能量消耗元件构造具有沿牵引/冲击装置的纵向方向的不同的延伸量。

在并联布置的第二构造中，具有喷嘴区段的第一力传输元件具有多个沿围绕纵轴线的周向布置的单个喷嘴元件。不可逆的能量消耗装置包括多个相互平行地布置的这种能量消耗元件，其中，沿围绕纵轴线的周向相互间隔开地进行布置。如下地进行布置、尤其是与喷嘴元件的配属，以便在超过最大允许的冲击力时能被挤压通过各个喷嘴元件。

可以以不同的方式和方法进行不可逆的能量消耗元件的布置和其相对于具有喷嘴区段的力传输元件的配属。

在第一变型方案中，单个不可逆的能量消耗元件布置在力流以外，并且在没有与该力传输元件的连接的情况下在该力传输元件处引导。在最简单的情况下，为此，不可逆的能量消耗元件仅以间隙配合导入具有喷嘴区段的力传输元件中。

在第二变型方案中，为了位置固定，单个不可逆的能量消耗元件在第一力传输元件，即具有喷嘴区段的力传输元件处，和/或另外的力传输元件处或在由该另外的力传输元件至少间接以力加载的用于加载能量消耗元件的元件处被引导。

在第三变型方案中，单个不可逆的能量消耗元件在具有喷嘴区段的力传输元件处固定地，或者在该具有喷嘴区段的力传输元件与另外的力传输元件或由另外的力传输元件加载的元件之间预紧地布置。可以通过力配合、形状配合或材料配合进行在具有喷嘴区段的力传输元件处的固定。在最简单的情况下，不可逆的能量消耗元件为了位置固定仅被粘贴。

关于力传输元件的结构构造，多个可行方案是可想到的。在优选的构造中，具有喷嘴区段的力传输元件构造为至少一侧敞开的空心体、优选管形的体，并且另外的力传输元件构造为拉杆，其中，拉杆利用其朝具有喷嘴区段的力传输元件指向的端部区域被该力传输元件容纳。两者通过传输力的连接至少间接，即要么直接要么在中间布置另外的单元的情况下在力流中相互耦连。为了加载不可逆的能量消耗元件设置加载元件。该加载元件要么直接由第二力传输元件形成，要么在超过最大允许的冲击力的力的影响下第二力传输元件以如下方式作用到该加载元件上，即通过加载元件将该该提高的力引入不可逆的能量消耗元件中。

在第一构造方案中直接进行第一和第二力传输元件之间的传输力的连接，其中在该连接中整合有预设断裂部位，预设断裂部位在允许的最大的冲击力的情况下起反应，并且在传输力的连接消除时允许第一和第二力传输元件相互间的相对运动。在最简单的情况下通过连接装置提供预设断裂部位。连接装置例如包括形式为裂断螺钉的裂断元件。其他的实施方案是可想到的，例如通过焊缝实现的材料配合的连接等。在该情况下，拉杆具有如下区域，该区域除了建立与第一力传输元件的连接的功能以外还提供用于与不可逆的能量消耗元件共同作用的面区域。这在最简单的情况下通过一体的法兰或具有横截面放大部的区域实现。可单独与拉杆连接的法兰元件同样是可能的。

如果不直接进行连接，那么在所有之前描述的实施方案的扩展方案中，可以沿拉力方向，在中间连接阻尼装置的情况下进行在第一和第二力传输元件之间的传输力的连接。备选地或附加地，沿冲击力方向，在中间连接阻尼装置的情况下进行传输力的连接。阻尼装置在此设计为可逆的能量消耗装置，其中，单个阻尼装置构造为从随后的组选出的装置：

-弹簧装置，

-气体液压阻尼装置，

-静液的阻尼装置，

或由前述的装置构成的组合。

阻尼装置能够通过可逆的长度改变实现容纳联接冲击。

在这些实施方案中，例如设置形成压力盘的盘形的或板形的元件，该元件沿冲击方向、沿纵向方向来看前置于喷嘴区段地与第一力传输元件连接，并且具有用于加载不可逆的能量消耗元件的面区域。在该情况下，压力盘承担两个功能，详细地，压力盘是传输力的连接的组成部分，并且另一方面，在该连接消除时压力盘形成针对不可逆的能量消耗元件的加载元件。拉杆为此引导通过压力盘，并且具有牵引止挡部和挤压止挡部，其中牵引止挡部和挤压止挡部沿轴向方向、即拉杆的纵向方向相互间隔开地布置。在压力盘与具有喷嘴区段的力传输元件之间的连接中设置预设断裂部位。压力盘为此可以与力传输元件一体地构造，并且通过强烈的横截面改变实现预设断裂部位。然而优选地，压力盘设计为单独的构件，该构件通过连接装置，优选通过裂断装置与力传输元件连接。压力盘具有用于与拉杆的牵引止挡部共同作用的用于沿拉力方向的力传输的面区域、用于与拉杆的挤压止挡部共同作用的用于沿冲击方向的力传输的面区域。这些面区域布置在压力盘的不同的端侧处。

如已经介绍的那样，分别在牵引止挡部与压力盘之间，或在挤压止挡部与压力盘之间还可以设置可逆的能量消耗装置。

在所有的设计方案中，在超过预定义的最大允许的冲击力的情况下，在力传输元件优选相互间的相对运动的情况下消除连接，其中在该情况下，要么另外的不具有喷嘴区段的力传输元件直接或通过作为操纵元件的压力盘作用到不可逆的能量消耗元件上。

要理解的是，第一力传输元件和第二力传输元件在其与拉杆和配合元件的配属方面的功能也可以交换。第一和第二力传输元件的概念性在此不确定力流的方向，而是用于区分两个力传输元件。

在所有实施方案中，可以一体地在力传输元件上构造喷嘴区段，即要么通过横截面变小，要么设置凸出部来构造喷嘴区段。喷嘴区段此外可以由单独的、被力传输元件容纳的构件形成。该构件可以例如摩擦配合地、形状配合地或材料配合地与力传输元件连接，用以位置固定。喷嘴可以在此例如构造有沿纵向方向的恒定的横截面改变或阶梯式的改变。

在特别有利的构造中，这种牵引/冲击装置使用在力传输单元中。特别优选的是应用在轨道车辆的联接杆中，其中在该情况下，力传输元件中的一个至少间接与联接头连接，并且另一力传输元件与车厢上的接头元件连接。

附图说明

随后根据附图阐述根据本发明的解决方案。

图1a和1b以简化示意图示出在两个功能位置中的根据第一实施方案的牵引/冲击装置的第一构造。

图2示出在正常运行中或在未负载的状态下的根据图1a的简化的实施方案。

图3示出具有附加的可逆的能量消耗装置、尤其是能量消耗元件的根据图1a的实施方案。

图4示出根据图1a的具有附加的可逆的能量消耗装置的扩展方案。

图5a和5b示出可逆的能量消耗的整合的在图1至4中示出的可行方案的组合。

图6a示出根据图3的实施方案。

图6b示出根据图4的实施方案。

图7示出根据图5a的实施方案。

图8示出根据图5a的实施方案的扩展方案。

图9中示出在联接头与车厢之间的力传输单元中的布置可行方案。

图10示出第二实施方案。

具体实施方式

根据本发明的实施方案的牵引/冲击装置1包括至少两个力传输元件2和3，力传输元件沿理论上的和在牵引/冲击装置1的纵向方向上取向的纵轴线L延伸地布置，并且至少为了传输拉力、优选也为了传输冲击力至少间接相互传输力地耦连。纵向方向在此相应于如下方向，拉力和冲击力的主方向分量沿该方向取向。在此可以直接或通过传输元件、尤其是在中间布置有阻尼元件的情况下进行耦连。两个力传输元件2或3的至少其中一个形成用于至少部分容纳至少一个不可逆的能量消耗元件10的内部空间5。能量消耗元件10至少部分、优选完全由纤维-塑料复合件形成。至少部分容纳能量消耗元件10的力传输元件2或3此外具有喷嘴区段4，或形成该喷嘴区段。破坏性的能量消耗元件10在此至少部分被具有喷嘴区段4的力传输元件2或3容纳，从而能量消耗元件在两个力传输元件2、3相互的在超过允许的最大的冲击力时进行的相对运动的情况下被挤压通过喷嘴区段4，并且在此经历破坏性的变形和必要时分解为纤维。

能量消耗元件10可以要么松弛地、即没有与容纳能量消耗元件的力传输元件的连接地引入力传输元件中，并且因此在正常运行时不参与力传输。根据备选的构造方案，能量消耗元件也可以固定在力传输元件上，或者以预应力装入。优选地，能量消耗元件10构造为筒形构件，该筒形构件沿周向围绕纵轴线构造。

在此，在超过最大允许的冲击力的情况下消除两个力传输元件2、3之间的传输力的连接，该消除能够实现反应的相对运动。能量消耗元件10要么直接由相应其他的力传输元件，要么间接通过结构元件(该力传输元件作用到结构元件上)加载，并且被挤压通过喷嘴区段4。关于损坏的或分解为纤维的材料的导出，基本存在两个可行方案。通过在具有喷嘴区段4的力传输元件上设置开口7来表征第一可行方案。开口7在冲击力方向上后置于喷嘴区段4。通过力传输元件内的待设置的内部空间来表征第二可行方案。

优选地，第一和第二力传输元件2、3具有圆柱形的或椭圆形的横截面。第一和第二力传输元件彼此同轴地布置。

所有实施方案优选构造为形式为联接杆101的力传输单元100的牵引/冲击装置1。在此由联接杆元件形成力传输元件2、3。在此，力传输元件2或3中的其中一个与在此未示出的用于与配对联接头耦连的联接头至少间接连接。另一力传输元件3至少间接与用于连接在车厢上的接头元件例如通过铰接装置来耦连或连接。优选地，力传输元件2设计为拉杆。力传输元件3形成与拉杆耦连的配合元件。示例性地在图9中反映了在联接头15与车厢16之间的力传输单元100中的布置可行方案。每个力传输元件2、3可以单件式或多件式地构造。

图1至5以示意性的简化的图示说明了根据第一和特别有利的实施方案的牵引/冲击装置1的不同的构造的基本结构和基本功能。基本结构是相同的，因此针对相同的元件使用相同的附图标记。

图1a和1b以示意性地非常简化的图示说明了在两个功能位置中的根据第一实施方案的牵引/冲击装置1的第一构造。在该构造中，由拉杆形成第一力传输元件2。由沿纵轴线L延伸的具有不同的横截面区域的筒形元件形成第二力传输元件3。筒形元件在此沿围绕纵轴线L的周向来看包围内部空间5。在力传输元件3上的喷嘴区段4要么由筒形元件的内周11形成，要么由附加的布置在内部空间5中的和在此未示出的与筒形元件连接的构件形成。可以摩擦配合地、形状配合地或材料配合地或通过这些连接类型的组合进行连接。

第一力传输元件2在此在其延伸上沿纵向方向看至少部分被第二力传输元件3容纳。

第一和第二力传输元件2、3相互传输力地连接。也就是说，力流通过两个元件引导。根据图1a进行连接，从而力传输元件2在拉力的影响下利用牵引止挡部13支撑在第二力传输元件3上，在此支撑在由单独的构件形成的和与第二力传输元件连接的压力盘8上。压力盘8为此具有拉力止挡部-面区域17。可以摩擦配合地或形状配合地或材料配合地进行压力盘8与力传输元件3的壁12之间的连接。组合也是可想到的。在此，所述连接设计用于最大允许的力、尤其是拉力或冲击力。在该连接中整合有预设断裂部位9，其在超过最大允许的力(拉力或冲击力)的情况下起反应，并且消除连接。在拉力作用下，牵引止挡部13支撑在拉力止挡部-面区域17上，并且因此将力传输至压力盘8上，并且通过与筒形元件的连接传输至筒形元件上。如果出现冲击力，那么力传输元件2相对于力传输元件3沿冲击力方向、即在本例中相向运动，并且以压力止挡部14贴靠在压力盘8上的压力止挡部-面区域18上。挤压止挡部14和牵引止挡部13沿轴向方向彼此错开地布置，即相互间隔开地布置。根据冲击力的大小，冲击力通过压力盘8传输至筒形元件上，或者在超过最大允许的冲击力的情况下消除连接，在其中预设断裂部位9起反应。压力盘8作用为针对能量消耗元件10的加载元件19。压力盘在冲击力影响下朝能量消耗元件10的方向运动，并且加载该能量消耗元件。为此在所示的情况下，压力盘8具有加载面区域20。加载面区域20在所示的情况下沿径向方向相对拉力止挡部-面区域17错开地布置。能量消耗元件10被挤压通过喷嘴区段4，并且不可逆地变形或被损坏。在此形成的碎屑优选通过在第二力传输元件3上沿冲击力方向后置于喷嘴区段4地布置的开口7导出。该状态在图1b中反映出。也可想到的是，碎屑和纤维的一部分或所有保留在第二力传输元件3中。在该情况下，第二力传输元件3设计有沿冲击力方向后置于喷嘴区段4的延长的内部空间，如在图1c中示例性地反映出的那样。

在所有之前和随后描述的实施方案中，根据形式为拉杆的力传输元件2的设计，拉杆的区段、尤其是在形成牵引和挤压止挡部13、14的横截面放大部上的径向的面区域可以承担在相对于力传输元件3的相对运动时引导拉杆的功能。形成牵引和挤压止挡部13、14的横截面放大部在此要么一体地构造在拉杆上，要么由与拉杆连接的单独的构件、尤其是盘形的元件形成。

图2示出在正常运行中或在未负载的状态下的根据图1a的简化的实施方案。在该实施方案中直接由拉杆、即第一力传输元件2形成压力盘8。在两个力传输元件2、3之间直接进行传输力的连接30。力传输元件2为此在朝力传输元件3指向的端部的区域中构造有横截面放大部。横截面放大部形成压力盘8，并且同时形成针对能量消耗元件10的操纵元件19。预设断裂部位9直接整合到连接30中。这例如以如下方式实现，即裂断元件将拉杆或压力盘与力传输元件3连接。在正常运行中，即在传输拉力时和直到达到最大允许的冲击力时，通过两个力传输元件之间的连接传输这些力。在超过预先定义的最大允许的冲击力时，该连接起反应，并且连接被消除。拉杆的端部区段或形成压力盘8的区域以其面区域20现在作用为针对能量消耗元件10的加载元件19，并且将能量消耗元件挤压通过喷嘴区段4，具有在图1b和1c中示出的结果。

如果图1和2示出具有仅破坏性的能量消耗的牵引/冲击装置1的实施方案，那么图3至5说明了具有可逆的能量消耗的扩展方案。

图3示出具有附加的可逆的能量消耗装置21、尤其是能量消耗元件的根据图1a的实施方案。朝通过拉杆导入的冲击力的方向来看，该能量消耗装置前置于不可逆的能量消耗元件10。可逆的能量消耗装置21作用为阻尼器。该可逆的能量消耗装置以特别有利的方式包括至少一个弹簧元件F1。至少一个弹簧元件可以是若干单个弹簧元件，也可想到的是弹簧组，尤其是橡胶弹簧组，其中，一个或多个可以串联和/或并联连接。可逆的能量消耗装置21在此一方面支撑在力传输元件2上、尤其是拉杆的挤压止挡部14上，并且另一方面支撑在压力盘8或力传输元件3上。也就是说，冲击力不直接传输至力传输元件3上，而是通过能量消耗装置21的弹性元件减弱。能量消耗装置21在力取消后又复位。

相对于图3中的实施方案，图4示出根据图1a的具有附加的可逆的能量消耗装置22的扩展方案。沿通过拉杆导入的拉力的方向来看该能量消耗装置布置在第一和第二力传输元件2、3之间。可逆的能量消耗装置22作用为阻尼器，并且以特别有利的方式包括至少一个弹簧元件F2。至少一个弹簧元件可以是若干单个弹簧元件，也可想到的是弹簧组，尤其是橡胶弹簧组，其中，一个或多个可以串联和/或并联连接。可逆的能量消耗装置22在此一方面支撑在力传输元件2上、尤其是拉杆的牵引止挡部13上，并且另一方面支撑在压力盘8或力传输元件3上。也就是说，拉力不直接传输至力传输元件3上，而是通过能量消耗装置22的弹性元件减弱。能量消耗装置22在力取消后又复位。

图5a和5b示出可逆的能量消耗的整合的在图1至4中示出的可行方案的组合。在此示出的构造是特别紧凑的和有效的牵引/冲击装置，牵引/冲击装置除了破坏性的能量消耗元件10以外还设置了沿拉力和冲击方向Z和S的可逆的能量消耗。力传输元件2和3相互同轴地布置，并且构造为使传输元件中的一个，在此拉杆可以以其朝另一传输元件3(形式为配合元件)指向的端部区域被该另一传输元件容纳。也就是说，作用为配合元件的力传输元件3形成内部空间5，拉杆的端部区域导入内部空间中。力传输元件3为此构造为具有筒形或椭圆形的横截面的管形的元件。压力盘8优选设计为盘形的或板形的元件，并且以相互反向指向的端侧分别构造出拉力止挡部-面区域17和压力止挡部-面区域18。压力盘8通过连接装置、优选承担预设断裂部位的功能的裂断元件与配合元件连接。拉杆引导通过压力盘的开口。压力盘8沿纵向方向来看布置在拉杆的牵引止挡部13与挤压止挡部14之间。通过形式为弹簧装置F1和F2的可逆的能量消耗装置21和22实现沿牵引和冲击方向的可逆的能量消耗。在此，可逆的能量消耗装置22沿牵引方向设置在牵引止挡部13与压力盘8、尤其是面区域17之间。另外的可逆的能量消耗装置21设置在挤压止挡部14与压力盘上的面区域18之间。能量消耗装置21在功能上前置于不可逆的能量消耗元件10，即导入牵引/冲击装置1中的冲击力可以通过可逆的能量消耗装置21减小，直到达到最大允许的临界的冲击力。只有在达到最大允许的冲击力后，进一步的提高才导致第一和第二力传输元件之间的连接的消除，并且导致第一和第二力传输元件相互的相对运动。弹簧装置F1优选在组块上(auf Block)。在此，压力盘在力传输元件3的内周11上被引导，并且加载能量消耗元件10，其方法是，压力盘将能量消耗元件挤压通过喷嘴区段4。

能量消耗元件10在所示的情况下构造为筒形套筒，筒形套筒没有与力传输元件3的连接。该能量消耗元件沿牵引/冲击装置1的纵向方向来看仅沿径向方向布置在第一和第二力传输元件之间。详细地，能量消耗元件10优选构造有相应于力传输元件3在喷嘴区段之前的内直径的外直径，或者构造有与力传输元件的相应的间隙配合。这类似地适用于确保针对拉杆和拉杆上的形成牵引止挡部的区域的引导功能。在该区域的外周与能量消耗元件10的内周之间设置至少一个间隙配合。

沿纵向方向来看，不可逆的能量消耗元件10布置在压力盘8与喷嘴区段4之间。沿冲击方向来看后置于力传输元件2和3之间的连接地和前置于喷嘴区段4地进行该布置。

如果图5a示出部分剖视图，那么图5b说明了从外部看的视图。在此可看到的是在压力盘8与配合元件之间的连接元件，其形式为裂断元件、尤其是裂断螺钉。

图6a示出根据图3的实施方案。图6b示出根据图4的实施方案。图7示出根据图5a的实施方案。该基本结构和基本功能相应于图3、4和5a中的基本结构和基本功能。能量消耗装置21和22在此然而构造为与弹簧单元不同的能量消耗装置，并且因此以23和24表示。能量消耗装置可以例如是液压的或气体液压的能量消耗装置。也可想到的是与弹簧装置的组合。每个能量消耗装置21和22在此可以由能量消耗元件的串联或并联连接构成。

图8示出根据图5a的实施方案的扩展方案。在该扩展方案中附加地，在朝第一力传输元件2指向的端部区域上沿周向在沿纵向的延伸的部分区域上包围第二力传输元件3的区域26设置在拉杆上。该区域附加地也可以构造为变形管，并且在力传输元件2、3的相对运动中通过扩宽提供附加的能量消耗。

与此相对，图10说明了第二实施方案，在第二实施方案中，不可逆的能量消耗元件10布置在力传输元件3的外周上。如在图5a中描述的那样实现构造为拉杆的第一力传输元件2的耦连30、牵引止挡部和挤压止挡部13、14和压力盘8与第二力传输元件3的耦连和在压力盘8与拉杆之间的能量消耗的布置。然而，喷嘴区段4整合到第一力传输元件2中。为此，该第一力传输元件具有套筒式的区段26，区段沿周向包围力传输元件3。

在超过最大允许的冲击力的情况下，在此，通过压力盘8与配合元件之间的预设断裂部位9的反应也消除力传输元件2和3之间的传输力的连接30，并且力传输元件2、3相互运动。在此，能量消耗元件10支撑在作为加载元件19的在外周上环绕的法兰上，并且在力传输元件2和3的相对运动中被挤压通过喷嘴区段4。

附图标记清单

1牵引/冲击装置

2第一力传输元件

3第二力传输元件

4喷嘴区段

5内部空间

6

7通孔

10不可逆的能量消耗元件

11内周边

12壁

13牵引止挡部

14挤压止挡部

15联接头

16车厢

17拉力止挡部-面区域

18冲击力止挡部-面区域

19加载元件

20面区域

21能量消耗装置

22能量消耗装置

23液压的、气体液压的能量消耗装置

24液压的、气体液压的能量消耗装置

26套筒式的区域

30传输力的耦连/连接

100力传输单元

101联接杆

Claims (20)

1.一种牵引/冲击装置(1)，其具有两个沿纵轴线延伸的力传输元件，所述力传输元件为了传输拉力和冲击力而传输力地相互连接，并且在超过最大允许的冲击力的情况下能够相对彼此运动，并且所述牵引/冲击装置具有不可逆的能量消耗装置，所述不可逆的能量消耗装置构造和布置为在超过最大允许的冲击力的情况下起反应；

其特征在于，

所述不可逆的能量消耗装置包括至少一个不可逆的能量消耗元件(10)，所述不可逆的能量消耗元件至少部分或局部由纤维复合材料构成，并且所述不可逆的能量消耗装置至少局部被两个力传输元件中的一个力传输元件容纳，其中，容纳所述不可逆的能量消耗装置的力传输元件具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段，并且所述不可逆的能量消耗元件(10)相对于喷嘴区段(4)和不具有喷嘴区段(4)或不构成喷嘴区段的力传输元件布置，从而在将超过最大允许的冲击力的冲击力导入所述牵引/冲击装置(1)中时，在纤维复合材料区域至少部分分裂为纤维的情况下将不可逆的能量消耗元件(10)挤压通过喷嘴区段(4)。

2.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

在具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段的力传输元件中，沿所述能量消耗元件(10)穿过所述喷嘴区段(4)的冲穿方向来看，在喷嘴区段(4)的区域中和/或后置于喷嘴区段(4)地设置空腔区域，所述空腔区域构造和布置为至少部分容纳在将不可逆的能量消耗元件(10)挤压通过喷嘴区段(4)时形成的纤维或碎屑。

3.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

在具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段的力传输元件中，沿所述能量消耗元件(10)穿过喷嘴区段(4)的冲穿方向来看，在所述喷嘴区段(4)的区域中和/或后置于喷嘴区段(4)地设置空腔区域，并且在具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段的力传输元件的壁(12)中设置至少一个沿相应的具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段的力传输元件的周向布置的和通过壁(12)从空腔区域延伸到外周的通孔(7)，其中单个通孔(7)布置和构造为至少部分导出在将不可逆的能量消耗元件(10)挤压穿过喷嘴区段(4)时形成的纤维或碎屑。

4.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

能够提前将所述不可逆的能量消耗元件(10)的反应表现和/或能利用所述不可逆的能量消耗元件消耗的冲击能量的量作为能量消耗元件(10)的至少一个随后提到的参数的函数调节：

-纤维构筑和/或层结构，

-形状和/或规格。

5.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

单个不可逆的能量消耗元件(10)构造为从随后的元件组选出的元件：

-空心体，

-套筒，

-实心型材元件。

6.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

所述不可逆的能量消耗装置包括多个串联布置的不可逆的能量消耗元件(10)。

7.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

所述不可逆的能量消耗装置包括多个相互平行地布置的能量消耗元件(10)，其中，各个相互平行地布置的能量消耗元件(10)相互同轴地布置。

8.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段的力传输元件具有多个沿围绕纵轴线(L)的周向布置的各个喷嘴元件，并且不可逆的能量消耗装置包括多个相互平行地布置的不可逆的能量消耗元件(10)，其中，所述不可逆的能量消耗元件(10)沿围绕纵轴线的周向相互间隔开地布置和构造，以便在超过最大允许的冲击力时挤压通过各个喷嘴元件。

9.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

单个不可逆的能量消耗元件(10)布置在力流以外，并且没有与具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段的力传输元件的连接地在所述具有所述喷嘴区段的力传输元件处引导。

10.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

单个不可逆的能量消耗元件(10)在不具有喷嘴区段(4)或不构成喷嘴区段的力传输元件处或由所述不具有喷嘴区段(4)或不构成喷嘴区段的力传输元件至少间接加载的元件(19)处引导。

11.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

单个不可逆的能量消耗元件(10)固定在具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段的力传输元件上，或者预紧地布置在具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段的力传输元件与不具有喷嘴区段(4)或不构成喷嘴区段的力传输元件或由所述不具有喷嘴区段(4)或不构成喷嘴区段的力传输元件至少间接加载的用于作用到不可逆的能量消耗元件(10)上的元件之间。

12.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

在两个力传输元件的传输力的连接(30)中设置至少一个预设断裂部位，所述预设断裂部位在允许的最大的冲击力的情况下反应，并且在消除所述传输力的连接时允许两个力传输元件相互间的相对运动，其中，所述预设断裂部位由连接装置形成。

13.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段的力传输元件构造为至少一侧敞开的空心体，并且不具有喷嘴区段(4)或不构成喷嘴区段的力传输元件构造为拉杆，其中，拉杆利用其朝具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段的力传输元件指向的端部区域被该具有喷嘴区段(4)或构成喷嘴区段的力传输元件容纳。

14.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

在两个力传输元件之间的传输力的连接(30)直接进行，并且在所述连接(30)中整合有预设断裂部位，所述预设断裂部位在允许的最大的冲击力的情况下反应，并且在消除所述传输力的连接时允许两个力传输元件相互间的相对运动。

15.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

沿拉力方向，在中间连接阻尼装置(22、24)的情况下进行在两个力传输元件之间的传输力的连接(30)。

16.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

沿冲击力方向，在中间连接阻尼装置(21、23)的情况下进行两个力传输元件之间的传输力的连接(30)。

17.根据权利要求1或2所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

单个阻尼装置构造为从随后的组选出的装置：

-弹簧装置，

-气体液压阻尼装置，

-静液的阻尼装置。

18.根据权利要求1所述的牵引/冲击装置(1)，

其特征在于，

设置形成压力盘(8)的盘形的或板形的元件，所述盘形的或板形的元件与两个力传输元件中的一个力传输元件同轴地布置，并且沿冲击方向、沿纵向方向来看前置于喷嘴区段(4)地与该力传输元件连接，并且形成用于加载所述不可逆的能量消耗元件(10)的面区域，其中，所述压力盘在其相反指向的端侧分别形成用于与两个力传输元件中的另一个力传输元件的牵引止挡部或挤压止挡部共同作用的面区域，其中，在压力盘(8)与两个力传输元件中的一个力传输元件之间的连接通过预设断裂部位来表征，所述预设断裂部位在超过最大允许的冲击力时、在消除两个力传输元件之间的传输力的连接的情况下反应。

19.一种力传输单元(100)，所述力传输单元用于使用在轨道车辆中，所述力传输单元具有根据权利要求1至18中任一项所述的牵引/冲击装置(1)。

20.根据权利要求19所述的力传输单元(100)，

其特征在于，

所述力传输单元构造为联接杆(101)。

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