сменный энергопоглощающий узел, в частности, для использования в комбинации с буфером

Формула изобретения

1. Энергопоглощающий узел (10), служащий в качестве дополнительной необратимой абсорбирующей ударную нагрузку ступени для бокового буфера (100), в частности буфера UIC, причем энергопоглощающий узел (10) содержит соединительную пластину (1), с которой боковой буфер (100) может быть соединен с возможностью отсоединения, при этом энергопоглощающий узел (10) выполнен с возможностью прикрепления к опорной конструкции (101) в качестве одного полностью сменного модуля, причем энергопоглощающий узел (10) дополнительно содержит:

опорную пластину (2) для предпочтительно рассоединяемого соединения энергопоглощающего узла (10) с опорной конструкцией (101), например с опорной рамой или шасси кузова многоэлементного транспортного средства, в частности рельсового транспортного средства;

соединительную пластину (1), к которой прикреплен боковой буфер (100); и

выполненный с возможностью разрушения энергопоглощающий элемент (3) в форме деформирующейся трубки, которая встроена в указанный энергопоглощающий узел (10) таким образом, что ударные нагрузки могут быть переданы в продольном направлении вдоль указанного энергопоглощающего узла (10) потоком сил, вытекающим из передачи нагрузок и проходящим, по меньшей мере, частично через энергопоглощающий элемент (3), и который сконструирован таким образом, что опорная пластина (2) и соединительная пластина (1), по существу, сохраняют жесткую фиксацию относительно друг друга в продольном направлении вдоль энергопоглощающего узла (10) до заданного количества энергии, переданной потоком сил через энергопоглощающий элемент (3), а при превышении заданного количества энергии, переданной потоком сил через энергопоглощающий элемент (3), опорная пластина (2) и соединительная пластина (1) перемещаются относительно друг друга в продольном направлении вдоль энергопоглощающего узла (10) одновременно с пластической деформацией энергопоглощающего элемента (3),

отличающийся тем, что

энергопоглощающий элемент (3) установлен с упором между опорной пластиной (2) и соединительной пластиной (1) посредством, по меньшей мере, одного элемента (4) натяжения, соединяющего опорную пластину (2) с соединительной пластиной (1).

2. Энергопоглощающий узел (10) по п.1, в котором, по существу, полный поток сил, результирующий из передачи ударных нагрузок и сил натяжения в продольном направлении вдоль энергопоглощающего узла (10), проходит через энергопоглощающий элемент (3).

3. Энергопоглощающий узел (10) по п.1, в котором энергопоглощающий элемент (3) представляет собой деформирующуюся трубку, которая пластично деформируется после превышения заданного количества энергии, переданной потоком силы через энергопоглощающий элемент (3), с поперечным расширением или поперечным сужением, и обеспечивает перемещение опорной пластины (2) и соединительной пластины (1) относительно друг друга.

4. Энергопоглощающий узел (10) по п.2, в котором энергопоглощающий элемент (3) представляет собой деформирующуюся трубку, которая пластично деформируется после превышения заданного количества энергии, переданной потоком силы через энергопоглощающий элемент (3), с поперечным расширением или поперечным сужением, и обеспечивает перемещение опорной пластины (2) и соединительной пластины (1) относительно друг друга.

5. Энергопоглощающий узел (10) по п.1, в котором деформирующаяся трубка (3) установлена с упором между опорной пластиной (2) и соединительной пластиной (1) посредством, по меньшей мере, одного элемента (4) натяжения для приложения соответствующей исходной нагрузки, посредством которой может быть задано ответное поведение энергопоглощающего элемента (3).

6. Энергопоглощающий узел (10) по п.2, в котором деформирующаяся трубка (3) установлена с упором между опорной пластиной (2) и соединительной пластиной (1) посредством, по меньшей мере, одного элемента (4) натяжения для приложения соответствующей исходной нагрузки, посредством которой может быть задано ответное поведение энергопоглощающего элемента (3).

7. Энергопоглощающий узел (10) по п.1, в котором характерное количество энергии, переданной потоком силы через энергопоглощающий элемент (3), необходимое для активации указанного энергопоглощающего элемента (3), может быть задано в зависимости от толщины стенок и материала деформирующейся трубки.

8. Энергопоглощающий узел (10) по п.2, в котором характерное количество энергии, переданной потоком силы через энергопоглощающий элемент (3), необходимое для активации указанного энергопоглощающего элемента (3), может быть задано в зависимости от толщины стенок и материала деформирующейся трубки.

9. Энергопоглощающий узел (10) по п.1, в котором деформирующаяся трубка (3) присоединена подходящим для материала способом или жестко прикреплена к опорной пластине (2) своим концом (3а), расположенным со стороны опорной пластины, и содержит секцию (5) на своем конце (3b), расположенном со стороны соединительной пластины, которая имеет расширенное поперечное сечение по сравнению с секцией, расположенной ближе к опорной пластине (2), причем энергопоглощающий узел (3) дополнительно содержит коническое кольцо (7), выполненное за одно целое с направляющим элементом (6), при этом его концевая секция со стороны соединительной пластины соединена с соединительной пластиной (1), а его концевая секция со стороны опорной пластины проходит, по меньшей мере, частично в расширенную секцию (5) деформирующейся трубки (3) и опирается на внутреннюю поверхность указанной секции (5) деформирующейся трубки.

10. Энергопоглощающий узел (10) по п.2, в котором деформирующаяся трубка (3) присоединена подходящим для материала способом или жестко прикреплена к опорной пластине (2) своим концом (3а), расположенным со стороны опорной пластины, и содержит секцию (5) на своем конце (3b), расположенном со стороны соединительной пластины, которая имеет расширенное поперечное сечение по сравнению с секцией, расположенной ближе к опорной пластине (2), причем энергопоглощающий узел (3) дополнительно содержит коническое кольцо (7), выполненное за одно целое с направляющим элементом (6), при этом его концевая секция со стороны соединительной пластины соединена с соединительной пластиной (1), а его концевая секция со стороны опорной пластины проходит, по меньшей мере, частично в расширенную секцию (5) деформирующейся трубки (3) и опирается на внутреннюю поверхность указанной секции (5) деформирующейся трубки.

11. Энергопоглощающий узел (10) по п.9, в котором коническое кольцо (7) с направляющим элементом (6) выполнены за одно целое с соединительной пластиной (1).

12. Энергопоглощающий узел (10) по п.10, в котором коническое кольцо (7) с направляющим элементом (6) выполнены за одно целое с соединительной пластиной (1).

13. Энергопоглощающий узел (10) по п.9, в котором характерная активирующая сила, необходимая для активации деформирующейся трубки (3), может быть задана в зависимости от толщины стенок деформирующейся трубки (3), материала деформирующейся трубки (3), а также степени расширения деформирующейся трубки в направлении секции (5) со стороны соединительной пластины.

14. Энергопоглощающий узел (10) по п.10, в котором характерная активирующая сила, необходимая для активации деформирующейся трубки (3), может быть задана в зависимости от толщины стенок деформирующейся трубки (3), материала деформирующейся трубки (3), а также степени расширения деформирующейся трубки в направлении секции (5) со стороны соединительной пластины.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к энергопоглощающему узлу, который вместе с компонентом для передачи нагрузки, в частности, подходит для использования в качестве дополнительной необратимой амортизирующей ступени. В печатной публикации ЕР 0926381 A1 описано амортизирующее устройство, содержащее деформирующуюся трубку. Для улучшения деформационных свойств деформирующейся трубки и достижения максимально постоянной амортизации по всему пути деформации после активации устройства, деформирующаяся трубка установлена между двумя центрующими элементами с соответствующим усилением ее концов центрующими элементами, и, таким образом, концы деформирующейся трубки удерживаются относительно друг друга от смещения, поперечного направлению удара. В каждом конце деформирующейся трубки предусмотрена осевая опора в качестве осевой стяжки при деформации деформирующейся трубки во время столкновения.

В печатной публикации DE 29703351 U1 описан элемент для поглощения кинетической энергии, который действует механически согласно принципу пластической деформации. В частности, это устройство уровня техники предлагает энергопоглощающий узел, содержащий основную пластину и соединительную пластину, при этом энергопоглощающий элемент установлен с упором между этими двумя пластинами. Указанный энергопоглощающий элемент представляет собой толстостенную пластиковую трубу, которая с одной стороны проявляет некоторую начальную упругость, а с другой стороны пластичный рабочий ход с почти прямоугольной динамической характеристикой. Исходная упругость энергопоглощающего элемента обеспечивает деформационную защиту при незначительных ударах.

Пластическая деформация секции происходит при рабочем ходе за пределом текучести, в результате которой длина секции уменьшается, а внешний диаметр увеличивается.

В печатной публикации DE 747330 C описан плунжерный буфер с интегрированным энергопоглощающим элементом. Этот плунжерный буфер, известный из уровня техники, состоит из буферного штока, усиленного буферной скобой и снабженного буферной пружиной, расположенной внутри указанного буферного штока, и крепится к переднему концу железнодорожного вагона таким образом, что буферный стержень поглощает умеренные удары. После окончания максимально возможного демпфирующего хода буферная пластина сталкивается фланцем, выступающим в переднюю секцию деформирующейся трубки.

Из патента США 3428150 известен буферно-сцепной механизм, содержащий телескопическую конструкцию из деформирующихся трубок, которые пластически деформируются при превышении рабочей нагрузки буферно-сцепного механизма.

Амортизирующий элемент для транспортного средства, содержащий, по меньшей мере, один энергопоглощающий элемент с необратимой конструкцией в форме деформирующейся трубки, известен из печатной публикации GB 1419698 A.

В печатной публикации EP 0826569 A2 описано устройство для защиты от ударов для рельсовых транспортных средств, содержащее боковой буфер и энергопоглощающий узел, размещенный после указанного бокового буфера. В частности, энергопоглощающий узел в принципе сконструирован в форме деформирующегося коробчатого элемента, соединенного с возможностью отсоединения с одной стороны к переднему концу транспортного средства, в то время как боковой буфер аналогично может быть прикреплен с возможностью отсоединения к другой стороне деформирующегося коробчатого элемента. Это устройство уровня техники наглядно демонстрирует использование деформирующегося элемента, имеющего форму коробки, сужающейся в направлении к боковому буферу, в качестве энергопоглощающего узла для обеспечения максимально возможной управляемой деформации энергопоглощающего элемента в случае столкновения.

Таким образом, общеизвестно, что в области технологии строительства рельсовых транспортных средств, например, отдельные кузова многозвенных транспортных средств оборудованы так называемыми боковыми буферами или UIC-буферами (буферами, утвержденными Международным железнодорожным союзом), когда кузова транспортных средств не соединены вместе тележками, и таким образом расстояние между двумя связанными кузовами может меняться во время нормальной эксплуатации транспортного средства. Таким образом, эти боковые буфера выполнены с возможностью поглощения и демпфирования толчков, происходящих во время нормальной эксплуатации транспортного средства, например при торможении или при ускорении.

Боковой буфер обычно имеет телескопическую конструкцию, которая содержит корпус буфера, передающий усилие элемент, размещенный в корпусе, и амортизирующий элемент в форме пружины или упругого тела. В конструкции этого типа корпус буфера выполняет функцию продольной ориентации и поддержки поперечных сил, тогда как амортизирующий элемент, размещенный в корпусе буфера, передает нагрузку в продольном направлении.

Европейские инструкции (например, UIC, с.526 и 528) стандартизируют общую длину, а также длину хода буфера, т.е. ход пружины амортизирующего элемента для транспортных средств некоторых категорий. Ход буфера для стандартизированного буфера UIC, например, лежит в пределах от 100 мм до 110 мм. При превышении максимального хода буфер теряет способность демпфирования, в результате чего ударные нагрузки, которые превышают обычную рабочую нагрузку бокового буфера, передаются на недемпфированное шасси транспортного средства.

В то время как ударные нагрузки, которые возникают во время нормальной эксплуатации транспортного средства, например, между отдельными кузовами многозвенного транспортного средства, таким образом, например, при превышении рабочей нагрузки бокового буфера поглощаются в сконструированном с возможностью регенерации амортизирующем элементе, встроенном в боковой буфер, тем не менее, например, при столкновении транспортного средства с препятствием или при резком торможении транспортного средства, амортизирующий элемент, встроенный в боковой буфер, обычно неспособен поглотить всю результирующую энергию. Таким образом, способность бокового буфера к поглощению ударных нагрузок больше не входит в концепцию энергопоглощения транспортного средства в целом, и, таким образом, результирующие ударные нагрузки передаются непосредственно в шасси транспортного средства. В результате на транспортное средство воздействуют чрезвычайные нагрузки, вызывающие риск его повреждения или даже разрушения.

Для предотвращения таких повреждений используют известные из уровня техники направляющие элементы плунжерного буфера, сконструированные так, что после окончания максимального хода буфера, т.е. после взаимодействия направляющего элемента бокового буфера (буферного рукава и буферного стержня) с ограничивающими ход ограничителями остается дополнительная возможность сжатия с управляемой деформацией.

Например, в печатной публикации WO 2005/115818 A1 описан плунжерный буфер, в котором после исчерпания способности к поглощению энергии сконструированного с возможностью регенерации амортизирующего элемента, предварительно установленные разрывные соединения отделяются и, таким образом, увеличивают длину сжатия буфера. Эта увеличенная длина сжатия обеспечивает возможность пластической деформации корпуса буфера при перегрузке так, что это решение обеспечивает разрушающее преобразование энергии удара в работу деформации и тепло. Таким образом, результирующая деформация корпуса буфера, которая происходит при перегрузке, обеспечивает дополнительную защиту от столкновения в дополнение к способности бокового буфера к поглощению ударных нагрузок.

Хотя этот боковой буфер, известный из уровня техники, до некоторой степени обеспечивает защиту шасси транспортного средства от повреждения при серьезных столкновениях, тем не менее, в нем отсутствует возможность приспособления дополнительного амортизатора для специальных применений. Для достижения этого необходимо соответствующее проектирование нагрузочно-путевых характеристик деформации корпуса буфера для обеспечения прогнозируемого заданного поглощения энергии. В частности, известное решение не подходит для некоторых применений по той причине, что максимальное поглощение энергии, достигнутое деформацией корпуса буфера, часто бывает слишком низким. Другой недостаток состоит в том, что после активации дополнительного амортизатора необходима замена всего бокового буфера, поскольку амортизатор встроен в боковой буфер, и, по меньшей мере, из-за частичной деформации корпуса бокового буфера, он больше не может быть использован для нормальной эксплуатации транспортного средства.

Имея в виду указанную сформулированную проблему, изобретение, таким образом, направлено на решение задачи создания энергопоглощающего узла для компонента передачи нагрузок, которые возникают во время нормальной эксплуатации транспортного средства, в частности бокового буфера, с использованием которого, с одной стороны, энергия удара, переданная через боковой буфер при столкновении, может быть надежно рассеяна и, с другой стороны, нагрузочно-путевая характеристика энергопоглощающего узла может быть приспособлена к конкретным применениям точно насколько возможно. Кроме того, энергопоглощающий узел должен обеспечивать возможность его последующей установки в традиционный боковой буфер или модернизацию традиционного бокового буфера, который не обеспечен средством деструктивного поглощения ударных нагрузок.

Задача, на достижение которой направлено настоящее изобретение, решена предложением энергопоглощающего узла, который выполнен с возможностью прикрепления к опорной раме или шасси кузова многозвенного транспортного средства, в частности рельсового транспортного средства, в виде одного полностью сменного модуля, при этом энергопоглощающий узел содержит опорную пластину для предпочтительно съемного присоединения энергопоглощающего узла к опорной конструкции, например, к опорной раме или шасси кузова вагона, соединительную пластину, с которой может быть соединен компонент, передающий нагрузку, возникающую во время нормальной эксплуатации транспортного средства и при столкновении, и разрушающийся энергопоглощающий элемент, установленный с упором без люфта между опорной пластиной и соединительной пластиной. Таким образом, энергопоглощающий элемент встроен в энергопоглощающий узел так, что ударные нагрузки могут быть переданы в продольном направлении вдоль указанного энергопоглощающего узла с передачей потока сил, которые являются результатом передачи нагрузок, проходящих, по меньшей мере, частично через энергопоглощающий элемент. Энергопоглощающий элемент сконструирован таким образом, что опорная пластина и соединительная пластина остаются по существу неподвижными относительно друг друга в продольном направлении вдоль энергопоглощающего узла до заданного количества энергии, переданной потоком сил через указанный энергопоглощающий элемент, а при превышении заданного количества энергии, переданного потоком сил через энергопоглощающий элемент, опорная пластина и соединительная пластина перемещаются относительно друг друга в продольном направлении вдоль энергопоглощающего узла с одновременной пластической деформацией энергопоглощающего элемента.

Таким образом, предложенное настоящим изобретением решение относится к энергопоглощающему узлу, выполненному в форме модуля, т.е. в форме одной полностью сменной функциональной группы. Таким образом, эта конструкция также может быть впоследствии оборудована, например, боковыми буферами или другими компонентами для передачи сил с дополнительным поглощением ударных нагрузок. Для этого энергопоглощающий узел должен быть размещен между боковым буфером или передающим нагрузку компонентом и опорной рамой или шасси, например, кузова вагона. При использовании этого решения согласно настоящему изобретению в комбинации с боковым буфером, боковой буфер, таким образом, служит амортизатором, выполненным с возможностью регенерации, в котором ударные нагрузки, возникающие во время нормальной эксплуатации транспортного средства, например между отдельными кузовами многозвенного транспортного средства, поглощаются или демпфируются. Однако при превышении рабочей нагрузки сконструированного с возможностью регенерации амортизирующего элемента, встроенного в боковой буфер, энергопоглощающий узел, установленный после бокового буфера, активируется, в результате чего энергия удара преобразуется в работу деформации и тепло, в результате заданной пластической деформации, разрушающегося энергопоглощающего элемента. Таким образом, сконструированный с возможностью регенерации амортизирующий элемент (пружинное устройство) бокового буфера, а также другие компоненты бокового буфера, могут быть эффективно защищены от разрушения или повреждения в случае столкновения. Фактически, после столкновения в замене нуждается только энергопоглощающий узел, выполненный в форме законченного модуля.

При использовании разрушающегося энергопоглощающего элемента установлен с упором без люфта между опорной пластиной и соединительной пластиной, который активируется при конкретном (заданном) количестве энергии, поведение энергопоглощающего элемента может быть точно приспособлено к конкретным применениям. Таким образом, в частности, могут быть предварительно заданы сила активации и максимальное количество энергии, поглощенной энергопоглощающим узлом, которые могут быть точно приспособлены к конкретным применениям. Таким образом, могут быть предварительно заданы не только реакция, но также и последовательность событий при поглощении энергии.

Выражение "по существу жесткое (соединение)", использованное в настоящем описании, означает, что в идеальном случае между опорной пластиной и соединительной пластиной вообще нет никакого зазора, в том числе и до активации энергопоглощающего элемента или энергопоглощающего узла соответственно.

Предпочтительные варианты выполнения предложенного согласно настоящему изобретению энергопоглощающего узла приведены в приложенной формуле.

Таким образом, в частности предпочтительно, чтобы вследствие передачи ударных нагрузок в продольном направлении вдоль энергопоглощающего узла через энергопоглощающий элемент проходил по существу полный поток сил. В результате поглощение энергии и, в частности, характерная сила активации энергопоглощающего узла, необходимая для начала поглощения энергии, могут быть точно заданы конструкцией энергопоглощающего элемента. Разумеется, однако, также предусмотрено, что только часть потока сил, последующего за передачей ударной нагрузки в продольном направлении вдоль энергопоглощающего узла, проходит через энергопоглощающий элемент, в результате чего остальная часть потока сил проходит мимо энергопоглощающего элемента через соответствующие устройства таким образом, что эта часть передается непосредственно от соединительной пластины к опорной пластине.

В одном предпочтительном варианте выполнения энергопоглощающего узла предусмотрено формирование энергопоглощающего элемента в виде деформирующейся трубки, которая после превышения заданного количества энергии, переданной потоком силы через энергопоглощающий элемент, пластично деформируется предпочтительно поперечным расширением, и обеспечено перемещение опорной пластины и соединительной пластины относительно друг друга. Энергопоглощающий узел, в котором деформирующаяся трубка использована в качестве энергопоглощающего элемента, имеет характеристику заданной силы активации без пиков силы. Таким образом, на основании этой характеристики, имеющей по существу прямоугольную форму, обеспечено максимальное поглощение энергии после активации энергопоглощающего узла. В частности, предпочтительна пластичная деформация деформирующейся трубки одновременно с ее поперечным расширением после активации энергопоглощающего узла. Однако разумеется также предусмотрено поглощение энергии наряду с одновременным поперечным сужением деформирующейся трубки; для этого необходима подача давления внутрь деформирующейся трубки через отверстие форсунки, расположенной, например, в опорной пластине энергопоглощающего узла так, что пластично деформированный энергопоглощающий элемент может быть удален из энергопоглощающего узла. Деформирующаяся трубка, пластично деформированная способом поперечного расширения после активации энергопоглощающего узла, устраняет необходимость такого удаления деформированного энергопоглощающего элемента. Поэтому предпочтительный вариант реализации изобретения в настоящее время представляет собой деформируемый энергопоглощающий элемент с поперечным расширением.

Предпочтительное развитие последнего варианта реализации изобретения, в котором энергопоглощающий элемент выполнен в форме деформирующейся трубки, предусматривает фиксацию деформирующейся трубки между опорной пластиной и соединительной пластиной посредством, по меньшей мере, одного натяжного элемента, соединяющего опорную пластину с соединительной пластиной. Это обеспечивает интеграцию энергопоглощающего элемента в энергопоглощающий узел без зазоров, в результате чего при соответствующей исходной нагрузке на реакцию энергопоглощающего элемента также можно влиять заданным образом. Например, в качестве таких натяжных элементов также могут быть использованы резьбовые шпильки, которые, с одной стороны, прочно соединяются с опорной пластиной и, с другой стороны, выходят через соединительную пластину и фиксируются гайками или другими подобными средствами винтового крепежа. Такие резьбовые шпильки, использованные в качестве натяжного элемента, служат не только для фиксации деформирующейся трубки между соединительной пластиной и опорной пластиной, но также и для выполнения функции продольной ориентации во время пластической деформации деформирующейся трубки после активации энергопоглощающего узла, и перемещения соединительной пластины к опорной пластине. Выполнение натяжным элементом направляющей функции также предотвращает любое заклинивание или перекос отдельных компонентов энергопоглощающего узла во время процесса поглощения энергии. Таким образом, может быть предотвращено "застревание" или заклинивание, в частности при вертикальной или наклонной, т.е. не абсолютно осевой нагрузке на деформирующуюся трубку, с принципиально надежным обеспечением функции разрушительного энергопоглощения.

Характерное количество энергии, переданной потоком силы через энергопоглощающий элемент, для активации указанного энергопоглощающего элемента может быть предварительно задано соответствующим выбором толщины стенок и материала для деформирующейся трубки. В этом состоит дополнительное существенное преимущество деформирующейся трубки, использованной в энергопоглощающем узле согласно настоящему изобретению.

В одном предпочтительном варианте выполнения энергопоглощающего узла деформирующаяся трубка может быть присоединена посадкой материалом или жестко прикреплена своим концом со стороны опорной пластины к опорной пластине, тогда как секция расширенного поперечного сечения по сравнению с секцией, расположенной ближе к опорной пластине, расположена в том ее конце, который ближе к соединительной пластине. Согласно этому предпочтительному варианту реализации изобретения, энергопоглощающий узел дополнительно содержит коническое кольцо, выполненное за одно целое с направляющим элементом, причем его концевая секция со стороны соединительной пластины соединена с соединительной пластиной, и его концевая секция со стороны опорной пластины выступает, по меньшей мере, частично в расширенную секцию деформирующейся трубки и расположена напротив внутренней поверхности этой секции деформирующейся трубки.

Преимущества этого варианта реализации изобретения очевидны. С одной стороны, фиксация деформирующейся трубки между опорной пластиной и соединительной пластиной энергопоглощающего узла обеспечивает максимальное поглощение энергии при минимальном пространстве для размещения. При использовании деформирующейся трубки, которая пластично деформируется с поперечным расширением, в частности, отсутствует необходимость в обеспечении дополнительного пространства для средства удаления пластично деформированной деформирующейся трубки. С другой стороны, при использовании направляющего элемента, предпочтительный вариант реализации изобретения также обеспечивает возможность очень точного прогнозирования последовательности событий при поглощении энергии, например, в случае столкновения.

Указанный направляющий элемент, выполненный за одно целое с коническим кольцом и соединенный своим концом со стороны соединительной пластины с соединительной пластиной энергопоглощающего узла, выступает своей концевой секцией со стороны опорной пластины, по меньшей мере, частично в секцию деформирующейся трубки, уже содержащую расширенное поперечное сечение перед активацией энергопоглощающего узла по сравнению с секцией деформирующейся трубки, расположенной ближе к опорной пластине. Поскольку, с одной стороны, направляющий элемент выступает, по меньшей мере, частично в расширенную секцию деформирующейся трубы и расположен напротив внутренней поверхности указанной секции трубы, при активации энергопоглощающего узла значение, т.е. при перемещении соединительной пластины с коническим кольцом и направляющим элементом относительно опорной пластины и деформирующейся трубки, прочно прикрепленной или присоединенной подходящим для материала способом к опорной пластине, в направлении указанной опорной пластины, концевая секция направляющего элемента со стороны опорной пластины проходит вдоль внутренней поверхности еще нерасширенной (в данный момент) секции деформирующейся трубки, и, таким образом, обеспечивает осевую ориентацию для поглощения энергий. Эта осевая ориентация предотвращает перекос соединительной пластины, и конического кольца соответственно, в деформирующейся трубке после активации энергопоглощающего узла так, что пластическая деформация деформирующейся трубки (т.е. пластичное поперечное расширение деформирующейся трубки) происходит точно предсказанным способом, и последовательность событий при поглощении энергии во время столкновения в целом поддается точному прогнозу.

В последнем предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, в отношении изготовления энергопоглощающего узла, предпочтительно коническое кольцо и направляющий элемент выполнены за одно целое с соединительной пластиной. Однако, разумеется, это также может быть предусмотрено и для конического кольца с направляющим элементом, которые соответственно могут быть соединены с соединительной пластиной жестким или нежестким соединением.

Дополнительное преимущество последнего варианта реализации настоящего изобретения состоит в том, что характерная сила активации, необходимая для активации деформирующейся трубки, может быть точно задана толщиной стенок деформирующейся трубки, материалом деформирующейся трубки, а также степенью расширения в сторону секции деформирующейся трубки со стороны соединительной пластины.

В итоге, следует отметить, что энергопоглощающий узел согласно настоящему изобретению содержит амортизатор, посредством которого могут быть заранее определены как ответное поведение, так и последовательность событий во время поглощения энергии. Соответствующим выбором соответствующего энергопоглощающего элемента также может быть обеспечено максимальное поглощение энергии при небольших габаритных размерах. Энергопоглощающий узел, в частности, подходит для модернизации бокового буфера или буфера UIC в качестве дополнительной необратимой поглощающей ударную нагрузку ступени, причем указанный боковой буфер или буфер UIC прикреплен предпочтительно рассоединяемым способом к соединительной пластине энергопоглощающего узла.

Далее приводятся ссылки на сопровождающие чертежи при более подробном описании предпочтительного варианта выполнения изобретенного энергопоглощающего узла.

Фиг.1 показывает предпочтительный вариант выполнения энергопоглощающего узла согласно настоящему изобретению в качестве дополнительной поглощающей ударные нагрузки ступени для буфера UIC.

Фиг.2 показывает подробный чертеж энергопоглощающего узла, показанного на фиг.1.

Фиг.3 показывает поперечное сечение энергопоглощающего узла, показанного на фиг.2.

Энергопоглощающий узел 10, изображенный на фиг.1, используется в соединении с традиционным боковым буфером или буфером 100 UIC, причем указанный буфер, например, не оборудован дополнительным амортизатором. Буфер 100 UIC прикреплен соединительным фланцем 102 к соединительной пластине 1 энергопоглощающего узла 10.

Для соединительного фланца 102 буфера 100 предусмотрено фиксирующее средство 103, которое, как показано на чертеже, состоит в общей сложности из четырех болтов, которые могут быть ввинчены в соответствующие резьбовые отверстия 103' в соединительной пластине 1.

Энергопоглощающий узел 10 дополнительно содержит опорную пластину 2, посредством которой энергопоглощающий узел 10 может быть соединен, например, с опорной рамой или шасси кузова 101 вагона или однако также с другой жесткой или гибкой опорной конструкцией. Для этого в этом варианте реализации изобретения, как изображено на чертеже, могут быть использованы в общей сложности четыре крепежных болта 104, которые проходят через сквозные отверстия 104', соответственно выполненные в опорной пластине 2, и могут быть приняты в соответствующие резьбовые отверстия (не показаны на чертеже).

Поскольку энергопоглощающий узел 10 может быть присоединен с возможностью отсоединения к опорной конструкции 101 через опорную пластину 2, с одной стороны, и, с другой стороны, другой дополнительный компонент 100, такой, например, как боковой буфер или буфер UIC, аналогично может быть прикреплен с возможностью отсоединения к соединительной пластине 1 энергопоглощающего узла 10, энергопоглощающий узел представляет собой единую функциональную группу, которая в целом является сменной и которая, в частности, может быть применена для последующей установки или замены без необходимости модификации опорной конструкции 101 или компонента 100.

В дополнение к опорной пластине 2 и соединительной пластине 1, описанным выше, энергопоглощающий узел 10 согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, изображенному на чертежах, дополнительно содержит деформирующуюся трубку в качестве разрушающегося энергопоглощающего элемента 3, который установлен с упором без люфта между опорной пластиной 2 и соединительной пластиной 1. Как может быть видно, особенно на фиг.3, для этого использованы натяжные элементы 4 в форме резьбовых шпилек. Натяжные элементы соединены жестким, нежестким или подходящим для материала способом с опорной пластиной 2 своими концами со стороны опорной пластины, проходят почти по всей длине деформирующейся трубки 3 и проходят через сквозные отверстия, соответственно расположенные в соединительной пластине 1. Передний конец натяжного элемента 4 прикреплен к соединительной пластине 4 гайкой 9. Для обеспечения ровного или плоского расположения соединительной пластины 1 соединительная пластина имеет выемки 8 для приема соответствующих гаек 9.

Как отмечено выше, натяжные элементы 4 служат для установки с упором деформирующейся трубки 3 между опорной пластиной 2 и соединительной пластиной 1. Натяжные элементы 4 также выполняют дополнительную направляющую функцию, поскольку, благодаря их конструкции, они соответствующим образом направляют соединительную пластину 1, когда соединительная пластина 1 перемещается относительно деформирующейся трубки 3 и опорной пластины 2 в направлении к указанной опорной пластине 2 после активации энергопоглощающего узла 10.

Дополнительная осевая ориентация обеспечена коническим кольцом 7, имеющим направляющий элемент 6. В варианте реализации изобретения, изображенном на чертеже, направляющий элемент 6, коническое кольцо 7 и соединительная пластина 1 представляют собой составную конструкцию, хотя это не обязательно.

В частном варианте, и как может быть, в частности, видно на фиг.3, деформирующаяся трубка 3 соединена жестким, нежестким или подходящим для материала способом с опорной пластиной 2 своим концом 3a, расположенным со стороны опорной пластины. С другой стороны, деформирующаяся трубка 3 имеет секцию 5 на конце 3b, расположенном со стороны соединительной пластины, которая имеет более широкое поперечное сечение по сравнению с секцией, расположенной ближе к опорной пластине 2. Эта расширенная секция 5 деформирующейся трубки взаимодействует с направляющим элементом 6 и коническим кольцом 7. Таким образом, концевая секция направляющего элемента 6, расположенная со стороны опорной пластины, выступает, по меньшей мере, частично в расширенную секцию 5 деформирующейся трубки и расположена напротив внутренней поверхности указанной секции 5 деформирующейся трубки. После активации энергопоглощающего узла 10, т.е. при перемещении соединительной пластины 1 относительно опорной пластины 2 и деформирующейся трубки 3, жестко прикрепленной к указанной опорной пластине 2, в направлении к указанной опорной пластине 2, концевая секция направляющего элемента 6, расположенная со стороны опорной пластины, проходит вдоль внутренней поверхности (пока еще) нерасширенной секции деформирующейся трубки и, таким образом, действует - вместе с натяжными элементами 4 - в качестве осевой направляющей для опорной пластины 2. Эта осевое направление опорной пластины 2 предотвращает перекос указанной опорной пластины 2, конического кольца 7 и направляющего элемента 6 соответственно в деформирующейся трубке 5 при активации энергопоглощающего узла 10, в результате чего он также действует правильно при передаче не только исключительно осевых сил. В общем и целом, пластическая деформация деформирующейся трубки, т.е. пластическое поперечное расширение деформирующейся трубки 5, таким образом, происходит прогнозируемым способом, и последовательность событий при поглощении энергии при столкновении в целом также может быть предсказуемой.

Осуществление изобретения не ограничивается вариантом реализации изобретения, описанным со ссылкой на приложенные чертежи. В частности также предусмотрен энергопоглощающий узел, который не используется вместе с боковым буфером, но вместо этого может быть использован, например, вместе с основанием скобы бампера или другим таким подобным, передающим ударную нагрузку компонентом.

Список ссылочных позиций

1 - соединительная пластина

2 - опорная пластина

3 - энергопоглощающий элемент/деформирующаяся трубка

3a - конец деформирующейся трубки со стороны опорной пластины

3b - конец деформирующейся трубки со стороны соединительной пластины

4 - натяжной элемент

5 - секция деформирующейся трубки с расширенным поперечным сечением

6 - направляющий элемент

7 - коническое кольцо

8 - выемка

9 - гайка

10 - энергопоглощающий узел

100 - буфер UIC/боковой буфер

101 - опорная конструкция/кузов вагона

102 - соединительный фланец буфера UIC/бокового буфера

103 - фиксирующее средство

103' - резьбовое отверстие

104 - фиксирующее средство

104' - фиксирующее отверстие