專利名稱：特別用于軌道導(dǎo)向車輛的減震器的能量吸收裝置的制作方法
特別用于軌道導(dǎo)向車輛的減震器的能量吸收裝置本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的前序部分(precharacterizing part)的能量吸收裝置。根據(jù)本發(fā)明，本發(fā)明涉及一種特別用于軌道導(dǎo)向車輛的減震器(shock absorber)的能量吸收裝置，其中，該能量吸收裝置包括設(shè)計(jì)成變形管的能量吸收元件和反向元件(counter element)。所述反向元件與變形管相互作用，使得當(dāng)超過(guò)引入能量變形裝置的臨界沖擊力時(shí)，反向元件和變形管實(shí)現(xiàn)朝向彼此的相對(duì)移動(dòng)，同時(shí)，引入能量吸收裝置的沖擊能量的至少一部分被同時(shí)地吸收。本文使用的術(shù)語(yǔ)“反向元件”基本上是能量吸收裝置的部件，當(dāng)促動(dòng)能量吸收裝置時(shí)，該部件導(dǎo)致能量吸收元件的塑性變形。所述反向元件可以特別地包括錐形環(huán)或被設(shè)計(jì)成錐形環(huán)，當(dāng)促動(dòng)能量吸收裝置時(shí)，該錐形環(huán)擠壓到被設(shè)計(jì)成變形管的能量吸收元件中，并且該錐形環(huán)使變形管通過(guò)塑性的橫截面擴(kuò)張變形。上述說(shuō)明的類型的能量吸收裝置的原理是本領(lǐng)域的公知常識(shí)并被用于例如鐵路車輛技術(shù)，特別是作為減震器的一部分。在鐵路車輛中，這種減震器通常由牽引裝置(drawgear)(例如形成為彈簧機(jī)構(gòu))和包括不可逆的能量吸收元件的能量吸收裝置的結(jié)合構(gòu)成，其中所述能量吸收元件用于保護(hù)車輛，特別是甚至克服較高的后端撞擊速度。通常，牽引裝置設(shè)置為承受達(dá)到限定的值的牽引和沖擊力，并且設(shè)置為首先將超過(guò)所述值的力傳送(route)到能量吸收裝置的能量吸收元件并隨后將超過(guò)為能量吸收裝置設(shè)計(jì)的(更確切地，為能量吸收裝置的能量吸收元件設(shè)計(jì)的)能量等級(jí)的沖擊能量傳送到車輛的底盤。對(duì)于牽引裝置，雖然在正常行駛過(guò)程中產(chǎn)生的牽引和沖擊力(例如在多部件鐵路車輛的各車體之間產(chǎn)生的牽引和沖擊力)例如通過(guò)這種常規(guī)的可再生式設(shè)計(jì)的牽引裝置來(lái)吸收，但是，當(dāng)超過(guò)牽引裝置的操作載荷時(shí)(例如在車輛撞擊障礙物時(shí))，牽引裝置和可能設(shè)置在各車體之間(各車體的界面之間)的任何樞轉(zhuǎn)連接或耦合連接可能被破壞或損壞。在較高的撞擊能量作用下，牽引裝置不足以靠其自身吸收由撞擊導(dǎo)致的全部能量。因此存在車輛底盤或整個(gè)車體將被用來(lái)吸收更多能量的危險(xiǎn)。這使?fàn)恳b置承受過(guò)大的載荷，這可能會(huì)損壞或甚至破壞牽引裝置。在這種情況下，鐵路車輛有出軌的危險(xiǎn)。除了通常的再生式設(shè)計(jì)的牽引裝置以外，為了在承受強(qiáng)烈的后端撞擊時(shí)保護(hù)車輛底盤免遭破壞，經(jīng)常使用具有毀壞式設(shè)計(jì)(destructively-designed)的能量吸收元件的能量吸收裝置，所述能量吸收裝置例如被設(shè)計(jì)成在牽引裝置的工作吸收能力耗盡時(shí)響應(yīng)并且至少部分地吸收沿穿過(guò)能量吸收元件的力流傳遞的能量并將該能量消散。但是顯然還可以想到不設(shè)置任何再生式設(shè)計(jì)的牽引裝置且僅使用具有毀壞式設(shè)計(jì)的能量吸收元件的能量吸收裝置來(lái)保護(hù)車輛底盤免受后端撞擊的損害。特別可以將可變形主體用作能量吸收元件，當(dāng)超過(guò)臨界擠壓力時(shí)，可變形主體將導(dǎo)致的沖擊能量的至少一部分轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃文芎蜔幔⒁虼送ㄟ^(guò)(有意的(intentional))毀壞式塑性變形“吸收”該變形能和熱。例如，使用變形管來(lái)轉(zhuǎn)變沖擊能量的能量吸收元件具有基本上為矩形的特性曲線(characteristic curve),從而能夠在能量吸收元件已經(jīng)響應(yīng)后確保最大限度的能量吸收。

圖1示意性地描繪了減震器100的縱向橫截面視圖，減震器100包括牽引裝置110和現(xiàn)有技術(shù)的能量吸收裝置120，一方面，牽引裝置110具有再生式設(shè)計(jì)的彈簧機(jī)構(gòu)，另一方面，能量吸收裝置120具有不可逆的能量吸收元件121。圖1中示意地描繪的減震器100與中心緩沖車鉤的車鉤柄(coupler shank) 一體形成。在圖示的實(shí)施方式中，減震器100的牽引裝置110以具有再生式設(shè)計(jì)的彈簧元件111的緩沖機(jī)構(gòu)的形式實(shí)現(xiàn)，其中，彈簧元件111用于緩沖正常行駛過(guò)程中產(chǎn)生的牽引和沖擊力。在圖1所示的減震器100中，正常行駛過(guò)程中產(chǎn)生的牽引和沖擊力通過(guò)傳力元件102傳遞給用作緩沖機(jī)構(gòu)的牽引裝置110。在圖1所示的減震器100中，傳力元件102在其連接平面?zhèn)榷瞬啃纬蔀椴嫘渭?fork)，該叉形件用于容納例如樞轉(zhuǎn)連接布置(圖1未明確圖示)的、與該叉形件相應(yīng)地互補(bǔ)形成的突耳(lug)。所述叉形件和容納在叉形件內(nèi)的突耳通過(guò)樞轉(zhuǎn)銷106安裝，從而能夠在水平面內(nèi)樞轉(zhuǎn)。正如已經(jīng)提及，除了作為緩沖機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的牽引裝置110，圖1中示意性地描繪的減震器100還包括具有毀壞式設(shè)計(jì)的能量吸收元件121的能量吸收裝置120。該能量吸收裝置120用于在超過(guò)預(yù)定的臨界沖擊力時(shí)響應(yīng)并將由能量吸收裝置120傳遞的所述沖擊力的至少一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊岷妥冃喂?，并且因而通過(guò)能量吸收元件121的塑性變形吸收這些熱和變形功。如圖1所示，能量吸收元件121被設(shè)計(jì)為變形管，該變形管包括車體側(cè)的第一變形管部122和相對(duì)設(shè)置的第二變形管部123。第二變形管部123具有相比第一變形管部122擴(kuò)大的橫截面。實(shí)現(xiàn)為緩沖機(jī)構(gòu)的牽引裝置110完全容納在能量吸收元件121的第二變形管部123中并因而與第二變形管部123 —體形成。所述緩沖機(jī)構(gòu)具有第一壓板112和第二壓板113，在第一壓板112和第二壓板113之間設(shè)置有彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧元件111。當(dāng)傳力元件102將正常行駛過(guò)程中產(chǎn)生的牽引和沖擊力導(dǎo)入減震器100中時(shí)，牽引裝置110用作緩沖機(jī)構(gòu)，兩個(gè)壓板112、113朝向彼此移動(dòng)，使得壓板112和113之間的距離同時(shí)地沿牽引裝置110的縱向方向收縮。用于第一壓板112的第一限制止動(dòng)件114和用于第二壓板113的第二限制止動(dòng)件115設(shè)置為機(jī)械沖擊限制器(mechanical stroke limiter)。這兩個(gè)限制止動(dòng)件114、115限制兩個(gè)壓板112、113的縱向位移。將牽引和沖擊力傳遞給牽引裝置110的傳力元件102形成為緩沖機(jī)構(gòu)，該緩沖機(jī)構(gòu)包括延伸穿過(guò)第一壓板112、彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧元件111和第二壓板113的車體側(cè)端部102a并且具有位于其車體側(cè)端的反向元件103。反向元件103與第二壓板113至少在傳遞牽引力時(shí)相互作用，從而將牽引力從傳力元件102傳遞到第二壓板113。在圖1所示的實(shí)施方式中，反向元件103與傳力元件102的車體側(cè)端部102a通過(guò)螺栓連接119連接。在第一變形管部122和第二變形管部123之間的過(guò)渡部設(shè)置有錐形環(huán)116，該錐形環(huán)116與第二限制止動(dòng)件115相互作用，使得在沖擊力傳遞過(guò)程中從第二壓板113傳遞到第二限制止動(dòng)件115的力通過(guò)錐形環(huán)116傳遞到第一變形管部122。錐形環(huán)116包括導(dǎo)向元件117，該導(dǎo)向元件117至少部分地突出到第一變形管部122中并鄰接第一變形管部122的內(nèi)表面區(qū)域。圖1中所示的現(xiàn)有技術(shù)的減震器100設(shè)計(jì)為通過(guò)多個(gè)階段消散由傳遞沖擊力導(dǎo)致的沖擊能量在設(shè)置在牽引裝置110內(nèi)的彈簧元件111的工作吸收耗盡以后，能量吸收裝置120響應(yīng)。接下來(lái)，將設(shè)置在第一變形管部122和第二變形管部123之間的過(guò)渡部的錐形環(huán)116擠壓到第一變形管部122內(nèi)。接著，第一變形管部122的橫截面塑性地?cái)U(kuò)張，使得傳遞的沖擊力的至少一部分轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃喂蜔?。根?jù)圖1的減震器100所使用的能量吸收裝置120的缺點(diǎn)在于傳統(tǒng)的能量吸收裝置120主要被設(shè)計(jì)為僅用于軸向?qū)霚p震器100中的沖擊力。傳統(tǒng)的能量吸收裝置120中，根據(jù)可預(yù)見(jiàn)的事情順序的能量吸收只能用于軸向引入的沖擊力。但是，當(dāng)斜向地(即相對(duì)于能量吸收元件121的縱向軸線L非軸向地)引入沖擊時(shí)，無(wú)法確保同樣的效果，例如當(dāng)裝配有能量吸收裝置120的鐵路車輛在經(jīng)過(guò)曲線行駛時(shí)與障礙物碰撞時(shí)。當(dāng)非軸向沖擊引入到能量吸收裝置120中時(shí)，特別是存在因形成為變形管的能量吸收元件121塑性變形而不可避免地形成在變形管材料中的裂紋不會(huì)線性地平行于變形管121的縱向軸線L的風(fēng)險(xiǎn)。取而代之，將在變形管材料中形成斜向于能量吸收元件121的縱向軸線L延伸的無(wú)差別的裂紋(indiscriminate crake),因而不再能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)能量吸收過(guò)程。從上述提出的問(wèn)題出發(fā)，本發(fā)明的任務(wù)基于進(jìn)一步改進(jìn)開(kāi)頭說(shuō)明的類型并用于例如圖1所示的減震器100中的能量吸收裝置，使得當(dāng)非軸向地引入力時(shí)也能夠根據(jù)可預(yù)測(cè)的事情順序吸收能量。該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求1的主題來(lái)解決。本發(fā)明的能量吸收裝置的進(jìn)一步有利改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中表明。因此，根據(jù)本發(fā)明的方案特別將反向元件設(shè)置為通過(guò)與變形管的周向形狀匹配的連接而連接到變形管。該形狀匹配的連接能夠有效地防止反向元件相對(duì)于變形管扭轉(zhuǎn)(twisting)。設(shè)置該旋轉(zhuǎn)保護(hù)增加了能量吸收裝置相對(duì)于側(cè)向(即非軸向)沖擊力的穩(wěn)定性。特別地，在能量吸收裝置響應(yīng)于非軸向沖擊力的引入而被促動(dòng)以后，在反向元件被擠壓到變形管中時(shí)，還能夠有效地防止反向元件克服變形管楔入。位于反向元件和變形管之間的所述與變形管的周向形狀匹配的連接還用作軸向?qū)?，以在能量吸收裝置被促動(dòng)時(shí)導(dǎo)向反向元件和變形管的相對(duì)移動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的方案的一種優(yōu)選實(shí)施方式一方面通過(guò)平行于變形管的縱向軸線延伸的至少一個(gè)凹部，以及另一方面通過(guò)與所述凹部互補(bǔ)形成并與所述凹部相互作用的導(dǎo)向軌道來(lái)提供用于形成與變形管的周向形狀匹配的連接，從而所述導(dǎo)向軌道也平行于變形管的縱向軸線延伸并與所述凹部匹配地(positively)連接。例如，可以想見(jiàn)在變形管的內(nèi)表面區(qū)域上的至少某些區(qū)域設(shè)置至少一個(gè)平行于變形管的縱向軸線延伸的凹部，并且在反向元件上設(shè)置與所述凹部結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的導(dǎo)向軌道，從而所述導(dǎo)向軌道與凹部形成形狀匹配的連接。可選擇地或者另外地，可以想見(jiàn)至少在變形管的內(nèi)表面區(qū)域的某些區(qū)域中設(shè)置平行于變形管的縱向軸線延伸的導(dǎo)向軌道，并且在反向元件中設(shè)置與導(dǎo)向軌道結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的凹部，從而形成所述形狀匹配的連接。本文使用的用語(yǔ)“凹部”特別表示槽或凹口。用語(yǔ)“導(dǎo)向軌道”大致表示突起區(qū)域，例如匹配的鍵(fitted key)。所述導(dǎo)向軌道可以具有任意橫截面結(jié)構(gòu)，例如矩形、三角形或圓形橫截面結(jié)構(gòu)并構(gòu)成與凹部互補(bǔ)。特別地，例如可以想見(jiàn)在變形管的內(nèi)表面區(qū)域中的至少某些部分處設(shè)置切槽，其中，該切槽平行于變形管的縱向軸線延伸。因此，反向元件設(shè)置有與設(shè)置在變形管的內(nèi)表面區(qū)域上的切槽結(jié)構(gòu)互補(bǔ)的表面。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，變形管包括第一變形管部和相對(duì)設(shè)置的第二變形管部，從而第二變形管部相比第一變形管部設(shè)置有擴(kuò)大的橫截面，并且從而反向元件至少部分地容納在第二變形管部中。因此，當(dāng)在變形過(guò)程中促動(dòng)能量吸收裝置時(shí)，反向元件位于第二變形管部的內(nèi)部中并在變形管中導(dǎo)向。根據(jù)本發(fā)明的方案設(shè)置為能量吸收元件被設(shè)計(jì)成變形管，當(dāng)超過(guò)引入能量吸收元件的臨界沖擊力時(shí)，該變形管優(yōu)選通過(guò)擴(kuò)大橫截面而塑性變形并允許反向元件的相對(duì)移動(dòng)。形成為變形管的能量吸收元件的特征在于，呈現(xiàn)限定的響應(yīng)特性而不具有任何力峰值(force peak)。由于基本上為矩形特性曲線，因而在促動(dòng)能量吸收裝置后能夠確保最大限度的能量吸收。特別優(yōu)選地，在促動(dòng)能量吸收裝置時(shí)，變形管通過(guò)同時(shí)地?cái)U(kuò)大橫截面而塑性變形。但是，當(dāng)然也可以想見(jiàn)通過(guò)同時(shí)地減小變形管的橫截面來(lái)吸收能量；這里需要將變形管擠壓穿過(guò)相應(yīng)的接管開(kāi)孔(nozzle opening),從而能夠產(chǎn)生塑性橫截面減小。但是,在促動(dòng)能量吸收裝置時(shí)通過(guò)橫截面擴(kuò)大而塑性變形的變形管能夠防止變形管在變形后被排出能量吸收裝置，而在通過(guò)橫截面減少而塑性變形的情況下，變形管在變形后可能會(huì)被排出能量吸收裝置。為此，目前優(yōu)選的是具有通過(guò)橫截面擴(kuò)大而能夠變形的變形管的實(shí)施方式。對(duì)于本發(fā)明的方案，容納在擴(kuò)大的第二變形管部中的反向元件在能量吸收裝置響應(yīng)后被擠壓到第一變形管部中。接下來(lái)，第一變形管部的橫截面塑性地?cái)U(kuò)大，從而在沖擊力的傳遞過(guò)程中引入能量吸收裝置的沖擊能量的至少一部分被轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃喂蜔?。為了能夠由此使得第一變形管部的橫截面以可預(yù)測(cè)的方式擴(kuò)大，反向元件優(yōu)選包括錐形環(huán)，該錐形環(huán)具有朝向第一變形管部漸縮的外表面。錐形環(huán)的該漸縮的外表面在第一變形管部和第二變形管部之間的過(guò)渡區(qū)域(肩部區(qū)域)中與變形管的內(nèi)表面區(qū)域鄰接。根據(jù)本發(fā)明的方案的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，錐形環(huán)包括導(dǎo)向元件，該導(dǎo)向元件至少部分地突出到第一變形管部中并鄰接第一變形管部的內(nèi)表面區(qū)域。設(shè)置該導(dǎo)向元件能夠使反向元件實(shí)現(xiàn)當(dāng)促動(dòng)能量吸收裝置時(shí)，根據(jù)可預(yù)測(cè)的事情順序，錐形環(huán)相對(duì)于第一變形管部移動(dòng)(特別是不會(huì)斜入(canting)或楔入(wedging))。在后說(shuō)明的實(shí)施方式特別優(yōu)選，導(dǎo)向部設(shè)置為環(huán)形結(jié)構(gòu)并具有縱向軸線，該縱向軸線對(duì)應(yīng)于變形管的縱向軸線。設(shè)置的用于導(dǎo)向反向元件的相對(duì)移動(dòng)的導(dǎo)向表面通過(guò)導(dǎo)向部的環(huán)形結(jié)構(gòu)而獲得最大化。特別優(yōu)選的是，使用環(huán)形導(dǎo)向部在反向元件和變形管之間形成與變形管的周向形狀匹配的連接。因此，例如可以想見(jiàn)，在環(huán)形導(dǎo)向部中設(shè)置平行于變形管的縱向軸線延伸的至少一個(gè)槽狀凹部，該槽狀凹部與設(shè)置在第一變形管部的內(nèi)表面區(qū)域中并平行于變形管的縱向軸線延伸的突起區(qū)域形成形狀匹配的連接，其中，突起區(qū)域的結(jié)構(gòu)與槽狀凹部的結(jié)構(gòu)互補(bǔ)并用作導(dǎo)向軌道。顯然，還可以想見(jiàn)，在環(huán)形導(dǎo)向部的整個(gè)外表面上設(shè)置切槽，從而每個(gè)切槽形成為平行于變形管的縱向軸線。在這種情況下，第一變形管部的內(nèi)表面區(qū)域形成有表面結(jié)構(gòu)，該表面結(jié)構(gòu)用于在該處相應(yīng)地互補(bǔ)。通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇變形管的壁厚且特別是第一變形管部的壁厚，并且/或者，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇變形管的材料(更確切地，第一變形管部的材料)，并且/或者，通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇第一變形管部在促動(dòng)能量吸收裝置時(shí)通過(guò)錐形環(huán)產(chǎn)生的擴(kuò)大程度，能夠預(yù)先限定能量吸收裝置所響應(yīng)的臨界沖擊力。有利地，該臨界沖擊力應(yīng)當(dāng)是數(shù)量級(jí)(an order ofmagnitude)，達(dá)到該數(shù)量級(jí)時(shí)，例如額外于能量吸收裝置而設(shè)置的緩沖機(jī)構(gòu)的緩沖性能耗盡。如果形成為變形管的能量吸收元件被支撐(brace)在一側(cè)的限制止動(dòng)元件和另一側(cè)的反向元件之間，響應(yīng)力和能夠通過(guò)能量吸收裝置吸收的能量的最大值還能夠預(yù)先限定并精確地適于特定的應(yīng)用。這因而特別確保了能量吸收裝置與例如減震器的無(wú)間隙(slack-free)—體化。為了在變形管上施加適當(dāng)?shù)念A(yù)拉緊并因此能夠影響或預(yù)先限定能量吸收裝置的響應(yīng)特性，可以想見(jiàn)利用一側(cè)連接到反向元件且另一側(cè)連接到限制止動(dòng)元件的拉緊裝置，并且該拉緊裝置通過(guò)在反向元件和限制止動(dòng)元件上都施加牽引力而將變形管夾緊在反向元件和限制止動(dòng)元件之間。根據(jù)本發(fā)明的能量吸收裝置特別適于作為用于鐵路車輛的減震器的一部分。例如，可以想見(jiàn)在上文參考的圖1所示的減震器100中使用本發(fā)明的能量吸收裝置，其中，可以去掉傳統(tǒng)的變形管121。在下文對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式更詳細(xì)的說(shuō)明中將參考附圖。附圖中圖1是結(jié)合在軌道導(dǎo)向車輛的車鉤柄內(nèi)的減震器的縱向橫截面視圖，其中減震器包括現(xiàn)有技術(shù)的能量吸收裝置；以及圖2是根據(jù)本發(fā)明的能量吸收裝置的一種實(shí)施方式的部分剖視的立體圖，該能量吸收裝置特別適于在減震器中使用。在圖1中以縱向橫截面示意地描繪的是減震器100，該減震器100包括牽引裝置110和現(xiàn)有技術(shù)的能量吸收裝置120，一方面，牽引裝置110具有再生式構(gòu)造的彈簧機(jī)構(gòu)，另一方面，能量吸收裝置120包括不可逆式(irreversible)能量吸收元件121。圖1中示意地描繪的減震器100與中心緩沖車鉤(central buffer coupling)的車鉤柄(couplershank) 一體形成。圖2說(shuō)明了本發(fā)明的能量吸收裝置20的一種實(shí)施方式的部分剖視的立體圖。該能量吸收裝置20適于例如作為圖1所示的減震器100的一部分。根據(jù)圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的能量吸收裝置20的典型實(shí)施方式包括形成為變形管I的能量吸收元件。變形管I包括第一變形管部2和相對(duì)設(shè)置的第二變形管部4。該第二變形管部4具有相比第一變形管部2擴(kuò)大的橫截面。第一變形管部2和第二變形管部4之間設(shè)置有肩部區(qū)域3。除變形管I以外，根據(jù)圖2所示的典型實(shí)施方式的能量吸收裝置20還包括反向元件5，該反向元件5容納在擴(kuò)大橫截面的第二變形管部4中。反向元件5包括錐形環(huán)8，該錐形環(huán)8具有朝向第一變形管部2漸縮的外表面。如圖2所示，錐形環(huán)8的錐形漸縮的外表面與變形管I的位于肩部區(qū)域3內(nèi)的內(nèi)表面區(qū)域鄰接。錐形環(huán)8還設(shè)置有與第一變形管部2的內(nèi)表面區(qū)域鄰接的導(dǎo)向元件9。特別地，導(dǎo)向元件9在圖示的實(shí)施方式中為環(huán)形結(jié)構(gòu)并具有縱向軸線L’，該縱向軸線L’與變形管I的縱向軸線L對(duì)應(yīng)。變形管I形成為當(dāng)超過(guò)引入變形管I的臨界沖擊力時(shí)，變形管I能夠通過(guò)橫截面擴(kuò)張而發(fā)生塑性變形，從而使具有錐形環(huán)8的反向元件5和導(dǎo)向元件9相對(duì)于變形管I朝向第一變形管部2移動(dòng)。用于促動(dòng)變形管I的特性沖擊力優(yōu)選以變形管I的壁厚和/或材料以及/或者變形管I的擴(kuò)寬程度來(lái)預(yù)先設(shè)定。在根據(jù)圖2中所示的本發(fā)明的能量吸收裝置20的典型實(shí)施方式中，反向元件5 (以及特別是與反向元件5相關(guān)的導(dǎo)向元件9)通過(guò)與變形管I的周向形狀匹配連接(circumferential form-fit connection)的方式連接到變形管I,從而特別有效地防止當(dāng)能量吸收裝置20被促動(dòng)時(shí)反向元件5相對(duì)于變形管I扭轉(zhuǎn)。與變形管I的周向形狀匹配連接通過(guò)多個(gè)凹部6形成，該凹部6形成在第一變形管部2的內(nèi)表面區(qū)域中并平行于變形管I的縱向軸線L延伸。具體地，第一變形管部2的內(nèi)表面區(qū)域具有切槽，從而每個(gè)切槽(凹部6)平行于變形管I的縱向軸線L延伸。另一方面，反向元件5 (以及特別是環(huán)形導(dǎo)向元件9)也設(shè)置有相應(yīng)的切槽結(jié)構(gòu)(fluted structure)ο形成在環(huán)形導(dǎo)向元件9的外表面上的切槽平行于變形管I的縱向軸線L延伸并且形成為與設(shè)置在第一變形管部2的內(nèi)表面區(qū)域中的切槽互補(bǔ)。因此，形成在環(huán)形導(dǎo)向元件9的外表面上的切槽與形成在第一變形管部22的內(nèi)表面區(qū)域中的切槽匹配地(positively)接合,并且因而導(dǎo)致反向元件5相對(duì)于變形管I的旋轉(zhuǎn)保護(hù)。無(wú)論如何，所述切槽用作用于反向元件5和變形管I的相對(duì)移動(dòng)的軸向?qū)蜓b置。具體地，在變形管I和反向元件之間與變形管I所呈的周向形狀匹配連接一方面通過(guò)形成在第一變形管部2的內(nèi)表面區(qū)域中的切槽的突起區(qū)域(導(dǎo)向軌道7)與形成在環(huán)形導(dǎo)向元件9的外表面中的凹部6’匹配地接合來(lái)形成，另一方面通過(guò)形成在環(huán)形導(dǎo)向元件9的外表面中切槽的突起區(qū)域(導(dǎo)向軌道V)與形成在第一變形管部2的內(nèi)表面區(qū)域中的凹部6匹配地接合來(lái)形成。雖然圖2中未明確顯示，但顯然可以理解只有一個(gè)平行于變形管I的縱向軸線L延伸的凹部6設(shè)置在變形管I的內(nèi)表面中，例如形成為槽或凹口，從而形成與設(shè)置在反向元件5上的、設(shè)置為與凹部6互補(bǔ)的導(dǎo)向軌道7’的形狀匹配連接。所述導(dǎo)向軌道7’也可以特別以匹配的鍵的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。導(dǎo)向軌道7 (即，平行于變形管I的縱向軸線L延伸的突起區(qū)域)可以具有矩形、三角形或甚至圓形橫截面。本發(fā)明不僅限于上述參考圖2說(shuō)明的作為舉例的實(shí)施方式，而是以在此公開(kāi)的所有特征的概括。附圖標(biāo)記列表I變形管2第一變形管部3肩部區(qū)域4第二變形管部5反向元件6、6’ 凹部7、7’突出區(qū)域/導(dǎo)向軌道8錐形環(huán)9導(dǎo)向元件20能量吸收裝置100減震器
IO2傳力元件102a傳力元件的車體側(cè)端部103反向元件106 螺栓110牽引裝置111彈簧元件112 第一壓板113 第二壓板114第一限位止動(dòng)件115第二限位止動(dòng)件116錐形環(huán)(現(xiàn)有技術(shù))117導(dǎo)向元件(現(xiàn)有技術(shù))119螺栓連接120能量吸收裝置(現(xiàn)有技術(shù))121能量吸收元件(現(xiàn)有技術(shù))122第一變形管部(現(xiàn)有技術(shù))123第二變形管部(現(xiàn)有技術(shù))L變形管的縱向軸線L’導(dǎo)向元件的縱向軸線。
權(quán)利要求
1.一種能量吸收裝置(20)，該能量吸收裝置(20)特別用于軌道導(dǎo)向車輛的減震器(100)，該能量吸收裝置(20)包括被設(shè)計(jì)為變形管(I)的能量吸收元件和與所述變形管(I)相互作用的反向元件(5)，從而當(dāng)超過(guò)引入所述能量吸收裝置(20)的臨界沖擊力時(shí)，所述反向元件(5)和所述變形管(I)進(jìn)行朝向彼此的相對(duì)移動(dòng)，同時(shí)，引入所述能量吸收裝置(20)的沖擊能量的至少一部分被同時(shí)地吸收， 其特征在于， 所述反向元件(5 )通過(guò)與所述變形管(I)的周向形狀匹配的連接而連接到所述變形管(1)，以防止所述反向元件(5)相對(duì)于所述變形管(I)扭轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量吸收裝置(20)， 其中，在所述變形管(I)的內(nèi)表面區(qū)域上的至少某些區(qū)域設(shè)置有平行于所述變形管(I)的縱向軸線(L)延伸的至少一個(gè)凹部(6)，以與設(shè)置在所述反向元件(5)上的并與所述凹部(6)形成互補(bǔ)的導(dǎo)向軌道(7’)形成形狀匹配的連接，所述凹部(6)特別是槽或凹口，所述導(dǎo)向軌道(7’)特別是匹配的鍵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的能量吸收裝置(20)， 其中，在所述變形管(I)的內(nèi)表面區(qū)域的至少某些區(qū)域設(shè)置有平行于所述變形管(I)的縱向軸線(L)延伸的至少一個(gè)導(dǎo)向軌道(7)，以與所述反向元件(5)中的并與所述導(dǎo)向軌道(7)形成互補(bǔ)的凹部(6’)形成形狀匹配的連接，所述凹部(6’)特別是槽或凹口，所述導(dǎo)向軌道(7)特別是匹配的鍵。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的能量吸收裝置(20)， 其中，所述導(dǎo)向軌道(7，7’)具有矩形、三角形或圓形的橫截面結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的能量吸收裝置(20)， 其中，在所述變形管(I)的內(nèi)表面區(qū)域的至少某些區(qū)域中設(shè)置有切槽，該切槽具有平行于所述變形管(I)的縱向軸線(L)延伸的并以切槽形式形成的凹部(6)，從而與設(shè)置在所述反向元件(5)上的并與所述切槽相應(yīng)形成的切槽形成形狀匹配的連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的能量吸收裝置(20)， 其中，所述變形管(I)包括第一變形管部(2)和相對(duì)設(shè)置的第二變形管部(4)，其中，所述第二變形管部(4)設(shè)置有相比所述第一變形管部(2)擴(kuò)大的橫截面，并且其中，所述反向元件(5)至少部分地容納在所述第二變形管部(4)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的能量吸收裝置(20)， 其中，所述第一變形管部(2)通過(guò)肩部區(qū)域(3)連接到所述第二變形管部(4)，并且其中，所述反向元件(5)包括錐形環(huán)(8)，該錐形環(huán)(8)具有朝向所述第一變形管部(2)漸縮的外表面并在所述肩部區(qū)域(3)中與所述變形管(I)的內(nèi)表面區(qū)域鄰接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的能量吸收裝置(20)， 其中，所述錐形環(huán)(8)包括導(dǎo)向元件(9)，該導(dǎo)向元件(9)與所述第一變形管部(2)的內(nèi)表面區(qū)域鄰接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的能量吸收裝置(20)， 其中，所述導(dǎo)向元件(9)為環(huán)形結(jié)構(gòu)并具有與所述變形管(I)的所述縱向軸線(L)對(duì)應(yīng)的縱向軸線(L’)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的能量吸收裝置(20)，其中，在環(huán)形的所述導(dǎo)向元件(9)中設(shè)置有平行于所述變形管(I)的縱向軸線(L)延伸的至少一個(gè)槽狀凹部(6)，以與設(shè)置在所述第一變形管部(2)的內(nèi)表面區(qū)域中并平行于所述變形管(I)的縱向軸線(L)延伸的突起區(qū)域形成形狀匹配的連接，所述突起區(qū)域形成為與所述槽狀凹部互補(bǔ)并用作導(dǎo)向軌道(7)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的能量吸收裝置(20)， 其中，所述變形管(I)形成為當(dāng)超過(guò)引入所述變形管(I)的臨界沖擊力時(shí)發(fā)生塑性變形并允許所述變形管(I)和所述反向元件(5)相對(duì)移動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的能量吸收裝置(20)， 其中，能夠通過(guò)所述變形管(I)的壁厚和/或材料以及/或者通過(guò)所述變形管(I)的擴(kuò)大程度來(lái)預(yù)先設(shè)定用于促動(dòng)所述變形管(I)的特性沖擊力。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的能量吸收裝置(20)， 其中，所述變形管(I)通過(guò)至少一個(gè)拉緊元件支撐在所述反向元件(5 )和限位止動(dòng)元件之間，使得在所述變形管(I)上施加限定的預(yù)緊，由此能夠預(yù)先限定所述能量吸收裝置(20)的響應(yīng)特性。
14.根據(jù)權(quán)利要求1-13中任意一項(xiàng)所述的能量吸收裝置(20)， 其中，所述拉緊裝置的一側(cè)連接于所述限位止動(dòng)元件，所述拉緊裝置的另一側(cè)連接于所述反向元件(5 )，并且所述拉緊裝置通過(guò)所述變形管(I)容納。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的能量吸收裝置(20)在減震器(100)中的應(yīng)用，所述減震器位于軌道導(dǎo)向車輛的底盤或車體結(jié)構(gòu)中，所述軌道導(dǎo)向車輛特別是鐵路車輛。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能量吸收裝置(20)，特別是用于軌道導(dǎo)向車輛的減震器(100)的能量吸收裝置(20)，其中，所述能量吸收裝置(20)具有實(shí)施為變形管(1)的能量吸收元件和與所述變形管(1)以這種方式相互作用的反向元件(5)當(dāng)超過(guò)施加到所述能量吸收裝置(20)的臨界沖擊力時(shí)，反向元件(5)和變形管(1)朝向彼此移動(dòng)，同時(shí)，同時(shí)地吸收施加到所述能量吸收裝置(20)的沖擊能量的至少一部分。為了確保即使在力非軸向地施加到能量吸收裝置(20)中時(shí)也能夠根據(jù)預(yù)定的事情順序進(jìn)行能量吸收，本發(fā)明設(shè)置的反向元件(5)和變形管(1)通過(guò)沿變形管(1)的周向匹配地鎖定的連接方式連接，從而防止反向元件(5)相對(duì)于變形管(1)扭轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B60R19/34GK103068664SQ201180038611
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月6日
發(fā)明者A·康特茨基 申請(qǐng)人:沃依特專利有限責(zé)任公司