[发明专利]能量吸收装置及方法

说明书

本发明公开了一种能量吸收装置(3)和能量吸收方法，用于吸收施加在两个相对运动的物体之间碰撞时释放的能量，其中施加到两个物体中的任意物体上的异常负载导致该物体相对于另一个物体的加速，并且为了阻滞所述加速，在在碰撞时受到物体的应力作用的一个或多个元件的变形过程中吸收能量。所述变形过程包括在由冷成型材料制成的半固体或固体的变形螺栓(4)在由所述加速产生的力(FX)的方向上的强制拉伸的过程中的受控的直径减小。

技术领域

本发明涉及一种用于吸收两个相对运动的物体之间撞击时释放的能量的装置和方法。具体地涉及一种应用了能量吸收装置和方法的列车连接器(train coupler)。

背景技术

能量吸收装置是已知的，例如作为用于联接轨道车辆的列车连接器的结构部件，所述轨道车辆串联连接以相同的运动和方向一起移动，其中施加于任何相互连接的车辆的异常负载，比如在撞车时的施加的冲击负载，例如由导致所述车辆相对于另一车辆的加速度所导致的，并且其中为了阻滞所述加速度，加速度能量在包含于所述列车连接器中的一个元件或多个元件的变形过程中被吸收。

在用于列车连接器的能量吸收装置的结构上最简单的形式中，可以用剪力元件(shear out element)实现，该剪力元件提供在异常负载下放出的连接器的那些部件与那些保持静止连接至车辆底盘的部件之间的连接。剪力螺栓可以在例如EP 2 700 556 A1中找到。

用于列车连接器的能量吸收装置已知为变形管的形式，该变形管布置成在变形管的径向塌陷期间吸收能量，因为变形管被迫穿过锥形口，其最小直径小于该变形管的外径。这种方法的一个例子可以在EP 0 608 531 A1中找到。

上述解决方案的一个变体是倒置设计，其中变形管径向扩展为具有圆锥形端部件的心轴，大于变形管内径的外径被迫通过变形管。该方法的一个例子可以在WO 2005075272 A1中找到。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能量吸收的方法和装置的替代和改进设计，该方法和装置可以在列车连接器中实施，并且还具有吸收在相对运动的任何两个物体之间撞击时释放的能量的通用用途。

在这种情况下，相对运动的物体应该被理解为包括以相反方向运动的物体或者以相同方向以不同速度运动的物体，或者物体中只有一个相对于另一个可以静止的物体运动。当在此使用时，共同运动中的物体是指为了在相同方向上运动而串联连接的物体。

本发明的目的分别在所附权利要求中定义的方法，装置和列车连接器中定义。

在第一方面中，简要地说，本发明涉及一种用于吸收相对运动的两个物体之间碰撞时释放的能量的方法，其中施加到两个物体中的任意物体上的异常负载导致该物体相对于另一物体的加速，并且其中为了阻滞所述加速，在在碰撞时受到来自物体的应力的一个或多个元件的变形过程吸收能量。根据本发明，变形过程包括在由冷成形材料制成的半固体或固体的变形螺栓在由所述加速度产生的力的方向上的强制拉伸的过程中的受控的直径减小。

在第二方面，简要地说，本发明涉及一种能量吸收装置，其包括由冷成形材料制成的半固体或固体变形螺栓，该螺栓具有适于安放在形成于硬金属环中的通孔中的锥形部分。

第三方面，简要地说，本发明涉及适用于连接轨道车辆的联接器，所述连接轨道车辆在相互连接的状态下以共同的运动和方向一起运动，其中施加到连接器的异常负载导致连接器或其部分相对于车辆的加速，并且其中为了阻滞所述加速，在所述连接器所包括的一个或多个元件的变形过程中吸收能量。根据本发明，一个或多个能量吸收元件包含由冷成型材料制成的半固体或固体的变形螺栓的所述锥形部分位于形成在硬金属环中的通孔中的至少一种组合。

通过本发明实现的一个技术效果是能量吸收装置能够吸收碰撞时释放的能量并且通过吸收至少部分能量来避免或减少对结构，车辆和乘客的损害。

由本发明实现的另一技术效果是在变形过程的全长期间获得的充分地连续地能量吸收能力。