CN205022601U - 一种防爬吸能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轨道车辆被动安全技术领域，尤其涉及一种防爬吸能装置。本实用新型的防爬吸能装置的防爬机构和吸能元件顺次连接，吸能元件内套装有导向机构，导向机构与防爬机构连接；吸能元件的腔体包括多个多重嵌套单元。该防爬吸能装置结构简单，能连接在轨道车辆的底架端梁上，在轨道车辆正常运行和制动时，不起传递纵向力作用，只有当轨道车辆在一定速度下发生碰撞事故时，才通过设有多个多重嵌套单元的吸能元件发生可控有序的塑性大变形来吸收碰撞能量，其结构简单，安全可靠，且具备优良的防爬性能，可以在稳定吸收能量的基础上有效防止车辆发生爬车现象。

Description

一种防爬吸能装置

技术领域

本实用新型涉及轨道车辆被动安全技术领域，尤其涉及一种防爬吸能装置。

背景技术

当轨道车辆发生事故碰撞时，特别是列车的端部碰撞后，被撞击车辆的结构会发生严重塑性变形，很可能导致乘客伤亡，甚至有时还会发生一列车爬到另一列车上的“交叠”现象，即爬车现象，更加加剧了事故的严重性，使伤亡率增加。

因此，近年来国内外对轨道交通的碰撞安全性日益重视，车体耐撞性设计已经成为各轨道车辆新车型设计时必须重视的关键技术。

目前，耐撞击车体结构设计中，引入了吸能结构，且合理安排不同部位的纵向刚度，以保证在意外碰撞事故发生时，通过附加在车辆前端的专用吸能结构产生可控的有序失效变形，吸收和耗散能量，从而延长撞击过程的作用时间，降低撞击导致的加/减速度，使车体结构的主要部位不发生明显塑性变形，为司乘人员提供必要的生存空间。

但是目前现有的防爬吸能装置受到吸能结构限制，当意外碰撞事故发生时，往往存在其设有的吸能结构的变形不可控，或是吸能结构的强度无法保证，从而影响能量吸收和耗散效果，使得司乘人员的安全无法受到良好的保证。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供了一种防爬吸能装置，当意外碰撞事故发生时，其设有的吸能元件的变形是可控且有序的，且具备有较大的能量吸收能力，同时可以有效防止车辆发生爬车现象。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种防爬吸能装置，包括顺次连接的防爬机构和吸能元件，所述吸能元件内套装有导向机构，所述导向机构与防爬机构连接；所述吸能元件的腔体包括多个多重嵌套单元。

其中，所述多重嵌套单元包括分别与所述防爬机构连接的第一吸能板、第二吸能板和多个第三吸能板；所述第一吸能板套装于导向机构外，所述第二吸能板焊接于第一吸能板内，多个所述第三吸能板分别焊接在第一吸能板或第二吸能板内，或者焊接在第一吸能板和第二吸能板之间。

其中，多个所述多重嵌套单元之间均通过第一吸能板焊接，且多个所述多重嵌套单元以所述吸能元件的中心轴对称设置。

其中，所述第一吸能板上靠近所述防爬机构的一端还设有一个或多个减载孔。

其中，所述第一吸能板与第二吸能板焊接成多边形结构，多个所述第三吸能板分别与第一吸能板和/或第二吸能板焊接成多边形结构。

其中，所述第一吸能板、第二吸能板和第三吸能板的厚度相等，且所述厚度范围为3mm～6mm。

其中，还包括安装座，所述安装座焊接在吸能元件上的远离防爬机构的一端，所述导向机构通过所述安装座套装于所述吸能元件内。

其中，所述导向机构成十字形结构。

其中，多个所述多重嵌套单元分别与导向机构成一定间隔设置。

其中，多个所述多重嵌套单元分别与导向机构之间的间隔范围为8mm～16mm。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：本实用新型的防爬吸能装置的防爬机构和吸能元件顺次连接，吸能元件内套装有导向机构，导向机构与防爬机构连接；吸能元件的腔体包括多个多重嵌套单元。该防爬吸能装置结构简单，能连接在轨道车辆的底架端梁上，在轨道车辆正常运行和制动时，不起传递纵向力作用，只有当轨道车辆在一定速度下发生碰撞事故时，才通过设有多个多重嵌套单元的吸能元件发生可控有序的塑性大变形来吸收碰撞能量，其结构简单，安全可靠，且具备优良的防爬性能，可以在稳定吸收能量的基础上有效防止车辆发生爬车现象。

附图说明

图1为本实用新型实施例的防爬吸能装置的轴侧图；

图2为本实用新型实施例的防爬吸能装置的正视图；

图3为图2的A向剖视图。

其中，1、防爬机构；2、吸能元件；21、第一吸能板；22、第二吸能板；23、第三吸能板；3、安装座；4、导向机构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1、图2所示，本实施例所述的防爬吸能装置结构简单，能连接在轨道车辆的底架端梁上，该防爬吸能装置上的防爬机构1和吸能元件2顺次连接，吸能元件2内套装有导向机构4，导向机构4与防爬机构1连接；吸能元件2的腔体包括多个多重嵌套单元，多个组焊而成的多重嵌套单元使得吸能元件2的腔体结构稳固，在轨道车辆正常运行和制动时，不起传递纵向力作用，只有当轨道车辆在一定速度下发生碰撞事故时，才通过设有多个多重嵌套单元的吸能元件发生可控有序的塑性大变形来吸收碰撞能量；同时，在防爬吸能装置上设有具备优良的防爬性能的防爬机构1，可以在稳定吸收能量的基础上有效防止车辆发生爬车现象。

如图3所示，多重嵌套单元的第一吸能板21、第二吸能板22和多个第三吸能板23分别与防爬机构1连接；第一吸能板21套装于导向机构4外，第二吸能板22焊接于第一吸能板21内，多个第三吸能板23分别焊接在第一吸能板21或第二吸能板22内，或者焊接在第一吸能板21和第二吸能板22之间，通过焊接第三吸能板23，使得第一吸能板21和第二吸能板22的弯折处、以及第一吸能板21和第二吸能板22的连接处的结构更加稳固，在轨道车辆正常运行和制动时，不起传递纵向力作用，当碰撞发生时，吸能元件2的压溃变形是稳定有序可控的塑性变形。

多个多重嵌套单元之间均通过第一吸能板21焊接，通过多个多重嵌套单元组焊连接使吸能元件2的外部结构构成一多边体，优选构成一截面为正方形的长方体，多个多重嵌套单元沿吸能元件2的中心轴对称设置，以确保碰撞发生时，吸能元件2能均衡的吸收能量，多个多重嵌套单元的形变均相同，有效避免吸能元件2发生不必要的横向失控变形。

本实施例中，第一吸能板21与第二吸能板22焊接成多边形结构，多个第三吸能板23分别与第一吸能板21和/或第二吸能板22焊接成多边形结构，从而使第一吸能板21与第二吸能板22之间构成多边形结构，第三吸能板23与第一吸能板21和第二吸能板22组合成嵌套在由第一吸能板21与第二吸能板22之间构成的多边形结构内的另一个多边形结构，与此同时，第三吸能板23与第一吸能板21和/或第二吸能板22之间还构成了稳定的三角形结构，且为了保证多重嵌套单元的结构稳定可靠，第三吸能板23是对称的焊接在第一吸能板21和/或第二吸能板22上，以确保多重嵌套单元内部为一稳定的中心对称结构。

由于吸能元件2是该防爬吸能装置的核心部件，其吸能量取决于第一吸能板21、第二吸能板22和第三吸能板23的强度和厚度，优选第一吸能板21、第二吸能板22和第三吸能板23均为碳钢型材，其厚度相等，且厚度范围根据轨道车辆的端部吸能量要求优选为3mm～6mm。

为了确保吸能元件2的压溃变形是稳定有序的，出于降低防爬吸能装置强度的考虑，可在吸能元件2的外部结构上靠近防爬机构1的一侧预制出一定的减载缺陷，本实施例中，优选在第一吸能板21上靠近防爬机构1的一端设有一个或多个减载孔(图中未示出)，减载孔优选为圆孔或方孔，设置于第一吸能板21的弯折处。

为了便于将该防爬吸能装置安装在轨道车辆的底架端梁上，该防爬吸能装置还设有安装座3，安装座3焊接在吸能元件2上远离防爬机构1的一端，导向机构4通过安装座3套装于吸能元件2内；优选安装座3上设有八个螺栓孔，通过螺栓连接的方式将防爬吸能装置紧固连接在轨道车辆的底架端梁上。

安装座3上设有与导向机构4的截面形状相同的导向孔，导向机构4穿过导向孔后套装在吸能元件2内，当碰撞发生时，导向孔为导向机构4提供固定导向作用，以避免导向机构4因碰撞剧烈而发生不受控的错位形变。

本实施例的导向机构4成十字形结构，从而使导向机构4套装在吸能元件2内部时能够大面积覆盖接触吸能元件2的多重嵌套单元，使导向机构4具有更良好的稳固支撑性能。

为了保证该防爬吸能装置的安全可靠，优选防爬机构1、吸能元件2、安装座3和导向机构4的材质均为碳钢；为了不影响导向机构4的导向作用，本实施例的吸能元件2内的多个多重嵌套单元分别与导向机构4之间成一定间隔设置，且安装座3的导向孔也与导向机构4之间成一定间隔设置，间隔范围优选为8mm～16mm。

本实施例的防爬吸能装置的防爬机构1和吸能元件2顺次连接，吸能元件2内套装有导向机构4，导向机构4与防爬机构1连接；吸能元件2的腔体包括共计四个多重嵌套单元。

多重嵌套单元通过碳钢型材折弯组焊而成；在各个多重嵌套单元中，将第一吸能板21和第二吸能板22分别折弯并焊接形成一截面为正方形的结构，将四个第三吸能板23分别斜向焊接在第一吸能板21和第二吸能板22的折弯处，以及第一吸能板21和第二吸能板22的连接处，从而使得多重嵌套单元形成一个截面为正方形内嵌六边形的结构，该结构中的第三吸能板23又分别与第一吸能板21和/或第二吸能板22之间构成稳定的三角形结构，且中心对称的分布于由第一吸能板21和第二吸能板22构成的截面为正方形的结构的四角处，使得该多重嵌套单元结构更加稳定可靠；四个多重嵌套单元之间还通过第一吸能板21彼此焊接，从而将四个多重嵌套单元连接成具有一稳定的截面结构，该截面结构的外部为正方形，内部的四角处分别由正方形内嵌六边形的结构构成；在各个多重嵌套单元之间还预留有用于套装导向机构4的十字形通道，且确保每个多重嵌套单元均与导向机构4之间成一定间隔设置。

导向机构4顺次穿过安装座3上的导引孔和吸能元件2内的通道后，焊接在防爬机构1上，在防爬机构1朝外的一侧还设有防爬齿，可以有效防止列车发生爬车现象；安装座3上的导引孔设置为十字形，且与导向机构4之间成一定间隔设置；安装座3上设置有八个螺栓孔，通过螺栓连接的方式将防爬吸能装置紧固连接在轨道车辆的底架端梁上。

当碰撞发生时，防爬机构1与对向列车发生撞击，吸能元件2由于设有稳定、均衡、可靠的多个多重嵌套单元的结构，使其承受冲击力时能够发生稳定有序的可控形变，且导向机构支撑覆盖了吸能元件2的大部分结构，从而使该导向机构4对受到撞击的吸能元件2起到良好的导向作用，确保吸能元件2的形变可控。

综上所述，本实施例的防爬吸能装置的防爬机构1和吸能元件2顺次连接，吸能元件2内套装有导向机构4，导向机构4与防爬机构1连接；吸能元件2的腔体包括多个多重嵌套单元。该防爬吸能装置结构简单，能连接在轨道车辆的底架端梁上，在轨道车辆正常运行和制动时，不起传递纵向力作用，只有当轨道车辆在一定速度下发生碰撞事故时，才通过设有多个多重嵌套单元的吸能元件2发生可控有序的塑性大变形来吸收碰撞能量，其结构简单，安全可靠，且具备优良的防爬性能，可以在稳定吸收能量的基础上有效防止车辆发生爬车现象。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种防爬吸能装置，其特征在于，包括顺次连接的防爬机构(1)和吸能元件(2)，所述吸能元件(2)内套装有导向机构(4)，所述导向机构(4)与防爬机构(1)连接；所述吸能元件(2)的腔体包括多个多重嵌套单元。

2.根据权利要求1所述的防爬吸能装置，其特征在于，所述多重嵌套单元包括分别与所述防爬机构(1)连接的第一吸能板(21)、第二吸能板(22)和多个第三吸能板(23)；所述第一吸能板(21)套装于导向机构(4)外，所述第二吸能板(22)焊接于第一吸能板(21)内，多个所述第三吸能板(23)分别焊接在第一吸能板(21)或第二吸能板(22)内，或者焊接在第一吸能板(21)和第二吸能板(22)之间。

3.根据权利要求2所述的防爬吸能装置，其特征在于，多个所述多重嵌套单元之间均通过第一吸能板(21)焊接，且多个所述多重嵌套单元以所述吸能元件(2)的中心轴对称设置。

4.根据权利要求2所述的防爬吸能装置，其特征在于，所述第一吸能板(21)上靠近所述防爬机构(1)的一端还设有一个或多个减载孔。

5.根据权利要求2所述的防爬吸能装置，其特征在于，所述第一吸能板(21)与第二吸能板(22)焊接成多边形结构，多个所述第三吸能板(23)分别与第一吸能板(21)和/或第二吸能板(22)焊接成多边形结构。

6.根据权利要求2-5任一项所述的防爬吸能装置，其特征在于，所述第一吸能板(21)、第二吸能板(22)和第三吸能板(23)的厚度相等，且所述厚度范围为3mm～6mm。

7.根据权利要求1所述的防爬吸能装置，其特征在于，还包括安装座(3)，所述安装座(3)焊接在吸能元件(2)上的远离防爬机构(1)的一端，所述导向机构(4)通过所述安装座(3)套装于所述吸能元件(2)内。

8.根据权利要求1所述的防爬吸能装置，其特征在于，所述导向机构(4)成十字形结构。

9.根据权利要求1所述的防爬吸能装置，其特征在于，多个所述多重嵌套单元分别与导向机构(4)成一定间隔设置。

10.根据权利要求9所述的防爬吸能装置，其特征在于，多个所述多重嵌套单元分别与导向机构(4)之间的间隔范围为8mm～16mm。