用于铁路车辆耦合器的前盖的制作方法

1.本发明涉及一种前盖，其包括用于覆盖耦合器的前端的盖体。


背景技术：

2.在用于铁路车辆的耦合器的领域内，通常期望的是，当耦合器不处于耦合位置时保护耦合器的端部。其目的是在铁路车辆的运行和停止期间防止湿气和污物的侵入，并且还保护耦合器的端部免受意外地存在于铁路轨道上的物体的影响，例如可能与铁路车辆碰撞的动物。通过使用坚固的前盖，因此避免了由于动物碰撞等引起的故障。
3.然而，铁路耦合器形成铁路车辆碰撞管理系统的重要部分，并且为了如预期的那样起作用并吸收碰撞力，非常重要的是，沿着耦合器引导这种力以允许能量吸收装置例如阻尼器和变形管被致动。当碰撞发生时，存在弯曲力导致耦合器弯曲的风险，从而阻止能量吸收装置如预期地操作。结果通常是对铁路车辆和存在于铁路车辆内的任何货物或乘客的显著损伤。
4.因此，需要在用于耦合器的前盖的区域内进行改进，使得前端可以被保护，但同时在碰撞的情况下保持碰撞管理系统的期望操作。


技术实现要素：

5.本发明的目的是消除或至少最小化上述问题。这通过根据所附独立权利要求的前盖、具有前盖的耦合器、用于安装前盖的方法以及用于使前盖变形的方法来实现。
6.根据本发明的前盖包括用于覆盖耦合器的前端的盖体，其中盖体包括至少一个变形区。所述变形区具有盖部分，所述盖部分配置成当受到碰撞力时破裂或变形，以在碰撞期间在所述至少一个变形区处提供通过所述盖体的通道。因此，与另一铁路车辆的碰撞将允许铁路车辆的耦合器由于变形区的变形或破损而耦合或配合，使得机械耦合器变得可访问。通过在碰撞期间使耦合或配合(其中耦合器保持为它们的前端彼此面对)发生，确保了碰撞力通过耦合器传播，使得它们可以如预期地被吸收。因此，前盖能够起到保护耦合器的端部的主要目的，同时在受到碰撞力时能够访问耦合器。
7.适合的是，盖体包括用于覆盖耦合器前端的机械耦合器的第一盖体部分和用于覆盖耦合器前端的电耦合器的第二盖体部分，其中所述第一盖体部分包括所述至少一个变形区。由此，电耦合器由不包括变形区的第二盖体部分保护。这用于保护电耦合器，并且防止在前盖保持在位时接触到它。
8.而且，第二盖体部分在第一方向上适当地偏离第一盖体部分，所述第一方向是当前盖安装在耦合器上时水平的方向。这进一步保护了电耦合器，因为在大多数情况下碰撞力首先撞击机械耦合器上的第一盖体部分。由于机械耦合器更坚固并且更不容易损坏，这意味着电耦合器进一步受到保护而免于首先通过第一盖体部分施加到机械耦合器的任何碰撞力的损坏。
9.适当地，前盖包括用于将前盖安装在耦合器上的至少一个保持器。因此，前耦合器
以方便和可靠的方式保持在位。在一些实施方式中，所述至少一个保持器包括可破裂部，所述可破裂部配置成当受到碰撞力时破裂。因此，一旦保持器破裂，碰撞力就通过前盖分布到耦合器的端部上，使得耦合器的能量吸收部件可以如预期地起作用。
10.所述碰撞力适当地为至少40kn的力。这是引起至少一个阻尼器激活的力，并且有利的是，碰撞力引起盖部分的变形或破损使得阻尼器的耦合连接部能够穿透前盖并且进入耦合器的前端中的开口，前盖安装在该开口上。因此，耦合器的前端以及第二碰撞耦合器的前端被保持为彼此相邻，从而避免了耦合器的弯曲。或者，所述碰撞力适当地为至少220kn的力。这是一种使耦合器中的能量吸收装置产生不可逆变形的力，并且对于在该水平或更大的任何力，有利的是，变形区的变形发生从而提供通向耦合器端部的通道，以允许耦合器的前端和碰撞的耦合器在耦合器与铁路车辆碰撞的情况下保持彼此相邻。这具有的益处是避免了耦合器的弯曲，使得可以根据需要发生能量吸收。
11.在一些实施方式中，所述至少一个盖部分由弹性体制成，优选地包括橡胶。这在碰撞力的情况下允许变形是有利的，并且当弹性体被推靠变形区的物体拉伸时，弹性体也可提供破裂。当耦合器与具有类似耦合器的铁路车辆碰撞时，所述物体将是机械耦合器的突出部，即耦合器连接部，并且通过所述物体推入或穿过变形区，所述物体将穿透前盖并延伸到安装有前盖的耦合器的开口中。这又使得耦合器的前端经由前盖彼此相遇和接触，或者在耦合器连接部不能完全进入开口的情况下可选地保持彼此相距一定距离。这防止了在耦合器的前端处的弯曲，使得碰撞力可以被耦合器中的能量吸收装置吸收。
12.在一些实施方式中，所述至少一个盖部分由脆性材料制成。因此，当受到碰撞力时，盖部分能够破裂成多个碎片，并且这允许访问其上安装有前盖的耦合器。合适地，至少一个盖部分包括金属或增强聚合物。如果包括金属，则盖部分适合形成为片。增强聚合物合适地为玻璃纤维或碳纤维增强聚合物。
13.合适地，盖部分可以从盖体突出以形成突出部分，用于在耦合器的前端上的安装状态下覆盖耦合器的突出的耦合连接部。由此，实现了用于从耦合器的端部延伸的耦合连接部的保护盖。
14.此外，所述至少一个变形区的盖部分可以安装在盖体上。由此，盖体可以在所述变形区处设置有开口，并且所述开口可以由所述盖部分覆盖并且被附接以形成所述前盖。
15.在另一实施方式中，至少一个变形区的盖部分与盖体成一体。因此，变形区可由与盖体相同的材料形成，并且变形或破裂的特征可通过比盖体薄的盖部分实现，或者替代地以任何其它合适的方式实现。
16.本发明还包括用于铁路车辆的耦合器，其中，耦合器包括机械耦合器，该机械耦合器具有用于与类似耦合器形成机械耦合的至少一个耦合连接部。耦合器还包括根据本发明的前盖，其中，前盖安装在耦合器的前端上，使得前盖的变形区的盖部分覆盖耦合连接部。由此，实现了对机械耦合器的保护，并且可选地还实现了对电耦合器的保护，同时在碰撞力施加到前盖的情况下允许穿过盖体访问耦合器的前端。
17.本发明还包括用于将前盖安装在铁路车辆的耦合器上的方法。本发明的方法包括提供根据本发明的前盖，还提供具有至少一个耦合连接部的耦合器，耦合连接部用于将耦合器机械地耦合到类似的耦合器，其中耦合连接部被布置在耦合器的前端。本发明还包括将前盖施加到耦合器的前端，使得前盖的盖体的变形区覆盖耦合器的耦合连接部。因此，耦
合器的前端由盖体保护，并且变形区被布置成使得当碰撞力被施加到变形区时，能够访问耦合连接部。这样，本发明的两个主要优点一方面通过保护耦合器端部实现，而另一方面通过允许访问耦合连接部实现，使得在碰撞的情况下可以处理碰撞力。
18.本发明还可以适当地包括将前盖的保持器安装在耦合器上，以便相对于耦合器固定前盖。因此，前盖通过保持器以稳定且方便的方式保持在位。
19.而且，前盖适当地安置在耦合器的前端上，使得第一盖体部分覆盖具有耦合连接部的机械耦合器，并且第二盖体部分覆盖耦合器的电耦合器。第一盖体部分和第二盖体部分适当地形成为薄片或面板，其被配置成彼此附接并且在安装时延伸跨过耦合器的前端。因此，机械耦合器可以由包括变形区的第一盖体部分保护，而第二盖体部分用于保护电耦合器。通过不提供与电耦合器连接的变形区，最小化了对电耦合器的损坏。
20.本发明还适当地包括用于使前盖变形的方法。该方法包括通过第二耦合器的前端撞击安装在第一耦合器的前端上的前盖，使得在第一方向上施加碰撞力，以及使前盖上的至少一个变形区的盖部分变形或破裂，使得布置在第二耦合器的前端中的耦合连接部进入布置在第一耦合器的前端中的开口。耦合连接部适当地从耦合器端部突出，并且开口适当地设置在耦合器端部中以提供到耦合器的访问，使得突出的耦合连接部可以被接纳到所述耦合器端部中，并且耦合器之间的机械耦合可以发生，或者耦合连接部可以至少部分地保持在开口中以便耦合器的前端配合。前盖提供了即使在施加碰撞力之前前盖本身没有被移除也能够发生机械耦合的优点。
21.本领域技术人员根据以下详细描述将容易理解本发明的许多附加益处和优点。
22.附图
23.现在将参照附图更详细地描述本发明，其中
24.图1示出了根据本发明第一实施方式的前盖的平面图，该前盖安装在铁路车辆的耦合器上；
25.图2示出了铁路车辆的耦合器的第一端的立体图；
26.图3a示出了从前侧观察的根据本发明的前盖的第二实施方式的立体图；
27.图3b示出了从后侧观察的图3a的前盖的立体图；
28.图4a示出了从安装在耦合器上的第一实施方式的前盖的第一端观察的平面图；
29.图4b示意性地示出了在施加碰撞力之前从安装在耦合器上的图4a的前盖的侧面观察的平面图；
30.图4c示出了在施加碰撞力期间从安装在耦合器上的图4a的前盖的侧面观察的平面图；
31.图5a示出了两个耦合器碰撞期间的第一阶段；
32.图5b示出了两个耦合器碰撞期间的第二阶段；
33.图5c示出了两个耦合器碰撞期间的第三阶段；
34.图5d示出了两个耦合器碰撞期间的第四阶段；
35.图6a示出了本发明的前盖的第三实施方式的立体图；
36.图6b示出了是从后面观察的前盖的立体图；以及
37.图7示出了本发明的前盖的第四实施方式的平面图。
38.所有附图都是示意性的，不一定按比例绘制，并且通常仅示出了为了阐明各个实
施方式所必需的部分，而其他部分可以被省略或仅被建议。在多个附图中出现的任何参考标号在所有附图中指代相同的对象或特征，除非另有说明。
具体实施方式
39.图1示出了根据本发明第一实施方式的前盖1。前盖1安装在耦合器100的前端，这将在下面参考图2进行描述。当结合前盖1使用下列术语，诸如上、下、水平和垂直时，这将被理解为涉及在例如图1所示的耦合器上的安装状态中的前盖1的方位的方向和关系。
40.在下文中，术语“提供访问”将被理解为允许一个对象接近另一个对象而不被置于它们之间的另一个对象阻碍。因此，当提供对耦合器的访问时，这意味着保持在耦合连接部前面的盖部分破裂或变形，使得突出的耦合连接部能够进入耦合器的开口。这里定义的碰撞力是使诸如耦合器的缓冲器的能量吸收装置启动的力。第一碰撞阈值被限定为引起耦合器中的部件的可逆能量吸收的最小力。第一碰撞阈值对于本发明是40kn，这对应于较小的碰撞，例如当铁路车辆以低速碰撞另一车辆时可能发生的碰撞，并且当一个车辆与另一车辆接触以进行耦合过程的速度高于适当的速度时，也可能由两个铁路车辆之间的硬耦合引起。
41.或者，碰撞力可以限定为引起耦合器中的至少一个能量吸收装置发生不可逆的变形的力，通常为变形管。不可逆变形又被限定为部件的变形，通过该变形，部件在力被吸收之后不能弹性地恢复其原始形状。第二碰撞阈值被限定为引起能量吸收装置的不可逆变形的最小力，并且第二碰撞阈值对于本发明是220kn。这对应于碰撞，例如通常可能在铁路车辆的操作期间发生，即不是在低速下并且不是在发生耦合过程的地方。
42.在耦合器中，能量吸收装置通常以弹性变形元件的形式提供，合适地为缓冲器和阻尼器，能量吸收装置也可以非弹性变形元件的形式提供，例如变形管。因此，碰撞力是足够大的力，使得通常为弹性橡胶元件的缓冲器不能吸收该碰撞力。上面给出的第一碰撞阈值对应于至少一个阻尼器被激活的情况，第二碰撞阈值对应于一个或多个阻尼器不能处理碰撞力从而发生不可修复的变形的情况。
43.这里提到的阈值可以与引起两个类似耦合器之间的耦合所需的力进行比较。该力通常在0.1-1kn的范围内，但是取决于耦合器本身的特性和设计。
44.当耦合器快速相遇时，它们的碰撞或冲击经常引起横向力，该横向力导致在它们的相遇的前面处的枢转或弯曲。为了避免枢转，冲击将需要非常小(通常仅25kn或更低)，并且还没有显著的横向分量。事实上，这种情况很少发生，因此，除非采取措施防止，否则大多数高速冲击都会导致铁路车辆弯曲。
45.在下文中，将描述前盖的各种实施方式，并且将提及前盖如何与耦合器的前端相互作用。因此，当提及耦合器时，可以将其理解为图2所示的耦合器，但是应当注意，前盖也可以与被不同地设计的其它种类的耦合器一起使用。因此，当说前盖安装在“耦合器”上或以某种方式与“耦合器”相互作用时，这通常被理解为铁路耦合器，而不限于图2中所示的耦合器，并且在本文中更详细地描述。
46.从图2开始，示出了耦合器100的前端130的一些元件。耦合器包括机械耦合器110，用于机械耦合到类似的耦合器，如本领域所公知的。在这里所示的耦合器100中，机械耦合器110包括突出耦合连接部111和用于允许接近接收耦合连接部(未示出)的开口112。耦合
器100还包括缓冲器140，其固定地安装在铁路车辆上，这是本领域技术人员公知的。
47.这是自动耦合器的一般描述，该自动耦合器在本领域中是公知的，并且通过将一个耦合器的突出耦合连接部插入到另一个类似耦合器的接收耦合连接部中来起作用。通过自动地彼此配合的耦合连接部，实现了牢固的机械耦合。scharfenberg耦合器示出了一种类型的这种自动耦合。在图2的耦合器100中还提供电耦合器120，其被配置为通过电耦合器120延伸并连接到另一耦合器来与类似耦合器的电耦合器配合。
48.由于耦合器及其彼此的耦合在本领域中是公知的，因此在此将不对其进行详细描述；只要耦合器能够建立机械连接并且优选地也建立电气或电子连接，使得机械力并且优选地也是电气或电子信号可以从一个耦合器传输到另一个耦合器，就足以说明耦合器可以具有不同的设计和操作。机械耦合器可以包括并排的两个耦合连接部111，或者可以替代地包括相对于彼此不同地布置的两个耦合连接部111(一个在另一个之上，或者一个在任何合适的方向上距另一个一定距离)。替代地，可以仅设置一个耦合连接部111或多于两个耦合连接部111。
49.除了机械的和合适的电耦合器之外，耦合器100还可以包括可以在耦合器100和类似耦合器之间形成的其它类型的连接部。
50.这里使用的术语“配合”应当理解为两个彼此面对的耦合器，其中它们中的一个的至少一个突出耦合连接部至少部分地插入另一个的开口中。这意味着配合的耦合器被保持为彼此相邻，它们的前端彼此面对。
51.在耦合位置，当耦合器100连接到类似的耦合器时，具有至少一个耦合连接部111的机械耦合器被接合，并且电耦合器120也被接合。在操作期间和在停止期间，耦合器100的前端130被保护免受其连接部和与另一耦合器的接近性的损坏，使得在很大程度上防止了由物体撞击前端130而引起的污垢侵入和损坏。然而，在未耦合状态下，尤其是在其上布置有耦合器100的铁路车辆处于运行中(即，沿着铁路轨道运输)的情况下，由雪、灰尘和诸如沙子的小物体撞击前端130并可能进入为耦合器连接部111和电耦合器120设置的开口所引起的损坏可能导致故障并降低耦合器100的未来性能。为此，提供了本发明的前盖1。
52.前盖1包括盖体10，在该实施方式中，盖体10为第一盖体部分11和第二盖体部分15的形式。在第一盖体部分11中，设置至少一个变形区12，并且该变形区又包括延伸跨过变形区12的盖部分16，使得前盖1没有开口穿过盖体10。盖体10本身，即，在变形区12上不属于盖部分16的盖体10的那些部分，不被设计成变形或破裂。因此，当在本文中使用术语盖体10时，这将被理解为刚性体，该刚性体不被配置为变形或破裂而是在碰撞期间保持在位。当在下面的实施方式中描述了盖部分16由盖体10的被弱化的部分形成时(例如参见图6b)，该弱化部分应当被理解为盖部分16，尽管其与盖体10一体。
53.在第一实施方式中，突出的盖部分13设置在一个变形区12上，并且非突出的盖部分14设置在另一个变形区12上，但是应当注意，变形区12的数量可以变化，并且盖部分13、14可以根据其将安装在其上的耦合器100的设计而具有不同的形状。在设置突出的耦合连接部111的情况下，这适当地对应于前盖1的变形区12中的突出的盖部分13。另一方面，在设置没有从前端130显著突出的耦合连接部111的情况下，这适当地对应于非突出的盖部分14。突出的盖部分13通常为圆锥形或截头圆锥形，但可以可选地具有其它形状。
54.如图1所示，变形区12设置在第一盖体部分中，而第二盖体部分15不包括任何变形
区12。其目的是将变形区12布置成与机械耦合器110的耦合连接部111对准，同时提供没有变形区的第二盖体部分15以覆盖电耦合器120。
55.变形区12设计为可变形的，使得在前盖1在前端130上就位的情况下，在铁路车辆之间碰撞的情况下，第二耦合器的耦合连接部能够访问耦合器110的耦合连接部111。尽管与沿着铁路轨道或在铁路轨道上存在的物体的碰撞可能损坏耦合器连接部，但是由两个铁路车辆碰撞引起的损坏是特别严重的，因为它通常包含非常大的碰撞力。耦合器100通常被设计成能够吸收这种力，但是通常依赖于以适当方式通过耦合器传递的力，以便使能量吸收装置如预期地起作用。为此，必须避免耦合器100的枢转或弯曲。
56.通过这样在两个铁路车辆之间发生碰撞的情况下能够建立机械耦合或配合，实现了显著的优点，因为施加到耦合器100的碰撞力可以分布在耦合器100的弹性变形元件和非弹性变形元件中，使得力被吸收，并且对耦合器100的其它部件和对其所连接的铁路车辆的损坏可以由此减小或甚至最小化。下面将更详细地描述耦合器100与类似耦合器的碰撞。
57.盖部分16适当地包括可变形材料，该可变形材料在受到处于第一碰撞阈值或更大的碰撞力时能够被拉伸或破裂。这种可变形材料合适地具有80或更小的邵氏a硬度，并且一种合适的材料是诸如聚氨酯或硅橡胶的聚合物材料。更合适地，可变形材料可以具有30或更小的邵氏a硬度，并且在这方面特别有利的一种材料是天然橡胶。其它也合适的材料包括epdm橡胶和氯丁橡胶。当在此提及邵氏a值时，这应理解为根据astm d2240-00。
58.在一些实施方式中，盖部分16可以替代地包括脆性材料，使得第一碰撞阈值或更大的碰撞力导致盖部分脱离并且提供对耦合器100的耦合器连接部111的访问。本文所用的脆性材料定义为当受力时破碎成至少两片而不发生显著变形的材料。然后，脆性材料可以具有100％或更小、合适地50％或更小、甚至更合适地4％或更小的破裂伸长率。为了本发明的目的，用于盖部分16的合适的脆性材料是当受到第一碰撞阈值的力时破碎成至少两片的材料。这种材料包括聚合物，适当地是增强聚合物，例如玻璃纤维(玻璃纤维增强聚合物)或碳纤维增强聚合物。一种特别合适的材料是具有诸如玻璃泡的填料的增强环氧树脂。当使用聚合物时，通过添加硬填料(合适的材料包括玻璃和碳，但也可使用诸如滑石、高岭土和硅灰石的其它材料，或者纳米粘土或石墨烯也可以适用)有利地使材料变脆。圆形和立方体填充材料如碳酸钙、二氧化硅或玻璃珠是特别合适的，因为它们能够增强材料而不显著增加拉伸强度。在一些实施方式中，盖部分16可替代地由未增强的聚合物制成。
59.合适的是，构造成在受到碰撞力时破裂的脆性盖部分16同时能够承受至少0.5kn的力，更合适的是至少1kn，以便能够避免在与诸如动物的小物体碰撞的情况下破裂。这保护了耦合连接部。
60.盖体11可以仅包括一个由盖部分16覆盖的变形区12，或者可选地，可以存在具有盖部分16的多个变形区12。根据本发明的前盖1的每个盖部分16可以包括相同的材料，或者替代地，不同的材料可以用于盖部分16。
61.在一些实施方式中，盖部分16可以以适当的方式紧固到盖体10上，例如通过焊接或铆接。在其它实施方式中，盖部分16可以与盖体10集成在一起，并且包括同样存在于盖体10中的材料。为了实现盖部分16的可变形或可破碎特性，在这样的实施方式中，变形区12可以具有比盖体10的其余部分更小的厚度。在使用诸如聚氨酯的材料的情况下，变形区12可以具有小于盖体10的另一部分的厚度的1/3、优选地小于1/6、更优选地小于1/10的厚度。在
一个实施例中，变形区12的合适厚度为0.5-2mm，而盖体的其余部分对于聚合物材料的厚度为3-6mm。当钢用于盖体的其余部分时，钢体可以具有较小的厚度，例如2mm，并且变形区12将适当地小于0.5mm。当变形区12比盖体10的其它部分薄得多时，相同的材料可以用于盖部分16和盖体10两者，因为使材料显著地更薄在大多数情况下也将使其更容易变形，使得盖部分16足够柔韧以在受到碰撞力时变形。盖体10适当地包括具有至少70邵氏a硬度的材料，以便为前盖1提供稳定性。适当的材料包括聚合物，适当增强的聚合物，例如玻璃纤维增强聚合物(玻璃纤维)或碳纤维增强聚合物。如上所述，金属，例如钢，也是合适的。
62.图3a公开了未安装状态下的前盖1的第二实施方式，示出了具有至少一个变形区12的盖体10。在第二实施方式中，两个变形区12在水平方向上并排设置，以便它们适于覆盖诸如图2所示的机械耦合器。一个变形区12包括突出的盖部分13，另一个变形区12包括非突出的盖部分14。还设置了至少一个用于将前盖1安装在耦合器100的前端130上的保持器21。根据第二实施方式的前盖1仅包括盖体10的一个部分，而第一实施方式包括用于覆盖机械耦合器的一个部分和用于覆盖电耦合器的另一个部分，如上所述。至少一个保持器21适当地包括金属，例如钢。
63.突出的盖部分13可以具有任何合适的形状，以允许其放置在耦合器100的耦合连接部111上。在第二实施方式中，示出的突出的盖部分13具有截头圆锥形的形状，该截头圆锥形的形状被选择为遵循耦合连接部111的形状，使得当前盖1安装在耦合器100上时，突出的盖部分13和耦合连接部111之间的距离小。合适地，该距离可以小于1cm，甚至更合适地小于5mm或甚至小于2mm。通常有利的是，该距离尽可能小，因为这允许突出的盖部分13仅有小的变形，以便使耦合连接部111到达另一耦合器的耦合连接部并与其连接。而且，由于突出的耦合连接部111与提供进入耦合器100的访问的开口相比通常在宽度上仅相差几毫米或甚至更小，因此对于盖部分16而言非常有利的是能够破裂或变形并拉伸，使得它们在变形或拉伸状态下具有仅一毫米或甚至更小的厚度。这是特别有利的，因为通常为锥形的突出的耦合连接部111在许多耦合器100中适于装配到类似耦合器的开口中，其中开口的直径超过突出的耦合连接部111的直径仅几毫米或甚至一毫米。为了使盖部分能够变形并且允许突出的耦合连接部111完全进入开口，盖部分16因此应当在变形和拉伸状态下具有小于一毫米的厚度，使得耦合连接部111的侵入不受阻碍。
64.当脆性材料用作盖部分16时，应当注意，将盖部分16布置在距耦合连接部111一定距离处可能是有利的，使得盖部分16能够在碰撞期间破碎并掉落，从而使得盖部分16的材料从耦合连接部111完全移除。
65.图3b从后侧公开了第二实施方式，示出了保持器21，并且还从后面示出了突出的盖部分13和非突出的盖部分14。突出的盖部分13和非突出的盖部分14可以单独地结合到盖体10，但是也可以替代地彼此结合，从而形成更大的变形区12并且包括两个盖部分16。
66.在第二实施方式中还提供了至少一个把手22，其用于方便前盖1的操作和安装。该把手22优选地紧固到盖体10上。
67.至少一个保持器21紧固到耦合器100上，以便前盖1到达安装状态。适当地，安装前盖1包括将变形区12装配到耦合器的机械耦合器110的耦合连接部111上，使得可通过盖部分16的变形或破裂来提供对耦合连接部111的访问。
68.适当地，至少一个保持器21构造成当受到具有第一碰撞阈值或更高的大小的碰撞
力时破裂。通过保持器21的破裂，避免了力通过保持器21从前盖1传递到耦合器100，从而有助于力通过耦合器100分布，以便如预期地到达能量吸收装置。在一些实施方式中，至少一个保持器21可以替代地被构造成当碰撞发生时经历弹性或塑性变形，使得其在受到碰撞力时弯曲。
69.图4a示出了根据第一实施方式的前盖1在耦合器100上的安装状态。第一盖体部分11由矩形标记，第二盖体部分15由另一矩形标记。
70.在图4b中，图4a的前盖1以从侧面看的平面图示出，其中第一盖体部分11安装在机械耦合器110上，与耦合器100的前端130相距一定距离。第二盖体部分15安装在电耦合器120上，并且第二盖体部分15也沿第一方向d偏离第一盖体部分11。第一方向d是当前盖1处于安装状态时的水平方向，也是基本上垂直于盖体10的方向。图4b还示出了连接到盖体10的保持器21，并且所述保持器21处于连接到耦合器100的安装状态。
71.盖体10的第一盖体部分11适当地形成为板，该板以覆盖机械耦合器110的方式延伸跨过耦合器的前端130。在碰撞过程中，第一盖体部分11基本上是平面的是有利的，因为这有助于在第一方向d上引导所施加的碰撞力。
72.如图4b所示，第二盖体部分15的偏移使盖体10具有阶梯状轮廓。此外，适当地选择偏移，使得第二盖体部分15与电耦合器120的距离大于第一盖体部分11与机械耦合器110的距离。
73.第一盖体部分11和第二盖体部分15适当地形成为片或面板，其被配置成彼此连接并且在安装时延伸跨过耦合器的前端。
74.图4c示出了在施加碰撞力期间或之后即刻的前盖1和耦合器100。在该图中，碰撞力被示出为沿第一方向d的力f。碰撞力导致保持器21破裂，或者通过保持器21本身包括构造成在受到碰撞力时破裂的可破裂部，或者通过将保持器21连接到前盖1或耦合器100的构造成破裂的保持器21的附接。
75.通过碰撞力f，盖体10在第一方向d上被推动，并且至少一个变形区12变形或破裂以提供到机械耦合器110的访问。而且，盖体10被推靠在机械耦合器110上，但是由于第二盖体部分15的阶梯轮廓和偏移，第二盖体部分15不接触电耦合器120。由此，电耦合器120被保护免受碰撞力，并且机械耦合器110用于将力传递到耦合器100中，在那里，力可以通过用于可逆地或非可逆地吸收力的吸收装置而减小。
76.前盖1在耦合器100上的安装可以在铁路车辆不移动时的任何合适的时间发生。安装包括提供前盖1和它将被安装在其上的耦合器100，并且为了将前盖1紧固到耦合器100上，至少一个变形区12与耦合器100的耦合连接部111对准，并且盖体10被紧固在变形区12因此对准的位置。
77.适当地，提供至少一个保持器21，并且安装包括将保持器21紧固到耦合器100。在一些实施方式中，保持器21可以设置在耦合器上并且在安装期间紧固到前盖1，但是有利的是将保持器21设置在前盖1上或与前盖1连接，使得它们可以一起运输、处理和安装，而不依赖于与耦合器100连接的保持器21。根据其上要安装前盖1的耦合器100的尺寸，可以调节保持器21的长度，使得可以将盖体10保持在距机械耦合器110适当距离处。
78.在提供第二盖体部分15的实施方式中，安装适当地包括将第二盖体部分15与耦合器100的电耦合器120对准。
79.现在将参照图5a-5d更详细地描述其上安装有前盖1的耦合器100与第二耦合器200之间的碰撞。在下文中，假设第二耦合器200具有与已经描述的耦合器100相同的功能和设计，并且因此当涉及第二耦合器200的类似或相同的部件时，也将使用先前结合耦合器100使用的术语和附图标记。
80.如上所述，两个铁路车辆之间的碰撞是一种严重损坏耦合器以及铁路车辆和存在于其中的任何货物或乘客的情况。而且，尤其是在一个或多个铁路车辆出轨的情况下，周围建筑物和附近的其它结构也会发生严重损坏。耦合器通常包括用于吸收碰撞力的能量吸收装置，从而减小传递到铁路车辆的力，但是为了使这种装置如预期地起作用，通常需要将碰撞力施加到耦合器的前端，而不会使耦合器在前端处扭曲或枢转。否则，耦合器可能由于耦合器的前端作为枢轴而弯曲，这会阻止耦合器的能量吸收装置的操作，从而显著增加对铁路车辆的损坏。
81.为此，耦合器被配置为当与类似的耦合器接触时自动机械地耦合。由于这在耦合器之间提供了稳定的、不可枢转的连接，耦合器的前端不再能够用作枢轴，因此碰撞力如预期的那样通过耦合器在水平方向上传递。当一个或两个耦合器具有安装在其前端130上的前盖1时，通常不可能发生自动耦合，因为前盖1的宽度将导致耦合器保持为它们的前端彼此相距一定距离。然而，耦合器将仍然能够到达一个耦合器的至少一个耦合连接部111突出到另一个耦合器的开口中的位置，并且这将用于限制前端相对于彼此的枢转。在此，将耦合连接部延伸到开口中以使得一个耦合器的前端保持抵靠另一个耦合器的前端且至少一个前盖保持在它们之间的这个位置称为配合位置并且称为前端配合。
82.在图5a中，示出了耦合器100和第二耦合器200之间的碰撞的第一阶段。还示出了碰撞力f。在第一阶段，由于第二耦合器200的耦合连接部111在变形区12接触前盖1，耦合器100的前盖1开始变形。在第一阶段，前端130作为第一枢轴p1。在耦合器100和第二耦合器200各自连接至其各自的铁路车辆的位置处形成第二枢轴p2和第三枢轴p3。
83.图5b示出了碰撞的第二阶段，其中耦合器100和第二耦合器200的耦合连接部111已经彼此连接，或者突出的耦合连接部已经至少部分地插入到另一耦合器的开口中，使得耦合器100、200的前端配合。在这个阶段，耦合器100的前端130接触第二耦合器200的前端，并且前盖1被保持在它们之间。现在，第一枢轴p1被去除，使得耦合器100和第二耦合器200之间的连接稳定，但是第二枢轴p2和第三枢轴p3仍然能够枢转。
84.在图5c-5d中，第二耦合器200被示出为其能量吸收装置被暴露以便进一步阐明能量吸收。在第三阶段，每个耦合器100、200的缓冲器160、260吸收能量，如本领域公知的。在图5d所示的第四阶段中，变形单元170、270非弹性变形，从而引起不可逆的变形。一旦所有四个阶段都已经发生，在完成由耦合器100、200进行的能量吸收之后，无论留下什么碰撞力，都将被传递到通常包括用于吸收能量的装置的铁路车辆。
85.以上参照图5a-5d描述的碰撞示出了碰撞力高于第二碰撞阈值使得变形管170、270被致动的碰撞。在力较小的碰撞中，或者在两个耦合器耦合但前盖1意外地没有被移除的情况下，碰撞或耦合将替代地仅包括第一、第二和第三阶段。在这种情况下，碰撞力等于或高于第一碰撞阈值但低于第二碰撞阈值。由于这种较小的碰撞或硬耦合，其中一个耦合器的速度高于预期，耦合器中的吸收装置不会被不可逆地损坏，并且耦合器的操作可以继续而不需要维护。然而，对于涉及高于第二阈值的碰撞力的碰撞，需要修理或甚至更换耦合
器。
86.图6a示出了前盖1的第三实施方式，其具有围绕变形区12的盖体10，但是在安装状态下，该盖体不延伸以覆盖耦合器的前端。该前盖1包括一个突出的盖部分13和一个非突出的盖部分14，但是根据其将被安装的耦合器，其可以替代地包括仅一个盖部分16或多于两个盖部分。
87.图6b示出了一个实施方式，其中盖部分16与盖体10集成在一起，并且其中突出的盖部分16用于覆盖一个变形区12。通过使突出的盖部分16中的材料比包围变形区12的盖体10中的材料薄，可以使突出的盖部分13可变形或破裂，或者可选地，当碰撞发生时，突出的形状本身足以引起破裂。图6b所示的另一变形区12被非突出的盖部分14覆盖，该非突出的盖部分也与盖体10集成在一起。通过产生至少一个槽19以弱化材料，使非突出的盖部分14的材料可变形或破裂。适当地，如图6b所示，使两个凹槽彼此相交，以便尤其在相交处引起弱化。凹槽可以通过铣削或切削或通过任何其它合适的方法制成。在一些实施方式中，突出的盖部分13还可以包括至少一个凹槽，或者替代地，前盖1中的任何盖部分16可以包括至少一个凹槽。
88.图7示出了前盖1的第四实施方式，其与上述实施方式的不同之处在于包括至少一个但合适地为多个的突起31，突起31从盖体10延伸并且被构造成与安装在另一耦合器上的类似前盖1上的突起31匹配。突起31适当地包括比盖体10更硬的材料，使得突起在碰撞期间变形小于盖体10。通过将突起31放置成与相对的前盖1上的突起31匹配，它们在碰撞期间将彼此接触，并且将前盖1保持在一定距离处并且彼此对准。有利的是，突起31从盖体10延伸的距离小于突出的盖体13延伸的距离，以确保可以发生耦合器100、200的配合。在一个实施方式中，突起31可适当地放置在变形区12的水平方向上的任一侧上。在另一实施方式中，突起31可以替代地设置在盖体10的四个角部处，并且在又一实施方式中，突起31可以围绕变形区12设置成矩形或圆形。
89.突起31的一个特别的优点是它们用于将两个碰撞耦合器100、200的前盖1保持在彼此相距一定距离处，同时仍然防止它们在碰撞期间枢转，从而避免了弯曲。这是有益的，因为在盖部分16被配置成当一个耦合器100的耦合连接部111进入另一个耦合器200的开口时通过被拉伸而变形的实施方式中，盖部分16可以具有增加的厚度。由于突起31将耦合器保持分开，所以大致圆锥形或截头圆锥形的耦合连接部111将不能突出到开口中太远以致盖部分16的厚度阻碍前端的配合。
90.应当注意，来自本文所述的各种实施方式的特征可以自由地组合，除非明确地声明这种组合将是不合适的。

技术特征：
1.用于铁路车辆耦合器的前盖，所述前盖包括用于覆盖所述耦合器的前端的盖体(10)，其中，所述盖体(10)包括至少一个变形区(12)，所述变形区(12)具有盖部分(16)，所述盖部分(16)配置为在受到碰撞力时破裂或变形，以在碰撞期间在所述至少一个变形区(12)处提供通过所述盖体(10)的通道。2.根据权利要求1所述的前盖，其中，所述盖体(10)包括第一盖体部分(11)，所述第一盖体部分(11)用于覆盖所述耦合器的前端上的机械耦合器第二盖体部分(15)，所述第二盖体部分(15)用于覆盖所述耦合器的前端上的电耦合器，所述第二盖体部分(15)连接到所述第一盖体部分(11)，其中，所述第一盖体部分(11)包括所述至少一个变形区(12)。3.根据权利要求2所述的前盖，其中，所述第二盖体部分(15)在第一方向(d)上从所述第一盖体部分(11)偏移，所述第一方向(d)是当所述前盖(1)安装在耦合器上时的水平方向。4.根据权利要求1-3中任一项所述的前盖，还包括用于将所述前盖(1)安装在耦合器上的至少一个保持器(21)。5.根据权利要求4所述的前盖，其中，所述至少一个保持器(21)包括可破裂部，所述可破裂部配置为当受到所述碰撞力时破裂。6.根据前述权利要求中任一项所述的前盖，其中，所述碰撞力是至少40kn的力。7.根据权利要求1-5中任一项所述的前盖，其中，所述碰撞力是至少220kn的力。8.根据前述权利要求中任一项所述的前盖，其中，所述至少一个盖部分(16)包括弹性体，所述弹性体优选橡胶。9.根据权利要求1-7中任一项所述的前盖，其中，所述至少一个盖部分由脆性材料制成。10.根据前述权利要求中任一项所述的前盖，其中，所述至少一个盖部分包括金属或增强聚合物。11.根据前述权利要求中任一项所述的前盖，其中，至少一个盖部分(16)从所述盖体(10)突出以形成突出部分(13)，所述突出部分(13)用于覆盖耦合器的前端上的处于安装状态的耦合器的耦合器连接部。12.根据前述权利要求中任一项所述的前盖，其中，所述至少一个变形区(12)的所述盖部分(16)安装在所述盖体(10)上。13.根据权利要求1-12中任一项所述的前盖，其中，所述至少一个变形区(12)的所述盖部分(16)与所述盖体(10)成一体。14.根据权利要求13所述的前盖，其中，所述盖部分(16)配置为通过所述盖部分(16)包括至少一个凹槽，优选地包括布置成相交的至少两个凹槽而变形或破裂。15.用于铁路车辆的耦合器，所述耦合器包括机械耦合器(110)，所述机械耦合器(110)具有用于与类似耦合器形成机械耦合的至少一个耦合连接部(111)，所述耦合器还包括根据权利要求1-14中任一项所述的前盖(1)，其中，所述前盖(1)安装在所述耦合器的前端(130)上，使得所述前盖(1)的变形区(12)的盖部分(16)覆盖耦合连接部(111)。
16.用于将前盖安装在铁路车辆的耦合器上的方法，所述方法包括提供根据权利要求1-14中任一项所述的前盖(1)，提供用于铁路车辆的耦合器(100)，所述耦合器包括用于将所述耦合器(100)机械地耦合到类似耦合器的至少一个耦合连接部(111)，其中所述耦合连接部(111)布置在所述耦合器(100)的前端(130)处，将所述前盖(1)施加到所述耦合器(100)的所述前端(130)，使得所述前盖(1)的所述盖体(10)的变形区(12)覆盖所述耦合器(100)的所述耦合连接部(111)。17.根据权利要求16所述的方法，还包括将所述前盖(1)的保持器(21)安装在所述耦合器(100)上，以相对于所述耦合器(100)固定所述前盖(1)。18.根据权利要求16或17所述的方法，还包括将所述前盖(1)安置在所述耦合器(100)的所述前端(130)上，使得第一盖体部分(11)覆盖具有所述耦合连接部(111)的所述机械耦合器(110)，并且第二盖体部分(15)覆盖所述耦合器(100)的电耦合器(120)。19.用于使根据权利要求1-14中任一项所述的前盖变形的方法，所述方法包括使安装在第一耦合器(100)的前端(130)上的前盖(1)与第二耦合器(200)的前端接触，使得碰撞力沿第一方向(d)施加，使所述前盖(1)上的至少一个变形区(12)的盖部分(16)变形或破裂，使得布置在所述第二耦合器(200)的前端中的耦合连接部(111)穿透所述前盖(1)并突出到所述第一耦合器(100)的所述前端(130)中。

技术总结
本发明涉及一种用于铁路车辆耦合器的前盖，所述前盖(1)包括用于覆盖所述耦合器的前端的盖体(10)，其中，所述盖体(10)包括至少一个变形区(12)，所述变形区(12)具有盖部分(16)，所述盖部分(16)配置为当受到碰撞力时破裂或变形，以在碰撞期间在所述至少一个变形区(12)处提供通过所述盖体(10)的通道。本发明还涉及一种用于将前盖安装在耦合器上的方法，以及一种用于使前盖变形的方法。及一种用于使前盖变形的方法。及一种用于使前盖变形的方法。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：德尔纳车钩公司
技术研发日：2021.11.18
技术公布日：2023/8/1