本发明专利技术涉及一种具有至少一个第一构件和至少一个第二构件的形状配合的构件连接装置；其具有将第一构件形状配合地与第二构件连接的连接元件，所述连接元件插入孔中，所述孔沿着轴线穿过第一构件和第二构件。按照本发明专利技术的形状配合的构件连接装置的特征在于，连接元件具有沿着轴线延伸的空心的中心部。具有沿着轴线延伸的空心的中心部。具有沿着轴线延伸的空心的中心部。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形状配合的构件连接装置；连接元件和具有这种用于连接至少两个构件的构件连接装置的轨道交通工具耦连装置
[0001]本专利技术涉及一种形状配合的构件连接装置、一种用于这种构件连接装置的连接元件和具有至少一个用于连接至少两个构件的形状配合的构件连接装置的轨道交通工具耦连装置。
[0002]在轨道交通工具耦连装置中的能量吸收装置以及其他技术结构中，规定的负载必须通过形状配合的构件连接装置可靠地并且持久地进行传递。同时，在确定的应用中期望的是，预定的构件连接装置在达到确定的失效载荷时受控制地失效，以避免包含形状配合的构件连接装置的结构的其他区域中出现过载，或者允许备选的载荷路径。
[0003]传统的形状配合的构件连接装置具有至少一个第一构件和至少一个第二构件以及将第一构件形状配合地与第二构件连接的连接元件，所述连接元件例如设计为螺栓。螺栓具有有针对性的横截面薄弱部，该横截面薄弱部通过在其表面中开设的周向槽实现。该周向槽根据其几何形状调节期望的失效载荷，在所述失效载荷中使螺栓杆被剪断。
[0004]已知的设计方案的缺陷为，由于具有表面槽的横截面薄弱部使得相应连接元件的疲劳强度也被较大程度地降低。
[0005]例如专利文献US 6,981,599 B2所描述的其它解决方案在具有螺纹的构件中设置有空心孔，其目的在于，有针对性地削弱该构件，以便使具有螺纹的构件能够在受载荷时按规定地失效。不利的是，空心孔不能任意地设计，而是在连接元件的功能和强度方面受到限制。
[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种例如用于轨道交通工具耦连装置的能量吸收装置中的形状配合的构件连接装置，其中，所述构件连接装置能够承受不超过能精确调节的失效载荷的载荷状态并且同时具有相对较高的疲劳强度。此外，所述构件连接装置应当也可以适用于特点为具有两个或者更多个剪切位置的构件连接装置。
[0007]按照本专利技术的技术问题通过具有权利要求1的技术特征的形状配合的构件连接装置解决。用于形状配合的构件连接装置的连接元件由权利要求13表征，具有这种构件连接装置的轨道交通工具耦连装置由权利要求14表征。在从属权利要求中给出了构件连接装置以及轨道交通工具耦连装置、尤其是轨道交通工具耦连装置的具有这种形状配合的构件连接装置的能量吸收装置的有利的并且特别适宜的设计方案。
[0008]按照本专利技术的形状配合的构件连接装置具有至少一个第一构件和至少一个第二构件以及将第一构件形状配合地与第二构件连接的连接元件。连接元件插入孔中，所述孔沿着轴线穿过第一构件和第二构件。
[0009]连接元件具有沿着轴线延伸的空心的中心部。按照本专利技术，连接元件除了空心的中心部之外沿着所述连接元件的外周具有至少一个凹槽，其中，所述凹槽优选在整个周向上延伸，然而局部周向凹槽也是可行的。通过例如可以与轴线同心地延伸的空心的中心部，能够实现连接元件的明显更高的疲劳强度，因为阻力矩与已知的连接元件的阻力矩相比显著地提高。由此能够在给定的失效载荷相同的情况下实现明显更高的疲劳强度。通过凹槽能够精确地调节失效载荷，因为凹槽形成了相应的横截面薄弱部并且产生切口效应。凹槽
的横截面形状可以是有角的和/或圆形的。
[0010]空心的中心部和凹槽的组合由此提供的优点为非常精确地调节最大所能传递的力并且由此非常精确地调节预定义的失效载荷，在该失效载荷中，通过连接元件的失效解除连接。
[0011]构件连接装置可以设计为预紧的或者非预紧的连接装置。在预紧的设计方案中不同的变型方案都是可行的，例如借助与配合元件(Konterelement)的螺纹连接或者插塞连接施加预紧。对于螺纹连接，连接元件和/或配合元件上的不同的驱动结构都是可行的，例如外部驱动结构、例如外六边形，或者例如具有内六变形或者星形的内部驱动结构。
[0012]按照一种有利的实施方式，连接元件具有柱状的、在孔内延伸穿过第一构件和第二构件的杆。这种杆能够特别容易地制造并且可以容易地例如通过构件中相应的圆形孔导引。
[0013]按照第一实施方式，连接元件内的空心的中心部设计为沿着轴线延伸的盲孔。连接元件的具有螺纹的区域在此例如可以设计为不具有中心部、即实心地设计。
[0014]按照一种备选的实施方式，中心部设计为穿过连接元件的通孔。由此能够沿着轴线实现特别一致的阻力矩。
[0015]在两种设计方案的有利的扩展设计中，在空心的中心部中布置有至少两个或者更多个填充元件、尤其是形式为实心柱体状的元件的填充元件，所述填充元件的延伸范围沿着纵轴线方向观察在凹槽的区域中终止。由此填满的中心部在剪切平面中具有分离平面，其中，整体系统的刚性同时也更高。
[0016]按照另一种备选的实施方式，连接元件制造为3D打印构件并且设置有至少一个、优选多个中心部，所述中心部这样布置和构造在连接元件的内部中，使得在凹槽的区域中构成沿着连接元件的纵向延伸的凹部或者空腔。由此仅在实际的剪切面的区域中提供空心的横截面。这种设计的优点在于显著地加强了连接元件并且由此在必要时实现了达到完全失效的更短的路径。
[0017]单独的中心部可以呈柱状，由此使所述中心部能够特别容易地制造。然而也可以考虑其它的横截面形状、例如星形或者多边形。椭圆形或者其它的弧形形状原则上也是可行的。
[0018]连接元件优选设计为螺栓。连接元件依此可以具有螺栓头和螺纹，配合元件、例如螺母可以旋拧到所述螺纹上或者配合元件能够旋拧到所述螺纹中。螺栓头和/或配合元件可以如所述那样具有相应的驱动结构、内部驱动结构和/或外部驱动结构。
[0019]第一构件和第二构件优选通过连接元件沿着轴向相对于彼此预紧。例如在将连接元件设计为螺栓的设计方案中，所述螺栓优选通过预设的拧紧力矩进行安装。由此能够精确地调节失效载荷。
[0020]连接元件尤其在第一构件和第二构件之间的至少一个剪切位置的区域中具有沿着所述连接元件的外周的凹槽。凹槽在此尤其至少部分地、优选完全地沿着周向围绕连接元件的轴线延伸。凹槽的布置结构和定向在此优选在下述平面中实现，所述平面垂直于能够由连接元件的轴线和所述轴线的垂线描述的平面定向。
[0021]本专利技术既能够用于单面剪切的构件连接装置也能够用于多面剪切的构件连接装置中。对于单面剪切的连接，在第一构件和第二构件之间存在唯一的剪切位置。对于多面剪
切的连接，在第一构件和第二构件之间存在至少两个剪切位置。自然可以有多于两个构件通过连接元件相互连接，构件之间相应地具有更多数量的剪切位置。
[0022]如果设置有多个构件剪切位置，则优选在连接元件的外周上为每个剪切位置设置至少一个相应的凹槽，所述凹槽有利地直接定位在剪切位置的区域中。
[0023]这种构件连接装置能够特别有利地在轨道交通工具耦连装置的连接中使用，在所述连接中，在超过预定的载荷时应当引起连接元件的有针对性的失效。按照本专利技术的轨道交通工具耦连装置因此具有至少一个所示类型的形状配合的构件连接装置。特别有利的是将这种连接元件用于轨道交通工具耦连装置的能量吸收装置和/或车厢上的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种形状配合的构件连接装置具有至少一个第一构件(1)并且具有至少一个第二构件(2)；具有将所述第一构件(1)形状配合地与所述第二构件(2)连接的连接元件(3)，所述连接元件插入孔(4)中，所述孔沿着轴线(X)穿过所述第一构件(1)和所述第二构件(2)；所述连接元件(3)具有至少部分地沿着所述轴线(X)延伸的空心的中心部(5)。其特征在于，所述连接元件(3)具有至少一个至少部分地沿着其外周延伸的凹槽(6)。2.根据权利要求1所述的形状配合的构件连接装置，其特征在于，所述连接元件(3)具有柱状的、在所述孔(4)内延伸穿过所述第一构件(1)和所述第二构件(2)的杆(8)。3.根据权利要求1或2之一所述的形状配合的构件连接装置，其特征在于，所述中心部(5)设计为沿着所述轴线(X)延伸的盲孔。4.根据权利要求1或2之一所述的形状配合的构件连接装部，其特征在于，所述中心部(5)设计为沿着所述轴线(X)延伸的通孔。5.根据权利要求3或4之一所述的形状配合的构件连接装置，其特征在于，在所述空心的中心部(5)中布置有至少两个或者更多个填充元件(18.1、18.2、18.3)、尤其是实心柱体状的元件，所述填充元件的延伸范围沿着所述连接元件(3)的纵轴线观察在所述凹槽(6)的区域中终止。6.根据权利要求1或2之一所述的形状配合的构件连接装置，其特征在于，所述连接元件设计为3D打印件并且单独的中心部(5)沿着所述连接元件(3)的纵向观察在所述凹槽(6)的区域中设计为沿着该方向延伸的凹部或者空腔(12.1、12.2、12.3)。7.根据权利要求1至6之一所述的形状配合的构件连接装置，其特征在于，所述连接元件(3)设计为螺栓。8.根据权利要求1至7之一所述的形状配合的构件连接装置，其特征在于，所述第一构件(1)和所述第二构件(2)由所述连接元件沿着所述轴线(X)相互紧固。9.根据权利要求1至8之一所述的形状配合的构件连接装置，其特征在于，所述连接元件(3)在所述第一构件(1)和...
【专利技术属性】
技术研发人员：C尼克劳斯，E杰德，A康特茨基，
申请(专利权)人：福伊特专利有限公司，
类型：发明
国别省市：
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