[发明专利]尤其与缓冲器结合使用的可更换的能量吸收结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种能量吸收单元，该能量吸收单元和用于传递力的部件一起特别适于用作附加的不可逆减震台。

背景技术

印刷出版物EP 0 926 381A1涉及一种具有变形管的碰撞吸收装置。为了在起动该装置以后改善变形管的变形性能，以及为了能够穿过变形路径获得最稳定的减震性，变形管设置在两个对中元件(centering element)之间，该变形管的端部分别牢固支撑，而且该对中元件相对于彼此保持为不能横向于冲击方向移动，因而变形管的端部也相对彼此不能横向于冲击方向移动。在变形管的每个端部设置有轴向支座(axial abutment)，该轴向支座在变形管因碰撞冲击而变形时用作轴向支撑。

印刷出版物DE 297 03 351U1说明了一种用于吸收动能的元件，其中，该元件根据塑性变形原理而机械地动作。具体来说，该现有技术提出了一种包括基板和连接板的能量吸收结构，其中，在基板和连接板之间固定有能量吸收元件。所述能量吸收元件为厚壁塑料管，该厚壁塑料管一方面具有一定的初始弹性，另一方面进行近乎直角的塑性工作行程(rectangular plasticworking stroke)。该能量吸收元件的初始弹性在较小冲击时产生变形保护。

在工作行程中超过屈服强度会出现塑性变形区域，因而该区域呈现出长度减小而外径凸出增大。

印刷出版物DE 747 330C涉及一种具有一体的能量吸收元件的柱塞缓冲器(plunger buffer)。该现有的柱塞缓冲器包括缓冲杆，通过设置在所述缓冲杆内的缓冲棒和缓冲弹簧的帮助，所述缓冲杆连接到有轨车辆主体的前端，从而使缓冲杆能够吸收适度的碰撞。在进行了最大可能的减震行程之后，缓冲板碰到突出到变形管的前部中的凸缘。

从印刷出版物U S3,428,150可知一种缓冲器/牵引(drawgear)机构，该机构包括伸缩结构的变形管，该变形管在大于缓冲器/牵引机构的操作载荷的载荷的作用下连续地进行塑性变形。

从印刷出版物GB 1 419 698A可知一种用于车辆的缓冲元件，该缓冲元件包括至少一个变形管形式的不可逆能量吸收元件。

印刷出版物EP 0 826 569A2说明了一种用于轨道车辆的碰撞保护装置，该碰撞保护装置包括侧缓冲器和位于该侧缓冲器下游的能量吸收单元。具体地说，该能量吸收单元基本上设计为“碰撞箱(crash box)”，该碰撞箱的一侧可拆卸地连接在有轨车辆的前端，而侧缓冲器能够同样可拆卸地连接到碰撞箱的另一侧。该现有技术明确地教导了使用朝向侧缓冲器渐缩的箱形碰撞箱作为能量吸收元件，从而使能量吸收元件在发生碰撞时能够发生最大限度可控的弯曲变形。

因此，对于有轨车辆技术领域来说，众所周知的是，当车体尚未通过转向架(bogie)连接在一起时，在例如多组件车辆(multi-member vehicle)的各个车体上装配所谓的侧缓冲器或UIC缓冲器，因而相连的两个车体之间的距离能够在车辆正常运行过程中变化。因此，这些侧缓冲器用于吸收和减弱在车辆的正常运行过程中产生的碰撞，例如在制动或提速时。

伸缩结构通常用于侧缓冲器，该侧缓冲器包括缓冲器壳体，容纳在缓冲器壳体内的传力部件，以及弹簧或弹性体形式的阻尼元件。通过这种类型的结构，缓冲器壳体用作纵向引导并用于支撑横向力，而容纳在缓冲器壳体内的阻尼元件沿纵向方向传递力。

欧洲标准(例如UIC 526和528标准)规定了一些类型的缓冲器的总长度和缓冲器行程，即阻尼元件的弹簧行程。符合标准的UIC缓冲器的缓冲器行程的范围为例如100-110mm。在达到最大缓冲器行程后，侧缓冲器的缓冲性能用尽，因而超出侧缓冲器的特征操作载荷的碰撞力会未经缓冲地施加到车辆的底架。

虽然在车辆的正常运行过程中产生的碰撞力(例如多组件车辆的各个车体之间的碰撞力)能够被例如与侧缓冲器一体的可再生设计式阻尼元件吸收，但是，当超过侧缓冲器的操作载荷时，例如在车辆与障碍物相撞时或者在车辆突然制动时，与侧缓冲器一体的阻尼元件通常不能吸收产生的全部能量。因此，侧缓冲器提供的减震性不再总体地集成到车辆的能量吸收概念中，从而使产生的碰撞力直接传递到车辆的底架。这使得车辆的底架承受极大的载荷，从而有损坏或甚至破坏该底架的可能性。

为了防止这种损坏，已知现有技术中通常设计有柱塞缓冲器的引导部件，从而在达到缓冲器行程的最大值以后，即在侧缓冲器的引导部件(缓冲套筒和缓冲杆)撞击限定的制动器以后，还存在额外的变形可控的收缩可能性。