CN111629949A - 吸收设备 - Google Patents

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CN111629949A CN201880055532.1A CN201880055532A CN111629949A CN 111629949 A CN111629949 A CN 111629949A CN 201880055532 A CN201880055532 A CN 201880055532A CN 111629949 A CN111629949 A CN 111629949A
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Abstract

本发明涉及一种吸收设备(1)，其包括减震单元(2)，所述减震单元(2)包含前板(21)、后板(22)，以及布置于所述前板(21)和所述后板(22)之间的减震芯(23)。所述设备还包括底座(3)，所述底座(3)连接到所述减震单元(2)的所述后板(22)且具有后板(31)。所述设备还具有至少部分环绕所述减震芯(23)的侧部屏蔽件(24)。所述侧部屏蔽件(24)的一端连接到所述减震单元(2)的所述前板(21)和所述后板(22)中的一个，而所述侧部屏蔽件(24)的另一端与所述减震单元(2)的所述前板(21)和所述后板(22)中的另一个间隔开。所述底座(3)进一步包括能量吸收元件(32)，其连接到所述减震单元(2)的所述后板(22)且安装于所述底座(3)的所述后板(31)中，同时所述底座(3)的所述后板(31)包括用于切割所述能量吸收元件(32)的表面的切割单元(33)。

Description

吸收设备
技术领域
本发明涉及一种吸收设备，确切地说一种用于轨道-车辆联接器(例如中心联接器，比如SA3类型联接器)的定向作用式(direction-acting)吸收设备，所述吸收设备能够吸收碰撞期间产生的过多能量。
背景技术
根据现有技术已知一种在标准ГОСТ或AAR设施中使用的且包括安装在底座上的减震单元的用于轨道-车辆联接器的吸收设备。减震单元包括前板、后板和布置在其间的弹性元件。自由端与后板和前板中的另一个间隔开的额外侧部屏蔽件可附接到减震单元的后板和前板中的一个。归因于减震单元的使用，此吸收设备实现可逆行程模式中的操作。
然而，现有技术解决方案不能吸收在撞击/碰撞时产生的过多能量。减震单元不能耗散许多能量，这导致在发生事故的情况下对车辆和/或货物/乘客的保护不够。
本发明的一目标是提供一种尤其用于轨道-车辆联接器的吸收设备，其将能够耗散碰撞事件中产生的过多能量。
发明内容
吸收设备包括减震单元，其包括前板、后板，以及布置于前板和后板之间的减震芯。吸收设备还包括连接到减震单元的后板且具有后板的底座。吸收设备还包括至少部分环绕减震芯的侧部屏蔽件，所述侧部屏蔽件的一端连接到减震单元的前板和后板中的一个，所述侧部屏蔽件的另一端与减震单元的前板和后板中的另一个间隔开。所述底座进一步包括能量吸收元件，其连接到减震单元的后板且安装于底座的后板中，底座的后板包括用于切割能量吸收元件的表面的切割单元。
优选地，切割单元包括切割刀。
优选地，切割单元包括2到100个切割刀。
优选地，切割单元包括切割环。
优选地，切割单元定位于能量吸收元件外部。
优选地，能量吸收元件为中空元件，且切割单元定位于能量吸收元件内部。
优选地，能量吸收元件包括其中布置切割单元的阶状物。
优选地，间隙在吸收设备的纵向方向上设置于能量吸收元件和切割单元之间。
优选地，切割单元处于接触能量吸收元件的静止状态。
优选地，缝隙在吸收设备的横向方向上设置于能量吸收元件和切割单元之间，借此切割单元不处于接触能量吸收元件的静止状态。
优选地，减震芯包括多个弹性衬垫和布置于所述弹性衬垫之间的多个间隔件。
优选地，吸收设备进一步包括摩擦减小元件，其布置于减震单元的后板上且减小吸收设备和车辆结构或联接器腔室之间的摩擦。
优选地，侧部屏蔽件包括至少两个单独的板。
优选地，侧部屏蔽件呈均匀套筒的形式。
优选地，吸收设备包括安全元件，其布置于底座的后板和能量吸收元件之间并连接到这些部件。
通过使用本发明的吸收设备，可容易地耗散事故/碰撞期间产生的过多能量。这在很大程度上实现乘客以及所运送货物的安全性。
在碰撞期间，此过多能量导向能量吸收元件和切割单元之间的接触位置。出于此原因，减震单元并不负载在碰撞时刻产生的整个力，借此其损坏水平显著降低。其还实现轨道车辆和其组件的车组的安全防护，这继而使得在事故之后维修轨道车辆和吸收设备或整个联接器的成本显著降低。
此外，在吸收设备和车辆结构或联接器腔室之间使用摩擦减小元件减少了车辆结构或联接器腔室的磨损。
根据本发明的吸收设备的结构允许将其组装在ГОСТ或AAR标准的联接器的标准腔室中或专用安装空间中。
附图说明
在以下描述中参考附图借助于本发明的实施例更详细地描述本发明，附图中：
图1是根据本发明的第一实施例的吸收设备的透视图，
图2是根据图1的本发明的第一实施例的吸收设备的横截面图，
图3是根据图1的本发明的第一实施例的吸收设备的横截面图，其相对于图2中的横截面旋转90°，
图4是根据本发明的第二实施例的吸收设备的另一实施例的透视图，
图5是根据本发明的第三实施例的吸收设备的部分横截面图，
图6是根据本发明的第四实施例的吸收设备的部分横截面图，
图7是根据本发明的第五实施例的吸收设备的部分横截面图，以及
图8是根据本发明的第六实施例的吸收设备的部分横截面图。
具体实施方式
根据本发明的吸收设备1包括安装在底座3上/附接到底座3的减震单元2。
减震设备2包括前板21、后板22，以及布置于前板21和后板22之间的减震芯23。前板21与联接器腔室的联接器头部和前对接部协作。后板22可由浇铸、锻造或焊接元件制成。通过后板22的心轴211从前板21突出以将所有这些元件连接成单个单元。防止后板22从心轴211坠落的固定元件212位于心轴211的端部处。减震芯23叠加在心轴211上。心轴211充当引导元件，且维持吸收设备1的所要操作方向。心轴211的另一功能是维持吸收设备1的复合配置直至其安装于轨道-车辆联接器中。一旦设备已安装于联接器腔室中，则心轴211执行上文描述的功能。
减震芯23包括多个弹性衬垫231，和布置于弹性衬垫231之间的例如由钢制成的多个间隔件232。弹性衬垫231和间隔件232借助于其通孔而放置在心轴211上。
根据图5中展示的本发明的另一实施例，减震单元2的前板21实际上可包括两个组件前板21a、21b。当心轴211安装于前板21b中/连接到前板21b时，可借助于螺纹连接、焊接或还借助于夹具实现前板21a、21b的连接。前板21b还可松散地连接到吸收设备1的其它组件。这种解决方案的优点是，在碰撞之后可以仅更换前板21a，而不更换整个板21连同心轴211。
然而，在图式中未展示的根据本发明的吸收设备的另一实施例中，心轴211可被移除，且弹性衬垫可被如下文所描述的另一减震系统代替。减震单元23可包括外部壳体，其从前板21延伸且与后板22重叠但并不永久地连接到后板上，使得后板22可在所述壳体中移动。减震单元23定位于所述壳体内部。
在图式中未展示的又一实施例中，减震芯23包括定位于前板21和后板22之间的弹簧。在另一实施例中，减震芯23包括又一减震系统，例如摩擦环、橡胶阻尼器、液压型阻尼器等。
鉴于以上内容，通过适当地选择减震芯23的组件的参数，即其类型、数目、大小、所用材料、形状等，减震单元2可容易地适于使用者的需要。
吸收设备1包括额外侧部屏蔽件24，其环绕减震芯23。侧部屏蔽件24的一端连接到后板22，且其另一自由端在吸收设备1的纵向/轴向方向A上与前板21间隔开。在图式中展示的实施例中，侧部屏蔽件24包括至少两个单独的板，确切地说2到40个，其至少部分环绕减震芯23。然而，在另一实施例中，侧部屏蔽件24可呈均匀套筒的形式，其完全环绕减震芯23。侧部屏蔽件24防止吸收设备1过载。通过使用侧部屏蔽件24，还有可能精确地限制吸收设备1的行进并控制此现象。侧部屏蔽件24的另一功能是在碰撞期间引导前板21。一旦已达到吸收设备1的最大可逆行程，则前板21按压在侧部屏蔽件24上且进一步按压在后板22上，这将允许将能量/冲击力传递到吸收设备1的其它组件。通过在减震单元2的前板21和侧部屏蔽件24的自由端之间设置间隙来确保吸收设备1的行程，所述自由端即未安装在减震单元2的后板22上/连接到后板22的一端。
在图式中未展示的本发明的另一实施例中，侧部屏蔽件24的一端连接到前板21，而侧部屏蔽件24的另一端与减震单元2的后板22间隔开。在此情况下，通过在后板22和侧部屏蔽件24之间设置间隙来确保吸收设备1的行程，且其操作对于上文描述的构造是相同的。
底座3包括与联接器腔室的后对接部协作的后板31。后板31包括安装在其中的切割单元33。底座3进一步包括能量吸收元件32。能量吸收元件32可呈由钢或铝制成的中空闭合构型的形式，或其可根据需要由复合材料制成。根据需要，能量吸收元件32可制成为不同形状，例如其横截面具有正多边形形状、或不规则形状(例如立方体与翼弦的组合)。此外，取决于吸收设备1的应用和配置，能量吸收元件32不必为中空的，其具有用于协作零件的合适的空穴就足够了，
能量吸收元件32的一端放置于后板31中，使得其接触切割单元33，另一方面，切割单元33接触底座3的后板31。能量吸收元件32的另一端借助于螺钉、焊接、过盈配合、螺纹连接等连接到减震单元2的后板22。应注意，在此实施例中，切割单元33接触已经处于其静止状态的能量吸收元件32，即能量吸收元件32处于这样的状态：仅减震单元2操作且未发生碰撞，且切割单元33不切割能量吸收元件32。
图1-4展示，切割单元33定位于能量吸收元件32外部，即其接触并切割能量吸收元件32的外表面。然而，切割单元33还可定位于能量吸收元件32内部，即切割单元33位于能量吸收元件32的内表面侧上。在此情况下，能量吸收元件32为中空元件且切割单元33接触能量吸收元件32的内表面，借此在发生碰撞的情况下，能量吸收元件32的内表面被切割。
在图1-3中所示的实施例中，切割单元33包括部分环绕能量吸收元件32的外表面的切割刀，即切割刀沿着能量吸收元件32的圆周的至少一部分且与其接触而延伸。取决于应用，切割单元33可具有多个切割刀，确切地说2到100个，优选地2到40个。在此情况下，切割刀可呈具有刀刃或带有刀刃的块状体的薄板的形式，这取决于所使用的切割刀的数目。在图4中展示的另一实施例中，切割单元33包括切割环，其环绕能量吸收元件32的整个外表面，即其沿着能量吸收元件32的整个圆周延伸并与其接触。以此方式，通过挑选切割单元33的形状和其组件的数目，有可能容易地控制吸收设备1的能量吸收性质。切割盘是切割单元33的另一实例。当然，如上文所提及，切割单元33还可位于能量吸收元件32内部。因此，通常，能量吸收元件32的圆周应被理解为在切割单元33定位于能量吸收元件32外部的状况下为能量吸收元件32的外表面的圆周，且当能量吸收元件32为中空元件且切割单元33位于其内部并切割其内表面时为能量吸收元件32的内表面的圆周。相应地，当切割单元33在能量吸收元件32内部时，切割刀可沿着能量吸收元件32的内表面的圆周的至少一部分延伸，而当使用切割环时，其沿着能量吸收元件32的内表面的整个圆周延伸。
摩擦减小元件4可存在于减震单元2的后板22上。它们用以减小吸收设备1和车辆结构或联接器腔室(未图示)之间的摩擦。这些元件可制成为滚动辊的形式，借助于滚动轴承或在没有滚动轴承的情况下固定。还有可能使用耐磨/耐磨损滑板、塑料、复合材料等。
块状体34可放置在能量吸收元件32内部，其端部定位于底座3的后板31中。块状体34的功能是，在吸收设备1上均匀地分布车辆结构或联接器腔室或其组件的推力，并且还防止吸收设备1的内部受污染和天气条件影响。
在图6所示的根据本发明的吸收设备1的实施例中，底座3的后板31具有安全元件5。安全元件5接触/连接到能量吸收元件32和后板31。安全元件5可位于能量吸收元件32的整个圆周上或其圆周的仅一部分上。可通过借助于过盈配合、借助于螺纹连接、通过使用单独的插入件等焊接邻近元件来制造安全元件5。在发生碰撞的情况下，取决于实施例，侧部屏蔽件24锁定到前板21或后板22，且因此冲击力传递到能量吸收元件32，且一旦已超出阈值力则安全元件5断裂。在安全元件5断裂之后，能量吸收元件32滑动到切割单元33和后板31中，且能量吸收元件32被切割。
图7展示吸收设备1的另一实施例。在此图中，仅展示吸收设备1的一端，该端包含后板31、能量吸收元件32和切割单元33。阶状物/凹口6设置在能量吸收元件32的端部处，该端进入底座3的后板31。切割单元33定位于/插入到能量吸收元件32中，在吸收设备1的纵向/轴向方向A上在切割单元33和能量吸收元件32之间存在间隙。通过使用阶状物6，确保当能量吸收元件32滑动到后板31中时不会立即发生能量吸收元件32的切割。因此，阶状物6充当一种保护。
然而，在图式中未展示但类似于图7的实施例的本发明的另一实施例中，能量吸收元件32还具有在其中布置切割单元33的阶状物6。然而，在此情况下，在纵向/轴向方向A上在能量吸收元件32和切割单元33之间不存在间隙，使得这些元件在此方向上接触。以此方式，切割单元33切割到能量吸收元件32中的深度可另外得以控制。
图8在类似于图7的视图中展示本发明的又一实施例。在此实施例中，在吸收设备1的垂直于纵向/轴向方向A的横向方向B上在能量吸收元件32和切割单元33之间设置额外缝隙7。因此，处于静止状态(即，处于切割单元33不切割能量吸收元件32的状态)的切割单元33完全不会接触能量吸收元件32。能量吸收元件32仅安装于底座3的后板31中/连接到后板31。如图7的实施例中，且在此情况下，缝隙7确保切割单元33不会在碰撞时刻立即切割能量吸收元件32，而是仅当切割单元33和能量吸收元件32在吸收设备1的纵向/轴向方向A上接触时才开始切割。在此实施例中，另外确保在横向方向B上在切割单元33和能量吸收元件32之间的接触表面处也不会在碰撞时刻立即进行切割。
当然，阶状物6和缝隙7两者可在其中切割单元33定位于能量吸收元件32内部且切割能量吸收元件32的内表面的实施例中使用。
下文描述根据本发明的吸收设备1的操作。在操作期间，吸收设备1在指定范围内工作。吸收设备1可在拉动铁路货车时以及制动/碰撞期间工作。所描述的设备在减震单元2的可逆操作范围内为双动式(double-acting)设备，且在能量吸收元件32的不可逆塑性变形范围内为单动式(one-acting)设备。
如上文所提及，减震单元2的可逆操作范围可通过在前板21/后板22和侧部屏蔽件24之间设置合适的自由空间来调整。
一旦已达到减震单元2的最大行程(例如归因于碰撞)，则发生前板21/后板22和侧部屏蔽件24之间的阻挡/接触。当此发生时，力的水平增加，这致使激活负责吸收碰撞的动能的吸收设备1的组件。当传送冲击的能量时，轨道-车辆联接器头部按压在吸收设备1的前板21上，借此冲击力进一步传送到减震芯23、侧部屏蔽件24、后板22和能量吸收元件32。此外，能量吸收元件32在切割单元33上施加推力。此过程使得冲击能量被吸收/耗散，方式是：当能量吸收元件32“滑入”底座3的后板31时，通过切割单元33切割能量吸收元件32的内表面或外表面的顶层。在此步骤期间形成切屑，且减震单元2的后板22和底座3的后板31之间的距离减小。可通过恰当地设定后板22和后板31之间的距离来调整能量吸收元件32的最大不可逆行程。值得注意的是，例如借助于切割单元33和能量吸收元件32之间的按压力或使用不同大小/深度的缝隙7，通过调整使切割单元33进入能量吸收元件32的深度，因此通过调整切割深度，有可能使吸收设备适于预期工作条件或可能的碰撞能量。

Claims (15)

1.一种吸收设备(1)，其包括：
减震单元(2)，其包括前板(21)、后板(22)，以及布置于所述前板(21)和所述后板(22)之间的减震芯(23)；
底座(3)，其连接到所述减震单元(2)的所述后板(22)且具有后板(31)；以及
侧部屏蔽件(24)，其至少部分环绕所述减震芯(23)，所述侧部屏蔽件(24)的一端连接到所述减震单元(2)的所述前板(21)和所述后板(22)中的一个，所述侧部屏蔽件(24)的另一端与所述减震单元(2)的所述前板(21)和所述后板(22)中的另一个间隔开，
其特征在于：
所述底座(3)进一步包括能量吸收元件(32)，其连接到所述减震单元(2)的所述后板(22)且安装于所述底座(3)的所述后板(31)中，所述底座(3)的所述后板(31)包括用于切割所述能量吸收元件(32)的表面的切割单元(33)。
2.根据权利要求1所述的吸收设备，其特征在于所述切割单元(33)包括切割刀。
3.根据权利要求2所述的吸收设备，其特征在于所述切割单元(33)包括2到100个切割刀。
4.根据权利要求1所述的吸收设备，其特征在于所述切割单元(33)包括切割环。
5.根据前述权利要求中任一项所述的吸收设备，其特征在于所述切割单元(33)定位于所述能量吸收元件(32)外部。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的吸收设备，其特征在于所述能量吸收元件(32)为中空元件，且所述切割单元(33)定位于所述能量吸收元件(32)内部。
7.根据前述权利要求中任一项所述的吸收设备，其特征在于所述能量吸收元件(32)包括在其中布置所述切割单元(33)的阶状物(6)。
8.根据权利要求7所述的吸收设备，其特征在于在所述吸收设备(1)的纵向方向(A)上在所述能量吸收元件(32)和所述切割单元(33)之间设置间隙。
9.根据前述权利要求中任一项所述的吸收设备，其特征在于所述切割单元(33)处于接触所述能量吸收元件(32)的静止状态。
10.根据权利要求7-8中任一项所述的吸收设备，其特征在于在所述吸收设备(1)的横向方向(B)上在所述能量吸收元件(32)和所述切割单元(33)之间设置缝隙(7)，借此所述切割单元(33)不处于接触所述能量吸收元件(32)的静止状态。
11.根据前述权利要求中任一项所述的吸收设备，其特征在于所述减震芯(2)包括多个弹性衬垫(231)，和布置于所述弹性衬垫(231)之间的多个间隔件(232)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的吸收设备，其特征在于其进一步包括摩擦减小元件(4)，所述摩擦减小元件(4)布置于所述减震单元(2)的所述后板(22)上且减小所述吸收设备(1)和车辆结构或联接器腔室之间的摩擦。
13.根据前述权利要求中任一项所述的吸收设备，其特征在于所述侧部屏蔽件(24)包括至少两个单独的板。
14.根据权利要求1-12中任一项所述的吸收设备，其特征在于所述侧部屏蔽件(24)呈均匀套筒的形式。
15.根据前述权利要求中任一项所述的吸收设备，其特征在于其包括安全元件(5)，所述安全元件(5)布置于所述底座(3)的所述后板(31)和所述能量吸收元件(32)之间并连接到这些部件。
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