CN1113864A - 一种保护乘客在列车相撞时免受伤害的防护装置 - Google Patents

Abstract

一种保护乘客在列车相撞时免受伤害的防护装 置，在车厢的底板和/或顶板的前端至少设置两个、 最好是三个在车辆行驶方向上前后布置并沿着垂直 于车辆行驶方向延伸的稳定梁(1、3及6)，在各梁之 间设有冲击变形元件(2、4)。该变形元件优选由波纹 板构成，其波峰和波谷均沿着行驶方向延伸。前面的 梁(1)的水平投影基本上是一个三角形，其指向车厢 中心的一角被截成平角，该梁作为底板上支撑缓冲器 的(1)。通过中间的连接变形元件(2)的另一个稳定 的梁(3)与梁(1)的形状相同。

Description

本发明涉及的是一种列车车厢，其两端各有一段在车辆受到撞击时可产生变形的区域、从而可使车厢中间区域尽可能地保持不受损坏。

当一辆行驶的列车撞击到某固定铁路装置上或两辆行驶的列车相撞时，缓冲器不能够为坐在车厢内、特别是坐在撞击区内的乘客提供足够的保护。

图1a至图1d示意性地表示了一个撞出过程。其中，图1a表示了两节相互连接的车厢上的缓冲器的非工作状态。在该状态下，缓冲器只是相互挨上。当发生撞击时，缓冲器首先产生弹性性变形直到达到其极限，此时缓冲器压缩了110mm的长度。于是，如图1b所示，车厢相互靠近。而后，缓冲器沿着车辆行驶方向发生塑性变形，其变形量为45mm，这时，如图1b所示，相邻车厢的外缘相互挨上。此后底板完全弹性变形，所以端壁如图1d所示那样相互挨上并随后产生变形。这时底板开始塑性变形，这样就可能对乘客产生伤害甚至于致死的危险。

“铁路及交通技术Glaser编年史杂志”第116发行年，第8/9期中公开了一种列车车厢，其两端区域在撞车时发生变形（被压皱区），而车厢的中间部分（乘客区）则应尽可能地不受损坏。

DD-PS 200 207中公开了一种列车、特别是旅游车的底板结构，其中，在车厢上垂直车辆行驶方向的侧壁上设置了一个前端梁、一个在车门区的横梁及一个主横梁。在两侧沿着车辆纵向设置有纵梁，该纵梁作为撑梁压入车门区内。

DE-PS 613 728中描述了一种车架，该车架在两根纵梁之间有若干个横梁。所以，在列车上沿着车辆行驶方向前后布置至少两根沿垂直于车辆行驶方向延伸的加强梁是已知的。

DE-OS 2 045 277中公开了在底板区域在采用梯形板或波纹板的方案。

FR-PS 2 529 154中公开了一种前端梁，该梁的水平投影基本上是三角形，其指向车厢中心的一角被制成平角。前端的长度至少超过缓冲器之间的间距。而且缓冲器支撑在前梁上。第二刚性梁与第一梁（即前端梁）形状相仿，第二梁上朝向前端的侧壁平行于前端梁上相邻的侧壁。已知的各种结构均不能给乘客提供足够的保护。

本发明的目的在于提供一种方案，用于避免或至少大大地减小乘客在列车相撞时受到伤害或致死的危险。

本发明是通过如下描施完全其发明目的内，即在列车车厢的底板和/或顶板的两侧至少设置一个结构本身已知的、沿着垂直于车辆行驶方向延伸的梁以及至少一个与其连接的变形元件。

由从属权利要求的特征中还可以导出更多的优点和实施方案。

以下将借助于附图进一步说明本发明，其中，

图2为底板的顶视图;

图3为图2所示的底板的另一实施方案;

图4是沿图2中的Ⅳ-Ⅳ线截取的剖视图;

图5是沿图2中的Ⅴ-Ⅴ线截取的剖视图;

图6为轴侧图，其中表示了变形件的一部分;

图7为沿图2的Ⅶ-Ⅶ线截取的剖视图;

图8表示的是根据本发明在侧壁一侧设置的侧壁保护装置;

图9表示了从前面看到的前端壁的左半部;

图10以透视图的形式和简明的表示方式表示了车厢的端壁;

图11表示的是穿过图10所示右半部分结构的防护盖的截面图;

图12表示了减振元件的一个实施例;

图13为轴侧图，其中表示了箱体框架端壁的一种实施形式。

图2所示的车厢体的底板具有一个刚性很大的连接梁1，在梁上固定着一个中间缓冲连接装置，或者，在本实施例中固定一个车厢挂钩10及侧缓冲器11、11′。连接梁可采用任意形状。在本实施例中，该梁的形状是一个对称于纵向中轴的三角件，该三角件上的被削平顶部指向车厢的中心。在该三角件上支撑了车厢挂钩的弹簧元件13。变形元件2与连接梁1连接，变形元件2由如图3和图5所示的梯形板或波纹板制成，它可以塑性变形。波峰和波谷的延伸方向均平行于车厢的纵向，即车辆行驶的方向。在车厢相互碰撞时，变形元件2应该是底板上第一个变形的部件。在变形元件的连接处，有一个刚性横梁3，如图所示该横梁的形状最好采用与梁1相同的形状，即、横梁3具有一个叉形，两叉件的壁平行于连接梁1上的相对的侧壁。此外，梁3的中间连接部分平行于梁1上的被削平的顶部。所以，当车厢相互冲撞并且变形元件2被相互挤压在一起的时候，梁1可以被推进梁3中。中间梁3的叉件用3′来表示。

在中间梁3连接处，设置有第二变形元件4，该变形元件的结构保证了在第一变形元件2塑性变形时该变形元件弹性变形而在其连接处塑性变形。通过这种方式，使得车辆通过侧壁吸收能量产生位移，从而进一步保护了客舱。与第一变形元件2类似，第二变形元件4也是由波纹板制成的。而且，与第一变形元件相同的是，其波峰和波谷均平行于车厢的纵向。第二变形元件支撑在底板的主梁6上指向车厢中心的一端上，主梁的一侧由车架纵梁限定，在纵梁上设置有一箱形支撑5，在变形元件4变形时，该支撑5可一起被压缩从而限制了变形元件4的变形量。

如图3所示，变形元件2的侧端位于车门通道区，而且各个侧端一直过渡到台阶9处。沿着车辆行驶方向看去，接着车门过滤区的是厕所区，厕所区后面就是客舱区。在已知的车辆上，当车辆碰撞时，车辆的前部区域不受任何损害，而采用本发明的结构，则该前部区域首先受到损坏，所以，从总体上看冲击能量在基本被缓冲的状态下传递到客舱区。客舱区最好从车厢的主梁6所在区域开始，以便从客舱区处开始变形。由车厢支撑5形成的纵梁的部分最好从中间梁3延伸到主梁6处。这样可以在变形元件2和4区域内产生协调一致的拉伸车箱变形。

变形元件4在中间梁3和主梁6之间有一个沿着车辆纵轴延伸的加强梁7。如图4所示，该加强梁是由两根相隔一定距离、最好是相对设置的C形梁7′、7″构成。在这两根梁之间有一个用于容装电线的通道，该通道一直通道图4所示的中间梁3的横梁的通孔8处。图4表示了位于两端侧的纵梁，在纵梁之间压入了由波纹板形成的变形元件4，给梁的高度小于变形元件、也就是波纹板2的高度。波纹板的高度及厚度应这样选择，使得变形元件具有本文开头就已提及的那种特性，即在前半部分塑性变形的同时，后半部分弹性变形，而后进入塑性变形。这种特性可通过计算获得。

当然，梁1和3可采用任意一种形状。不过，本发明建议采用以下这种最佳的方案，其中，设置了三个前后排列的梁1、3、6，在其之间设置变形元件2、4。其特征是，梁1是一个稳定的前端梁。在本发明范围内，主梁6也可以采用类似于梁1和3的形状，即采用与另外两梁相似的形状或者在梁3与1形状不同时采用与梁3相似的形状，以便梁可插入与其相邻的另一梁内。中间梁3上也可以穿过手刹车的部件。此外，梁1和3也可以采用如图3所示的矩形或类似的形状，图中用1A和3A表示。

这种只为底板设计的结构也可以用在顶部结构上，或者车箱的底板与顶部均用该结构。此外对其顶部有益的是，在其端部设置一个刚性的前端梁，在该梁后面设置一个变形元件，该变形元件后面又连接有一个刚性梁，该刚性梁通过中间连接的第二变形元件后面设置有另一个刚性梁。

电缆沿着至少两个斜臂3′中的一个进入中间梁3的入口并从中间梁的上方穿出。也可用同样的方式在梁中布置用于进、排水和用于排放废水等的管子以及制动部件或类似物。

如图7所示，粪便箱12可以挂在前端梁1及变形件2上。9表示台阶。

根据本发明，也可以采用保护端壁的防护措施。在图8中用十字阴影线及横线应用线表示了一个这种变形元件，其中，在图9中用20表示通道用21表示防护件。在车厢相撞时，相邻车厢上的防护件相互撞击。防护件的底面可以象图10左侧所示那样完全覆盖住端壁，或者也可以象图11右侧所示那样仅覆盖两个边。防护件21可以由弹性材料制成，因而在变形后还可恢复。在防护件和端壁之间还可设置一个减振元件。在图12所示的实施例中，上述减振元件是由一个位于一侧、如防护件一侧的芯轴50与位于另一侧的套管51构成的。与套管51相配合的芯轴50在撞击时使套管51扩开。若不采用这种芯轴50与套管51的结构，也可以在一个螺栓的端部设置一个盆状体，在车辆发生碰撞时，相互邻接的螺扣或环形件发生变形或断裂。最好将这种变形元件设置在上防护件上，其优点在于，在顶部结构与底部不相同时也可以在顶部获得一定的冲击缓冲，从而可以达到将冲能量传递到上部及顶部的目的。

采用如图10中的右半部分所示的防护盖结构的目的是，缓冲盘11A如图11可要架在两边缘上的防护件21之间。

如图11所示，前端的直角形侧壁应采用这样的结构，在车厢前壁的边缘外设置有直角形型材（52）、Z形型材（53）和U形型格（54），这些型材均为刚性的，而且，在其高度方向上还可以附加一些较宽的型材用于加强其刚度。直角形材用标号40表示。在两个相互横向隔开的直角形型材40与一个前壁44之间分别设置有波纹板41、42，这些波纹板的结构类似于缓冲元件2和4并且均沿着车辆行驶方向延伸。在铁路车辆受到撞击时，波纹板首先受到撞出。如图13所示，型材40的内壁结构55采用类似于波纹板的结构。

当然，在本发明的范围内，还可以采用各种不同的实施方案，其均属于本发明的范围。所以在入口处前端壁处的防护件也可以采用其他形状，只要这种形状的性质能使车厢的端部部件首先受到撞击，而且车厢从其端部开始变形，从而使得客舱在感到冲击能量时，冲击能量已经所剩无几了。当然，变形元件也可以采用任意一种在受到冲击破坏时可产生扭曲的元件。

Claims (10)

1、一种列车车厢，其两端各有一段在在车辆受到撞击时可产生变形的区域，其中，可以使车厢中间区域尽可能地保护不受损坏，其特征在于，在列车车厢的底板和/或顶板的两侧至少设置一个结构本身已知的、沿着垂直于车辆行驶方向延伸的梁(1)以及至少一个与其连接的变形元件(2)。

2、如权利要求1所述的列车车厢，其特征在于，变形元件（2）设置在至少两个在行驶方向上前后相接并沿着垂直于行驶方向延伸的刚性梁（1、3）之间，其中，前面的梁（1）的水平投影基本上是一个三角形，其指向车厢中收的一角被截成平角，梁在前端面的长度至少能超过缓冲器（11、11′）的间距，底板上的前梁（1）上支撑着缓冲器（11、11′）及中间缓冲器的连接装置、特别是挂钩（10），第二加强梁（3）的形状为类似于前梁（1）的形状，第二梁（3）上指向前梁（1）的侧壁平行于梁（1）上与之相对的侧壁，变形元件（2）叠合在梁（1、2）之间。

3、如权利要求1、2所述的列车车厢，其特征在于，沿着车辆行驶方向，在第二梁（3）的后方设置另一个变形元件（4），该变形元件的一端顶在梁（3）处，其另一端顶在另一个梁（6）上，变形元件安装在两梁的棱边之间，并延伸在客舱始端区域。

4、如上述权利要求中至少一项所述的列车车厢，其特征在于，变形元件（2、4）为梯形板或波纹板结构，其波峰及波谷均沿着列车行驶方向延伸，其第一段可塑性变形的变形元件（2）至少达到列车车门区，变形元件的端部最好过渡到台阶（9）处。

5、如上述权利要求中至少一项所述的列车车厢，其特征在于，至少位于两侧的梁之一的至少一部分制成可变形的、最好是箱形的梁（5）。

6、如上述权利要求中至少一项所述的列车车厢，其特征在于，在行驶方向上的第一变形元件（2）可塑性变形，而第二变形元件（4）在第一变形元件（2）塑性变形的时候产生弹性变形，随后产生塑性变形，变形元件（2）的塑性变形高度大于变形元件（4）的弹塑性变形高度。

7、如上述权利要求中至少一项所述的列车车厢，其特征在于，在变形元件（4）上位于加强梁（2）与横梁（6）之间设置了一个用于通过电缆或其他导线的通道，通道一直通到第二梁上的开孔（8）处，在第二梁（3）上、特别是在其斜臂上通过制动部件的导线和用于通过水及污水的管路。

8、如上述权利要求中至少一项所述的列车车厢，其特征在于，至少在车辆前端的垂直壁处设置至少一个可在撞击时产生扭曲的变形元件。

9、如权利要求8所述的列车车厢，其特征在于，设置在前端的冲击变形元件上具有一较宽的、最好是设置在前端壁上部的冲击变形的机械元件，例如用一个顶部尖、茎部宽的销与一个坐在该销轴上的逐渐加宽的套管构成的装置或用一个套管与一个借助于通过套管上的孔伸出的螺纹圈、凸缘或类似物插入套管内的销轴构成的装置（如图12所示）。

10、如权利要求8、9之一所述的列车车厢，其特征在于，设在端壁处的冲击扭曲变形元件至少部分是由一个沿着行驶方向延伸上的波峰和波谷的波纹板件构成的，或由一种可压缩材料制成，该可压缩材料在压力释放后将恢复到原来的形状。

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