一種安裝于軌道車輛尤其是鐵路車輛前部的車輛前部模塊制造技術

一種帶有安裝于軌道車輛尤其是鐵路車輛前部的車輛前部結構（１００）的車輛前部模塊，其中所述車輛前部結構（１００）全部由纖維復合或纖維復合層材料制成的結構元件構成，構成所述車輛前部結構（１００）的所述結構元件包括相互直接連接的且用于形成一個抗變形和自支撐的與車輛駕駛艙（１０１）適配的前部結構的第一結構元件（１０、１０’、１１、１１’、１２、１２’、１４、１５、１６），構成所述車輛前部結構（１００）的所述結構元件包括與第一結構元件（１０、１０’、１１、１１’、１２、１２’、１４、１５、１６）相連接的第二結構元件（２０、２０’、２１、２１’、２２、２２’、２３、２４、２４’），至少部分在所述軌道車輛撞擊時沖擊力量轉移過程中產生的所述結構（１００）承受的沖擊能量通過至少部分所述第二結構元件（２０、２０’、２１、２１’、２２、２２’、２３、２４、２４’）的不可逆變形或至少部分破壞而被分散。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種帶有安裝于軌道車輛前部的車輛前部框架的前部模塊，其中所述框架全部由纖維增強塑料制成的結構元件組成。
技術介紹
根據英國專利局公開的專利申請文件GBM11630A披露的一種軌道車輛的車艙框架，該框架由形成車艙前部、底部、頂部和側部的框架元件組成。這種公知的框架中設有多個易彎曲的區域。裝配有這種框架車輛前部模塊的軌道車輛在與其他軌道車輛或者障礙物撞擊時，易彎曲區域產生彎曲變形，這樣這種框架可適配于撞擊障礙物的形狀，而撞擊時框架承受的沖擊能量能至少部分被分散。另外，根據歐洲專利局公開的專利申請文件GBM11630A披露的一種軌道車輛的車艙，該車艙并未與該軌道車輛前部連接，而是安裝于一個水平平臺上。由于該車艙全部由纖維增強塑料制成，使該車艙本身成為一個減震器，這樣可以減小在撞車時的釋放的能量。 另外，這樣一個減震器分別地集成安裝在車艙的車盤和平臺上。根據英國專利局公開的專利申請文件GBM11630A披露的一種設計用于連接軌道車輛前部的車輛前部模塊，其中該車輛前部模塊的側部和頂部由輕便的復合材料制成，且可拆的連接于軌道車輛車盤和車體上。該車輛前部模塊和歐洲專利文件EP 0 533 582 B2 所述的車艙均未設置有減震器。減震器即撞擊結構，如在車輛與障礙物撞擊時至少部分變形的組件。這種沖擊力量會被選擇性的轉化，形成變形力量，進而減小乘客承受的加速和力量。在汽車
尤其是客車前沿領域，撞擊緩沖區形式的減震器是公知的技術。 同時，汽車工業一直尋求一種優化的撞擊結構，在軌道車輛技術制造過程中經常并沒有考慮到撞擊時的變形。通常在軌道車輛的前部安置一個側邊緩沖元件或者撞擊箱充當減震器時，這些元件吸收或者分散至少部分撞擊力量，而這樣一個減震器在高速撞擊時所能達到的減震效果還不足以使車體避免被損壞。尤其是側面緩沖元件或者撞擊箱的減震能力消耗完時，駕駛室或乘客區的車體結構會有很大的變形，致使駕駛員和乘客充足的生存空間得不到保證， 這有很大風險。本專利技術為優化在撞擊時用于連接軌道車輛前部的車輛前部模塊，車輛前部模塊承受的沖擊力量可最大程度地通過車輛前部模塊結構進行分散，以限制在車輛結構上的最大加速和力量，確保裝機時駕駛員的生存空間，這樣可以有效避免撞擊時不可控的結構變形。
技術實現思路
為此，本專利技術提供獨立權利要求1的車輛前部模塊，而該車輛模塊的優選實施例在從屬權利要求中進一步描述。因此，為提高軌道車輛的撞擊性能，本專利技術提供一種全部由纖維增強塑料制成的結構元件組成的車輛前部模塊。進一步的，在組成車輛前部模塊的結構元件中，那些不能吸收能量的以下稱為“第一結構元件”，那些可以吸收能量的以下稱為“第二結構元件”。所有抗變形和自支撐的車輛均包含有不能吸收能量的結構元件，如第一結構元件。這種硬性和自支撐的結構元件構成軌道車輛駕駛倉的外殼。由于駕駛倉被抗變形的前部結構所包圍， 該前部結構在撞擊時不會有大幅變形，車輛前部模塊內的駕駛員的生存空間得到保證。另一方面，吸收能量的結構元件，如第二結構元件，用于通過沖擊能量的轉移至少部分吸收或者分散車輛前部模塊承受的沖擊力量，這樣在車輛承受撞擊時由第一結構元件組成的車輛前部模塊自支撐結構并不會受到影響。第二結構元件安裝在由第一結構元件構成的車輛前部模塊的自支撐結構上。尤其地，第二結構元件與自支撐結構適配，這樣可以與其一起形成一個單元。本專利技術中由于結構元件(第一結構元件和第二結構元件)均全部由纖維增強塑料制成，可以將第二結構元件與第一結構元件通過一個材料安裝在一起，比如通過粘接結合。 同樣地，第二結構元件可與由第一結構元件組成的自支撐車輛前部模塊結構安裝在一起， 其中第二結構元件可拆的或不可拆的安置于第一結構元件中，形成一個雙功能的結構，如第一結構元件提供的支撐功能、第二結構元件提供的能力吸收功能。如上文所述，組成車輛前部模塊結構的結構元件全部由纖維增強塑料制成。通過在車輛前部模塊結構的個別區域使用不同纖維復合/纖維復合層結構，這樣車輛在撞擊時產生的車輛前部模塊結構所承受的沖擊力量能夠被選擇性地分散，如被吸收掉。由于組成車輛前部模塊結構的結構元件全部由纖維增強塑料制成，與金屬材料結構的車輛前部結構相比，能夠減輕超過車輛前部模塊結構的重量。事實上，由纖維增強塑料制成的結構元件有特定硬度的特性，這樣由第一結構元件構成的可抗變形和自支撐的前部車輛結構在受撞擊時并不會崩潰如不可控的變形，這樣保證了駕駛艙內駕駛員生存空間。由于在受撞擊時吸收至少部分車輛前部模塊結構承受的沖擊力量的第二結構元件同樣是由纖維增強塑料制成的，相比于傳統金屬支撐的變形管，可以有更高的特定重量的能量吸收能力。為此，本專利技術提供一種第二結構元件，在激活后，所述第二結構元件至少部分吸收所述第二結構元件所承受的纖維增強塑料非延展性的破壞的沖擊力量。由于第一結構元件組成的車輛前部模塊的自支撐結構可抗變形，在車輛前部模塊受撞擊時仍然能在與自支撐前部結構適配的駕駛艙里保證一定生存空間。由此，優選的，第一結構元件設置和連接在一起，這樣在受撞擊時，車輛前部模塊所承受的且并未被第二結構元件吸收的沖擊能量能夠被轉移到軌道車輛的與車輛前部模塊相連的車體結構上。所述沖擊力量能全部被軌道車輛的車體結構的減震元件所吸收。在高撞擊速度(撞擊能量)情況下，第二結構元件結構性設計能量吸收的最大值被超過時，第一結構元件可結構性設計為可控變形的，這樣可以有進一步的能量吸收能力， 確保車輛前部模塊結構不會(不可控地)崩潰。本專利技術實施例中，為形成抗變形和自支撐的車輛前部模塊，第一結構元件包括兩個分別設置在車輛前部模塊結構兩側的A立柱和一個與所述兩個A立柱上部區域分別連接的頂部結構，A立柱與所述頂部結構牢固地連接在一起，用于在撞擊時將車輛前部模塊承受的且并未被第二結構元件吸收的沖擊力量轉移到與車輛前部模塊連接的軌道車輛的車體結構上。進一步的，所述第一結構元件也可包括與兩個A立柱下部區域分別固定連接的且用于轉移沖擊力量至軌道車輛車體結構的橫檔。上述實施例采用橫檔來將沖擊力量從兩個A立柱轉移到軌道車輛的車體結構上， 作為替換或補充，所述每個A立柱可設置為彎曲的，可進一步設置一個下部結構元件，所述下部結構元件與A立柱上部固定連接，用于在撞擊時將A立柱所承受的且未被第二結構元件吸收的沖擊力量轉移到與車輛前部模塊相連的軌道車輛車體結構上。兩個A立柱的彎曲設計可以讓其中一個A立柱省掉橫檔。由于所述橫檔，所述A立柱在被撞擊時分別承受極限壓力和不可控的變形。為特別地避免結構元件崩潰，這些結構元件包含一個纖維增強塑料制成的中空輪廓，用于填充核心材料尤其是泡沫核心材料，這樣進一步選擇性地提高硬度。另一方面，對于頂部結構，優選的采用纖維增強塑料層結構制成。當然，也可以采用其他方法制造。為將所述兩個A立柱結構性地連接在一起，同時提高由第一結構元件構成的框架結構的硬度，所述第一結構元件還包括至少一個在所述A立柱下部區域分別結構性地連接所述兩個A立柱的欄桿元件。進一步的，所述第一結構元件還包括一個同樣是纖維增強塑料制成的且與欄桿元件連接的抗變形端墻，所述抗變形端墻和所述欄桿元件一起形成一個車輛前部模塊結構的端面，這樣避免自支撐框架結構內的車輛駕駛艙受到損壞。因此，至少在所述車輛前部模塊本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種帶有安裝于軌道車輛尤其是鐵路車輛前部的車輛前部結構（１００）的車輛前部模塊，其中所述車輛前部結構（１００）全部由纖維復合或纖維復合層材料制成的結構元件構成，構成所述車輛前部結構（１００）的所述結構元件包括相互直接連接的且用于形成一個抗變形和自支撐的與車輛駕駛艙（１０１）適配的前部結構的第一結構元件（１０、１０’、１１、１１’、１２、１２’、１４、１５、１６），構成所述車輛前部結構（１００）的所述結構元件包括與第一結構元件（１０、１０’、１１、１１’、１２、１２’、１４、１５、１６）相連接的第二結構元件（２０、２０’、２１、２１’、２２、２２’、２３、２４、２４’），至少部分在所述軌道車輛撞擊時沖擊力量轉移過程中產生的所述結構（１００）承受的沖擊能量通過至少部分所述第二結構元件（２０、２０’、２１、２１’、２２、２２’、２３、２４、２４’）的不可逆變形或至少部分破壞而被分散。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：安德里亞斯·海尼許，
申請(專利權)人：福伊特專利公司，
類型：發明
國別省市：DE