能量吸收装置，特别是用于滑轨式车辆的抗冲击载荷的安全装置的形式制造方法及图纸

本发明专利技术涉及能量吸收装置（１００），特别是用于滑轨式车辆的、抗冲击载荷的安全装置的形式的能量吸收装置，其中该能量吸收装置包含能量吸收构件（１０）以及匹配构件（２０）。该匹配构件（２０）通过下述方式与能量吸收构件（１０）协同作用，即如果被施加于本能量吸收装置（１００）的临界冲击力被超出，则该匹配构件以及吸收装置在被施加于本能量吸收装置的冲击能量中的至少一部分被吸收的同时彼此相对相向运动。为了实现，通过简单易行的方法整体提高可被能量吸收装置（１００）耗散的能量，根据本发明专利技术应设有，含有至少一个由纤维合成材料构成的能量吸收区域（１１），该区域随匹配构件（２０）相对于能量吸收构件（１０）的运动至少部分地被非延展地分解成纤维。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能量吸收装置，特别是用于滑轨式车辆的抗冲击载荷的安全装置的 形式的能量吸收装置，其中该能量吸收装置包含能量吸收构件以及通过下述方式与能量 吸收构件配合作用的匹配构件，即如果被施加于能量吸收装置的临界冲击力被超出，则 该匹配构件以及该能量吸收装置彼此相对相向运动且同时吸收被施加于本能量吸收装置 的冲击能量中的至少一部分。
技术介绍
众所周知，滑轨式车辆，例如轨道式车辆，装配有含有至少一个能量吸收装置 的抗冲击载荷的安全装置，其目的在于至少部分地耗散掉在车辆撞击障碍物时所产生的 冲击能量。在抗冲击载荷的安全装置中使用的能量吸收装置通常包含一个或更多个能量 吸收构件。通常被设计成被破坏的至少一个能量吸收构件应该保护滑轨式车辆的主架， 特别是当车辆在轨道上的速度很高时。由现有技术可知的被设计成被破坏的能量吸收装置具体是变形管或碰撞吸能 盒，其中通过限定的塑性形变将冲击能量破坏性地转化成形变所作的功和热能。例如DE 297 03 351 Ul号专利公开涉及用于吸收动能的构件，该构件根据塑性 形变原理机械地运作。具体地说，这一现有技术中提出了包含底板和连接板的能量吸 收装置，且能量吸收构件被夹在上述两块板之间。能量吸收构件是塑料材料构成的厚壁 管，该材料一方面具有特定的初始弹性而另一方面具有其应力应变曲线接近矩形塑料的 塑料工作行程。当冲击载荷较小时，能量吸收构件的初始弹性通过形变来提供保护。在 工作行程超出屈服点之后，能量吸收构件会出现塑性形变，由此该能量吸收构件的长度 减小同时其外缘周长扩大形成突起。另一方面，由WO 2009/034123 Al号专利公开中可知的是，抗冲击载荷的安全 装置特别适用于与传输力的构件一起使用，以作为附加的不可逆阶段来提供抗冲击载荷 的安全性。该抗冲击载荷的安全装置包含变形管形式的能量吸收构件以及力传输构件形 式的匹配构件。在这种情况下，该匹配构件(力传输构件)与能量吸收构件按下述方式 配合工作，即当预先设定的特征冲击力被超出后，变形管形式的能量吸收构件发生塑性 形变且在过程中耗散掉随冲击力传输而产生的能量中的至少一部分。在变形管的塑性形 变期间，变形管(能量吸收构件)和力传输构件(匹配构件)相对相向运动。
技术实现思路
本专利技术的目的在于优化本文开篇所定义类型以及例如由W02009/034123 Al号 专利公开可知的能量吸收装置，以使其能够以简单易行的方式可靠地耗散即便更高的冲 击能量，同时该能量吸收装置的构造被简化。通过独立权利要求1的主题来实现上述目的。根据本专利技术的方法的有利优化在从属权利要求中被详细说明。因此，提出了一种包含能量吸收构件和匹配构件的能量吸收装置，依据根据本 专利技术的规定，提供一种能量吸收构件，其包含至少一个由纤维合成材料制成的能量吸收 区域，在匹配构件相对于能量吸收构件运动期间，该材料至少部分地非延展地分解成纤 维。本文中所用专业术语“匹配构件”是指，当能量吸收构件作用时引发能量吸收 构件的能量吸收区域中的纤维合成材料非延展地破坏的构件。可以想到的是例如，将 匹配构件实现为活塞形式，它执行将冲击力传输到能量吸收构件的能量吸收区域中的功 能，而后匹配构件在能量吸收构件作用时相对于受保护的结构(例如轨道式车辆的主架) 运动。另一方面，当然也是可以想到的是，将匹配构件与受保护的结构牢固地连接，在 此情况下，当能量吸收构件作用时，能量吸收构件相对于受保护的结构及匹配构件运动 并且至少部分地运动到匹配构件内。在根据本专利技术的方法中，至少部分被施加到能量吸收装置的冲击能量将通过以 下方法被耗散，即能量吸收构件的能量吸收区域至少部分地被分成单个小块，而不是像 在传统的能量吸收装置中那样产生塑性形变。换句话说，当能量吸收装置作用时，施 加于能量吸收装置的冲击能量被用于将能量吸收区域分解成纤维并借此使其至少部分地 被耗散。由于工件分解成纤维以及粉末化与正常的塑性形变过程相比需要更加可观的 能量，所以根据本专利技术的能量吸收装置尤其适合于需要耗散掉更高比重的冲击能量的应 用。另一方面，由纤维合成材料构成的能量吸收构件与由金属构成的传统能量吸收 构件(变形管)相比以其轻质结构而著称，从而可以降低能量吸收装置的总重量。通过在聚合物基体系统中嵌入增强纤维来构成纤维合成材料。当基体将纤维保 持在预设位置，在纤维之间传输压力，并且保护纤维不受外界影响时，增强纤维获得机 械载重特性。特别是芳族聚酸胺纤维、玻璃纤维和碳纤维适合被用作增强纤维。芳族聚 酸胺纤维由于其延展性的缘故只具有相对较低的刚性，并且因此玻璃纤维和碳纤维尤其 更适于被用来生成能量吸收区域。为了构成能量吸收区域，应该产生特定的纤维体系结构或纤维层状结构，以便 获得符合预期载荷状况的能量吸收构件及能量吸收装置特性。将碳纤维增强塑料材料用 作能量吸收区域的原料是尤为理想的，这是因为这种材料具有很高的强度。当沿冲击力 传输方向放置的纤维的比例份额发生改变时，能量吸收装置的强度和作用行为可以被设定。本文中所用的表达方式“由纤维合成材料构成的能量吸收区域的分解成纤维” 应被理解为，(故意引发的)纤维合成材料(形成能量吸收区域的材料)的纤维结构的毁 坏。具体地，由纤维合成材料构成的能量吸收区域的分解成纤维并不是简单地等同于能 量吸收区域产生(易碎)分裂，而是，能量吸收区域内的纤维合成材料的分解被分成小块 (碎片)还进一步包含在分解成纤维的过程中的粉末化。各种不同的设计可以被考虑以用于能量吸收构件和匹配构件。例如可以想到的 是匹配构件是活塞形式并且至少将能量吸收构件与匹配构件相邻的区域是气缸形式，这 样活塞形式的匹配构件便可通过下述方式与能量吸收构件相连接，即当能量吸收装置作用时，活塞(匹配构件)向气缸(能量吸收构件)内运动并在该过程中将由纤维合成材料 构成的能量吸收区域非延展地分解成纤维。特别地，可以想到的是，匹配构件的与能量吸收构件相邻的区域被能量吸收构 件的与匹配构件相邻的区域通过下述方式伸缩地保持，即匹配构件的与能量吸收构件相 邻的区域的端面邻接抵靠于由纤维合成材料构成的能量吸收区域上的挡块。借助这种伸 缩构造可以确保，引导当能量吸收装置作用时在匹配构件与能量吸收构件之间存在的相 对运动。上述实施例中匹配构件是被可伸缩地保持在能量吸收构件中的活塞的形式被构 成，作为其替代，至少匹配构件的与能量吸收构件相邻的区域能够是气缸的形式且能量 吸收构件可以是活塞的形式，能量吸收构件的与匹配构件相邻的区域便可以被匹配构件 的与能量吸收构件相邻的区域伸缩地保持。具体来说，与匹配构件相邻的由纤维合成材 料构成的能量吸收区域的端面优选地在这种情况下应该邻接抵靠于匹配构件的挡块。为了当能量吸收构件作用时能够只通过由纤维合成材料构成的能量吸收区域来 耗散冲击能量，匹配构件与能量吸收构件相邻区域的端面应具有比由纤维合成材料构成 的能量吸收区域更高的强度。之后，这同样可以确保的是，当能量吸收构件作用时产生 的匹配构件相对于能量吸收构件的运动只会导致能量吸收区域的毁坏，而能量吸收构件 的其他部件不会失灵。这样便可以在能量被吸收时实现事先可安排的一系列事件。在根据本专利技术的能量吸收装置的优选实施例中，匹配构件是空心体形式，这种 空心体在其与能量吸收构本文档来自技高网...

【技术保护点】
能量吸收装置（１００），具体是用于滑轨式车辆的抗冲击载荷的安全装置的形式的能量吸收装置，该能量吸收装置包含能量吸收构件（１０）以及与该能量吸收构件（１０）以如下方式协同作用的匹配构件（２０），即如果被施加于所述能量吸收装置（１００）的临界冲击力被超出，则该匹配构件（２０）以及该吸收构件（１０）彼此相对相向运动，且同时吸收被施加于所述能量吸收装置（１００）的冲击能量中的至少一部分，所述能量吸收构件（１０）具有由纤维合成材料构成的至少一个能量吸收区域（１１），在所述匹配构件（２０）相对于所述能量吸收构件（１０）运动期间，所述能量吸收区域（１１）至少部分非延展地分解为纤维，其特征在于，所述匹配构件（２０）采用空心体形式，且该空心体在其与所述能量吸收构件（１０）相邻的端面（２１）处开口，以便当所述匹配构件（２０）相对于所述能量吸收构件（１０）运动时所产生的由纤维合成材料构成的所述能量吸收区域的碎片的至少一部分能够被容纳到所述空心体的内部。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：U贝卡，S英德，
申请(专利权)人：福伊特专利公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]