專利名稱：一種保護(hù)乘客在列車相撞時免受傷害的防護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種列車車廂，其兩端各有一段在車輛受到撞擊時可產(chǎn)生變形的區(qū)域、從而可使車廂中間區(qū)域盡可能地保持不受損壞。
當(dāng)一輛行駛的列車撞擊到某固定鐵路裝置上或兩輛行駛的列車相撞時，緩沖器不能夠為坐在車廂內(nèi)、特別是坐在撞擊區(qū)內(nèi)的乘客提供足夠的保護(hù)。


圖1a至圖1d示意性地表示了一個撞出過程。其中，圖1a表示了兩節(jié)相互連接的車廂上的緩沖器的非工作狀態(tài)。在該狀態(tài)下，緩沖器只是相互挨上。當(dāng)發(fā)生撞擊時，緩沖器首先產(chǎn)生彈性性變形直到達(dá)到其極限，此時緩沖器壓縮了110mm的長度。于是，如圖1b所示，車廂相互靠近。而后，緩沖器沿著車輛行駛方向發(fā)生塑性變形，其變形量為45mm，這時，如圖1b所示，相鄰車廂的外緣相互挨上。此后底板完全彈性變形，所以端壁如圖1d所示那樣相互挨上并隨后產(chǎn)生變形。這時底板開始塑性變形，這樣就可能對乘客產(chǎn)生傷害甚至于致死的危險。
“鐵路及交通技術(shù)Glaser編年史雜志”第116發(fā)行年，第8/9期中公開了一種列車車廂，其兩端區(qū)域在撞車時發(fā)生變形(被壓皺區(qū))，而車廂的中間部分(乘客區(qū))則應(yīng)盡可能地不受損壞。
DD-PS 200 207中公開了一種列車、特別是旅游車的底板結(jié)構(gòu)，其中，在車廂上垂直車輛行駛方向的側(cè)壁上設(shè)置了一個前端梁、一個在車門區(qū)的橫梁及一個主橫梁。在兩側(cè)沿著車輛縱向設(shè)置有縱梁，該縱梁作為撐梁壓入車門區(qū)內(nèi)。
DE-PS 613 728中描述了一種車架，該車架在兩根縱梁之間有若干個橫梁。所以，在列車上沿著車輛行駛方向前后布置至少兩根沿垂直于車輛行駛方向延伸的加強(qiáng)梁是已知的。
DE-OS 2 045 277中公開了在底板區(qū)域在采用梯形板或波紋板的方案。
FR-PS 2 529 154中公開了一種前端梁，該梁的水平投影基本上是三角形，其指向車廂中心的一角被制成平角。前端的長度至少超過緩沖器之間的間距。而且緩沖器支撐在前梁上。第二剛性梁與第一梁(即前端梁)形狀相仿，第二梁上朝向前端的側(cè)壁平行于前端梁上相鄰的側(cè)壁。已知的各種結(jié)構(gòu)均不能給乘客提供足夠的保護(hù)。
本發(fā)明的目的在于提供一種方案，用于避免或至少大大地減小乘客在列車相撞時受到傷害或致死的危險。
本發(fā)明是通過如下描施完全其發(fā)明目的內(nèi)，即在列車車廂的底板和/或頂板的兩側(cè)至少設(shè)置一個結(jié)構(gòu)本身已知的、沿著垂直于車輛行駛方向延伸的梁以及至少一個與其連接的變形元件。
由從屬權(quán)利要求的特征中還可以導(dǎo)出更多的優(yōu)點和實施方案。
以下將借助于附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明，其中，圖2為底板的頂視圖;
圖3為圖2所示的底板的另一實施方案;
圖4是沿圖2中的Ⅳ-Ⅳ線截取的剖視圖;
圖5是沿圖2中的Ⅴ-Ⅴ線截取的剖視圖;
圖6為軸側(cè)圖，其中表示了變形件的一部分;
圖7為沿圖2的Ⅶ-Ⅶ線截取的剖視圖;
圖8表示的是根據(jù)本發(fā)明在側(cè)壁一側(cè)設(shè)置的側(cè)壁保護(hù)裝置;
圖9表示了從前面看到的前端壁的左半部;
圖10以透視圖的形式和簡明的表示方式表示了車廂的端壁;
圖11表示的是穿過圖10所示右半部分結(jié)構(gòu)的防護(hù)蓋的截面圖;
圖12表示了減振元件的一個實施例;
圖13為軸側(cè)圖，其中表示了箱體框架端壁的一種實施形式。
圖2所示的車廂體的底板具有一個剛性很大的連接梁1，在梁上固定著一個中間緩沖連接裝置，或者，在本實施例中固定一個車廂掛鉤10及側(cè)緩沖器11、11′。連接梁可采用任意形狀。在本實施例中，該梁的形狀是一個對稱于縱向中軸的三角件，該三角件上的被削平頂部指向車廂的中心。在該三角件上支撐了車廂掛鉤的彈簧元件13。變形元件2與連接梁1連接，變形元件2由如圖3和圖5所示的梯形板或波紋板制成，它可以塑性變形。波峰和波谷的延伸方向均平行于車廂的縱向，即車輛行駛的方向。在車廂相互碰撞時，變形元件2應(yīng)該是底板上第一個變形的部件。在變形元件的連接處，有一個剛性橫梁3，如圖所示該橫梁的形狀最好采用與梁1相同的形狀，即、橫梁3具有一個叉形，兩叉件的壁平行于連接梁1上的相對的側(cè)壁。此外，梁3的中間連接部分平行于梁1上的被削平的頂部。所以，當(dāng)車廂相互沖撞并且變形元件2被相互擠壓在一起的時候，梁1可以被推進(jìn)梁3中。中間梁3的叉件用3′來表示。
在中間梁3連接處，設(shè)置有第二變形元件4，該變形元件的結(jié)構(gòu)保證了在第一變形元件2塑性變形時該變形元件彈性變形而在其連接處塑性變形。通過這種方式，使得車輛通過側(cè)壁吸收能量產(chǎn)生位移，從而進(jìn)一步保護(hù)了客艙。與第一變形元件2類似，第二變形元件4也是由波紋板制成的。而且，與第一變形元件相同的是，其波峰和波谷均平行于車廂的縱向。第二變形元件支撐在底板的主梁6上指向車廂中心的一端上，主梁的一側(cè)由車架縱梁限定，在縱梁上設(shè)置有一箱形支撐5，在變形元件4變形時，該支撐5可一起被壓縮從而限制了變形元件4的變形量。
如圖3所示，變形元件2的側(cè)端位于車門通道區(qū)，而且各個側(cè)端一直過渡到臺階9處。沿著車輛行駛方向看去，接著車門過濾區(qū)的是廁所區(qū)，廁所區(qū)后面就是客艙區(qū)。在已知的車輛上，當(dāng)車輛碰撞時，車輛的前部區(qū)域不受任何損害，而采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，則該前部區(qū)域首先受到損壞，所以，從總體上看沖擊能量在基本被緩沖的狀態(tài)下傳遞到客艙區(qū)?？团搮^(qū)最好從車廂的主梁6所在區(qū)域開始，以便從客艙區(qū)處開始變形。由車廂支撐5形成的縱梁的部分最好從中間梁3延伸到主梁6處。這樣可以在變形元件2和4區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生協(xié)調(diào)一致的拉伸車箱變形。
變形元件4在中間梁3和主梁6之間有一個沿著車輛縱軸延伸的加強(qiáng)梁7。如圖4所示，該加強(qiáng)梁是由兩根相隔一定距離、最好是相對設(shè)置的C形梁7′、7″構(gòu)成。在這兩根梁之間有一個用于容裝電線的通道，該通道一直通道圖4所示的中間梁3的橫梁的通孔8處。圖4表示了位于兩端側(cè)的縱梁，在縱梁之間壓入了由波紋板形成的變形元件4，給梁的高度小于變形元件、也就是波紋板2的高度。波紋板的高度及厚度應(yīng)這樣選擇，使得變形元件具有本文開頭就已提及的那種特性，即在前半部分塑性變形的同時，后半部分彈性變形，而后進(jìn)入塑性變形。這種特性可通過計算獲得。
當(dāng)然，梁1和3可采用任意一種形狀。不過，本發(fā)明建議采用以下這種最佳的方案，其中，設(shè)置了三個前后排列的梁1、3、6，在其之間設(shè)置變形元件2、4。其特征是，梁1是一個穩(wěn)定的前端梁。在本發(fā)明范圍內(nèi)，主梁6也可以采用類似于梁1和3的形狀，即采用與另外兩梁相似的形狀或者在梁3與1形狀不同時采用與梁3相似的形狀，以便梁可插入與其相鄰的另一梁內(nèi)。中間梁3上也可以穿過手剎車的部件。此外，梁1和3也可以采用如圖3所示的矩形或類似的形狀，圖中用1A和3A表示。
這種只為底板設(shè)計的結(jié)構(gòu)也可以用在頂部結(jié)構(gòu)上，或者車箱的底板與頂部均用該結(jié)構(gòu)。此外對其頂部有益的是，在其端部設(shè)置一個剛性的前端梁，在該梁后面設(shè)置一個變形元件，該變形元件后面又連接有一個剛性梁，該剛性梁通過中間連接的第二變形元件后面設(shè)置有另一個剛性梁。
電纜沿著至少兩個斜臂3′中的一個進(jìn)入中間梁3的入口并從中間梁的上方穿出。也可用同樣的方式在梁中布置用于進(jìn)、排水和用于排放廢水等的管子以及制動部件或類似物。
如圖7所示，糞便箱12可以掛在前端梁1及變形件2上。9表示臺階。
根據(jù)本發(fā)明，也可以采用保護(hù)端壁的防護(hù)措施。在圖8中用十字陰影線及橫線應(yīng)用線表示了一個這種變形元件，其中，在圖9中用20表示通道用21表示防護(hù)件。在車廂相撞時，相鄰車廂上的防護(hù)件相互撞擊。防護(hù)件的底面可以象圖10左側(cè)所示那樣完全覆蓋住端壁，或者也可以象圖11右側(cè)所示那樣僅覆蓋兩個邊。防護(hù)件21可以由彈性材料制成，因而在變形后還可恢復(fù)。在防護(hù)件和端壁之間還可設(shè)置一個減振元件。在圖12所示的實施例中，上述減振元件是由一個位于一側(cè)、如防護(hù)件一側(cè)的芯軸50與位于另一側(cè)的套管51構(gòu)成的。與套管51相配合的芯軸50在撞擊時使套管51擴(kuò)開。若不采用這種芯軸50與套管51的結(jié)構(gòu)，也可以在一個螺栓的端部設(shè)置一個盆狀體，在車輛發(fā)生碰撞時，相互鄰接的螺扣或環(huán)形件發(fā)生變形或斷裂。最好將這種變形元件設(shè)置在上防護(hù)件上，其優(yōu)點在于，在頂部結(jié)構(gòu)與底部不相同時也可以在頂部獲得一定的沖擊緩沖，從而可以達(dá)到將沖能量傳遞到上部及頂部的目的。
采用如圖10中的右半部分所示的防護(hù)蓋結(jié)構(gòu)的目的是，緩沖盤11A如圖11可要架在兩邊緣上的防護(hù)件21之間。
如圖11所示，前端的直角形側(cè)壁應(yīng)采用這樣的結(jié)構(gòu)，在車廂前壁的邊緣外設(shè)置有直角形型材(52)、Z形型材(53)和U形型格(54)，這些型材均為剛性的，而且，在其高度方向上還可以附加一些較寬的型材用于加強(qiáng)其剛度。直角形材用標(biāo)號40表示。在兩個相互橫向隔開的直角形型材40與一個前壁44之間分別設(shè)置有波紋板41、42，這些波紋板的結(jié)構(gòu)類似于緩沖元件2和4并且均沿著車輛行駛方向延伸。在鐵路車輛受到撞擊時，波紋板首先受到撞出。如圖13所示，型材40的內(nèi)壁結(jié)構(gòu)55采用類似于波紋板的結(jié)構(gòu)。
當(dāng)然，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，還可以采用各種不同的實施方案，其均屬于本發(fā)明的范圍。所以在入口處前端壁處的防護(hù)件也可以采用其他形狀，只要這種形狀的性質(zhì)能使車廂的端部部件首先受到撞擊，而且車廂從其端部開始變形，從而使得客艙在感到?jīng)_擊能量時，沖擊能量已經(jīng)所剩無幾了。當(dāng)然，變形元件也可以采用任意一種在受到?jīng)_擊破壞時可產(chǎn)生扭曲的元件。
權(quán)利要求
1.一種列車車廂，其兩端各有一段在在車輛受到撞擊時可產(chǎn)生變形的區(qū)域，其中，可以使車廂中間區(qū)域盡可能地保護(hù)不受損壞，其特征在于，在列車車廂的底板和/或頂板的兩側(cè)至少設(shè)置一個結(jié)構(gòu)本身已知的、沿著垂直于車輛行駛方向延伸的梁(1)以及至少一個與其連接的變形元件(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的列車車廂，其特征在于，變形元件(2)設(shè)置在至少兩個在行駛方向上前后相接并沿著垂直于行駛方向延伸的剛性梁(1、3)之間，其中，前面的梁(1)的水平投影基本上是一個三角形，其指向車廂中收的一角被截成平角，梁在前端面的長度至少能超過緩沖器(11、11′)的間距，底板上的前梁(1)上支撐著緩沖器(11、11′)及中間緩沖器的連接裝置、特別是掛鉤(10)，第二加強(qiáng)梁(3)的形狀為類似于前梁(1)的形狀，第二梁(3)上指向前梁(1)的側(cè)壁平行于梁(1)上與之相對的側(cè)壁，變形元件(2)疊合在梁(1、2)之間。
3.如權(quán)利要求1、2所述的列車車廂，其特征在于，沿著車輛行駛方向，在第二梁(3)的后方設(shè)置另一個變形元件(4)，該變形元件的一端頂在梁(3)處，其另一端頂在另一個梁(6)上，變形元件安裝在兩梁的棱邊之間，并延伸在客艙始端區(qū)域。
4.如上述權(quán)利要求中至少一項所述的列車車廂，其特征在于，變形元件(2、4)為梯形板或波紋板結(jié)構(gòu)，其波峰及波谷均沿著列車行駛方向延伸，其第一段可塑性變形的變形元件(2)至少達(dá)到列車車門區(qū)，變形元件的端部最好過渡到臺階(9)處。
5.如上述權(quán)利要求中至少一項所述的列車車廂，其特征在于，至少位于兩側(cè)的梁之一的至少一部分制成可變形的、最好是箱形的梁(5)。
6.如上述權(quán)利要求中至少一項所述的列車車廂，其特征在于，在行駛方向上的第一變形元件(2)可塑性變形，而第二變形元件(4)在第一變形元件(2)塑性變形的時候產(chǎn)生彈性變形，隨后產(chǎn)生塑性變形，變形元件(2)的塑性變形高度大于變形元件(4)的彈塑性變形高度。
7.如上述權(quán)利要求中至少一項所述的列車車廂，其特征在于，在變形元件(4)上位于加強(qiáng)梁(2)與橫梁(6)之間設(shè)置了一個用于通過電纜或其他導(dǎo)線的通道，通道一直通到第二梁上的開孔(8)處，在第二梁(3)上、特別是在其斜臂上通過制動部件的導(dǎo)線和用于通過水及污水的管路。
8.如上述權(quán)利要求中至少一項所述的列車車廂，其特征在于，至少在車輛前端的垂直壁處設(shè)置至少一個可在撞擊時產(chǎn)生扭曲的變形元件。
9.如權(quán)利要求8所述的列車車廂，其特征在于，設(shè)置在前端的沖擊變形元件上具有一較寬的、最好是設(shè)置在前端壁上部的沖擊變形的機(jī)械元件，例如用一個頂部尖、莖部寬的銷與一個坐在該銷軸上的逐漸加寬的套管構(gòu)成的裝置或用一個套管與一個借助于通過套管上的孔伸出的螺紋圈、凸緣或類似物插入套管內(nèi)的銷軸構(gòu)成的裝置(如圖12所示)。
10.如權(quán)利要求8、9之一所述的列車車廂，其特征在于，設(shè)在端壁處的沖擊扭曲變形元件至少部分是由一個沿著行駛方向延伸上的波峰和波谷的波紋板件構(gòu)成的，或由一種可壓縮材料制成，該可壓縮材料在壓力釋放后將恢復(fù)到原來的形狀。
全文摘要
一種保護(hù)乘客在列車相撞時免受傷害的防護(hù)裝置，在車廂的底板和/或頂板的前端至少設(shè)置兩個、最好是三個在車輛行駛方向上前后布置并沿著垂直于車輛行駛方向延伸的穩(wěn)定梁(1、3及6)，在各梁之間設(shè)有沖擊變形元件(2、4)。該變形元件優(yōu)選由波紋板構(gòu)成，其波峰和波谷均沿著行駛方向延伸。前面的梁(1)的水平投影基本上是一個三角形，其指向車廂中心的一角被截成平角，該梁作為底板上支撐緩沖器的(1)。通過中間的連接變形元件(2)的另一個穩(wěn)定的梁(3)與梁(1)的形狀相同。
文檔編號B61D1/00GK1113864SQ94108848
公開日1995年12月27日 申請日期1994年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月6日
發(fā)明者G·莫澤, W·邁耶 申請人:Sgp運輸技術(shù)有限公司