CN105292152B - 用于铁路车辆车厢的结构壁、相关的组装方法和铁路车辆 - Google Patents
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Abstract
一种铁路车辆的结构壁，用于形成篷体或下地板，该结构壁包括第一部件(26)，第一部件包括至少一个形成闭合截面的空心型材(30)，该型材具有重叠的第一壳体(32)和第二壳体(34)。结构壁包括第二部件(28)，该第二部件包括：覆盖物外层(38)，包括内表面(48)并且由纵向边缘(44)和横向边缘限定；多个横梁(40)，每个横梁被连接到外层(38)，从该内表面(48)凸出延伸，从而限定两个相邻横梁(40)之间的可用体积；至少一个接口件(58)，在在第一部件和第二部件之间连接第一部件(26)和第二部件(28)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于铁路车辆的结构壁，该结构壁被用于形成篷体或下地板，结构壁包括第一部件，第一部件含有至少一个形成闭合断面的空心型材，该型材包括重叠的第一壳体以及第二壳体。
本发明还涉及一种这类结构壁的组装方法。
背景技术
铁路车辆的车厢通常由多个壁或金属型材组成，这多个壁或金属型材之间通过焊接或铆接来组装。
这种结构壁通常由双层铝合金型材组成，这就是说，具有相互连接并形成刚性构架的外壳体和内壳体，该刚性构架覆盖有蒙皮覆盖物从而以篷体或地板类型安装。
为了优化结构元件的组装同时保留足够的刚性，特别是在FR-2 990 177之后已知一种单独持有者的结构壁，该结构壁由复合材料的壳体形成，该壳体采用包裹泡沫支板的空心型材形形式。
然而，这种结构壁不能完全满足。事实上，人的身高每十年平均增长11.6mm，结构壁占用的可用于铁路车辆中乘客隔间、特别是过道的垂直方向上的内部空间的体积极大。
发明内容
本发明的一个目标是提供一种铁路车辆的结构壁，该结构壁的尺寸的结构厚度至少局部小于现有技术，同时保留传统的结构元件的力学特性和刚性。
为此，本发明尤其在于上述的结构壁，该结构壁中包括第二部件，第二部件包括：
覆盖物外层，包括内表面并且由纵向边缘和横向边缘限定；
多个横梁，优选地由复合材料制成，每个横梁被连接到外层上，在内表面上在横向边缘之间延伸，凸出自内表面，从而限定两个相邻横梁之间的可用体积；
至少一个接口件，一方面被固定到第一部件的第一壳体和第二壳体上，另一方面被固定到第二部件的外层的纵向边缘之一上，如此在第一部件和第二部件之间连接第一部件和第二部件。
按照特定实施例，根据本发明的结构壁包括以下特征中的一个或多个，这些特征被单独或按照任何技术上可能的组合来使用：
至少一个蒙皮元件，该蒙皮元件包括隔热/隔音层以及篷体或下地板类型的特定覆盖物；
每个蒙皮元件被置于各自的可用体积内；
每个横梁包括至少一个第一基板和至少一个支板，第一基板平行于内表面延伸，优选地倚靠内表面，支板与第一基板基本垂直的并且从内表面凸出延伸；
每个横梁包括第二基板，第二基板与第一基板基本平行，支板在第一基板和第二基板之间延伸；
每个横梁由单向碳纤维制成；
接口件包括重叠的第一壁和第二壁，第一壁被插入第一部件的第一壳体和第二部件的外层之间，并且第二壁被插入第一部件的第二壳体和第二部件的外层之间，第一壁和第二壁限定了：
第一区域，在第一区域中，接口件的第一壁和第二壁分别被固定到第一部件的第一壳体和第二壳体上；以及
第二区域，在第二区域中，接口件的第一壁和第二壁被固定到第二部件的外层的横向边缘上。
本发明的目标还在于上述结构壁的组装方法，该组装方法包括：
提供所述第一部件的步骤；
提供所述第二部件的步骤；
尤其通过焊接或铆接来将接口件固定到第二部件和第一部件上的步骤；
将多个蒙皮元件插入可用体积的步骤。
根据本发明的方法可以包括以下特征中的一个或多个，这些特征被单独或按照任何技术上可能的组合来使用：
提供所述第二部件的步骤包括：
尤其通过焊接或铆接将外层与接口件固定；
将横梁固定到外层的内表面上；
接口件通过焊接被固定到第一部件和第二部件上，该方法包括当在第一部件上焊接接口件时，使用在第一壁和第二壁之间的强迫对流来冷却接口件的步骤。
本发明的目标还在于双层车厢类型的铁路车辆，包括：
上述篷体类型的第一结构壁；
上述下地板类型的第二结构壁；
中间地板类型的第三结构壁，第三结构壁包括第一部件和第二部件，第一部件包括至少一个形成闭合断面的空心型材，该型材包括第一壳体和第二壳体，第二部件包括第一壳体和第二壳体，第一壳体和第二壳体尤其由复合材料或铝制成，在第一壳体和第二壳体之间通过蜂窝状或夹层支板材料的结构限定了完整体积，第一壳体关于且垂直于下乘客隔间的过道限定了平坦部分；以及
构架类型的结构元件，连接第一结构壁、第二结构壁及第三结构壁，以便整体形成铁路车辆的车厢。
附图说明
通过阅读以下仅以示例方式并参考附图给出的说明，将更好地理解本发明，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的铁路车辆沿铁路车辆的中心纵轴的横向面的剖面图，示出了形成铁路车辆的车厢的结构壁的组装；
图2是从车厢内部的下方透视图，部分示出了篷体类型的结构体，该结构体配备图1的铁路车辆；
图3是沿图1的A-A’的剖面图，部分示出了图2的篷体类型的结构壁；
图4是沿与图1的平面A-A’垂直的平面的剖面图，部分示出了没有蒙皮的图2的篷体类型的结构壁；
图5是结构壁的第一部件的空心型材和结构壁的第二部件的外层之间的接口件的剖面图；
图6是地板类型的结构壁的透视图，该结构壁配备图1的铁路车辆；
图7是沿图6的平面B-B’的剖面图，部分示出了地板类型的结构壁；
图8是沿与图6的平面B-B’垂直的平面的剖面图，部分示出了没有蒙皮的图2的地板类型的结构壁；
图9是形成图1的铁路车辆的中间地板的结构壁的透视图；
图10是沿图9的平面C-C’的剖面图，示出了中间地板类型的结构壁。
具体实施方式
在下文中，“纵向”被理解为在铁路车辆后部和前部之间延伸的方向，以及“横向”被理解为垂直于纵向的方向。
术语“水平”和“垂直”相对于放置在铁轨上的铁路车辆根据日常的方向被定义。术语“下”和“上”相对于垂直方向被定义。
图1中示出根据本发明的实施例双层2、3的铁路车辆1。
铁路车辆1包括结构车厢4，结构车厢限定了第一层2的下乘客隔间6和第二层3的上乘客隔间8，下乘客隔间和上乘客隔间被上下设置。
车厢4包括：
下地板类型的结构壁10，该结构壁限定下乘客隔间6的下地板12；
中间地板类型的结构壁14，该结构壁限定下乘客隔间6的下顶16以及部乘客隔间8的上地板18；
篷体类型的结构壁20，该结构壁限定上乘客隔间8的上顶22；以及
构架类型的结构元件24，该结构元件上连接有下地板类型的结构壁10、中间地板类型的结构壁14和篷体类型的结构壁20。
下地板类型的结构壁10和篷体类型的结构壁20具有类似的结构。因此，如图2至8所示，每个篷体类型的结构壁20或下地板类型的结构壁10包括第一部件26和第二部件28，所述第一部件26被插入第二部件28和构架类型的结构元件24之间。换言之，第一部件26至少局部围绕第二部件28。
在图2和4中所示的篷体20的实施例中，第一部件26完全围绕第二部件28。
第一部件26在闭合断面上包括至少一个空心型材30，该空心型材包括重叠的第一壳体32和第二壳体34。
第一部件26例如通过焊接、铆接或栓接被联结到构架24上。
第一部件26例如由金属合金制成，有利地由铝合金制成。
如图5中所示，第一壳体32和第二壳体34在沿纵向延伸的末端各自包括纵向边缘36。
如图3至5所示，第二部件28包括板材形式的外层38以及多个以强化方式被连接到外层38上的横梁40。有利地，第二部件28还包括蒙皮元件42，蒙皮元件适于相应结构壁的篷体或下地板。
外层38被纵向边缘44和横向边缘46限定，该纵向边缘沿纵向延伸，横向边缘46在纵向边缘之间沿横向延伸。此外，外层38还包括内表面48，该内表面朝向车厢4的内部并且在边缘之间延伸。
外层38例如由金属合金制成，有利地由铝合金或玻璃纤维-弹性体-铝合金的层迭单片复合物制成。
外层38例如是厚度介于1.5mm和5mm之间、有利地为3mm的板材。
如图4和8所示，每个横梁40沿横向延伸，倚靠内表面48和外层38。可用体积50被限定在两个相邻横梁40的每个组件之间。
每个横梁40包括至少一个第一基板52和至少一个支板54，基板平行于外层38的内表面48延伸且通常倚靠内表面48，支板延伸自第一基板52且垂直于内表面48。
有利地，每个横梁40包括平行于第一基板52的第二基板56。因此，支板54在第一基板52和第二基板56之间垂直于内表面48延伸。
每个横梁40的每个基板52、56及支板54的厚度介于1和3mm之间，有利地等于2mm。
横梁40例如由复合材料制成。优选地，横梁由单向碳纤维组成。在此情况下，横梁40在模具中焙烧之后通过直接拉挤或非烧制的拉挤的制造方法制成。
两个相邻横梁40之间的间隔例如介于在350和600mm之间。位于第二部件28的纵向末端附近的横梁40和外层38的横向边缘46之间的间隔介于30和500mm之间。
此外，结构壁10、20包括连接第一部件26和第二部件28的接口件58。更具体地，接口件58连接第一部件26的第一壳体32和第二壳体34的外层38，如图5所示。
接口件58在第二部件28的外层38的纵向边缘44与第一部件26的第一壳体32和第二壳体34的末端36之间纵向延伸。
接口件58包括基本平行的第一壁62和第二壁64。第二壁64具有外层38和第二壳体34之间的补充轮廓。
接口件58还包括竖直的第三壁66和竖直的第四壁68，第三壁与第一壁62和第二壁64垂直并且连接第一壁62和第二壁64的末端，第四壁平行于第三壁66延伸，该第四壁被基本放置在横向限定的第一壁62和第二壁64的中心区域内。
接口件58限定第一区域70和第二区域72，第一区域从与第一部件26连接的第一壁62和第二壁64的末端横向延伸到第四壁68，第二区域从第三壁66横向延伸到第四壁68。
第二壁64在外层38的纵向边缘44和第一部件26的第二壳体34的纵向边缘36之间延伸。
第一壁62与第二壁64基本平行地从第一部件26的第一壳体32的纵向边缘36横向延伸到第二部件28的外层38的纵向边缘44的末端。
第一壁62和第二壁64通过焊接或铆接被联结到第一部件26。
第一壁62和第二壁64之间的间距介于在15和50mm之间，有利地等于25mm。
第三壁66和第四壁68在下壁64和上壁62之间基本平行地延伸。第三壁和第四壁限定自由闭合体积74。
第一壁和第二壁66、68之间的间距介于50和100mm之间。第二部件28和接口件58与第一部件26的焊接区域之间的间隔介于100和200mm之间，有利地为150mm。
如图4所示，第二部件28还包括被设置在外层38和第一部件26间的连接件75。
连接件75在外层38的横向边缘46和第一部件26之间延伸。
连接件75包括倚靠外层38的内表面48延伸的第一面板76，以及与第一面板76的末端附近或者在末端处的内表面48垂直延伸的第二面板78。
第一面板76还支撑在第一部件26上。
第二面板78垂直于第一部件26延伸并且具有支撑在第一部件26的表面。
连接件75通过焊接或铆接被联结到外层38和第一部件26上。
如图3所示，蒙皮元件42倚靠外层的内表面48延伸。蒙皮元件42被整合在可用体积50内。为此，蒙皮元件42例如由多个蒙皮单元组成，各蒙皮单元分别置于可用体积50内。
蒙皮元件42包括隔热和/或隔音层以及下地板或篷体类型的特定涂层。
图2至5中示出了根据本发明的篷体类型的结构壁20。
该篷体类型的结构壁20与下地板类型的结构壁10的区别尤其在于，篷体类型的结构壁20的蒙皮元件42包括顶类型的涂层。顶类型的覆盖物包括例如气片、重块、顶覆盖物和针覆盖物。
此外，蒙皮元件42的隔离层是一层三聚氰胺层或其他隔热/隔音物。
隔离层的厚度介于10和50mm之间，有利地为25mm。
篷体类型的结构壁20的每个横梁40具有第一基板52和支板54，第一基板被设置为倚靠外层38的内表面48，并且支板从内表面48垂直凸出。
每个横梁40在外层38的内表面48和第二基板56之间的高度介于15和55mm之间，有利地为22mm。
每个横梁40的第二基板56的长度有利地与第一基板52的长度相同。
篷体类型的结构壁20的总体厚度小于60mm，有利地小于或等于43mm。
图6至8中示出了根据本发明的下地板类型的结构壁10。
下地板类型的结构壁10与篷体类型的结构壁20的区别尤其在于，横梁40的形状适于下地板类型的蒙皮元件42，并且蒙皮元件没有顶类型的覆盖物。
下地板类型的结构壁10包括两种具有不同截面的横梁80、82。
第一种横梁80具有U形断面，该U形断面由两个平行的支板54和基板56形成，支板在垂直于外层38凸出，基板56连接两个支板54的上端。
每个第一横梁80在外层38的内表面48和基板56之间的高度介于20和100mm之间，有利地为35mm。
第二种横梁82具有基本呈矩形的截面。两个平行支板54垂直于外层38凸出，并且平行的第一基板52和第二基板56平行于外层38来连接两个支板54。
每个第二横梁82有利地具有平行于外层38的脱钩84，脱钩延长第二基板56。
每个第二横梁82的第一基板52与外层38的内表面48相隔的距离介于30和100mm之间、有利地为75mm，并且每个第二横梁82的第二基板56与外层38的内表面48相隔的距离介于30和100mm之间，有利地为80mm。
每个第二横梁82的基板52、56的横向尺寸介于10和70mm之间、有利地为25mm，并且纵向尺寸介于1200和3200mm之间、有利地为1500mm。每个第二横梁82的脱钩84的尺寸有利地基本等于第二支板56的四分之一。
蒙皮元件42包括下地板12和下地板类型的覆盖物。
隔离层是一层三聚氰胺或其他隔热/隔音物。隔离层的厚度介于20和100mm之间，有利地为50mm。
下地板类型的结构壁10的整体厚度介于50和100mm之间，有利地为67.5mm。
图9和10示出了中间地板类型的结构壁14。
中间地板类型的结构壁14与上述结构壁相似，但是区别在于，该结构壁的第二部件28没有横梁40和独特的外层38。
因此，如图9和10所示，第二部件28包括由复合材料或铝合金制成空心型材，该空心型材具有两个覆盖层，即上覆盖层90和下覆盖层92，上覆盖层和下覆盖层之间限定了体积94，该体积包括蜂窝状或复合夹层支板材料的结构。
下覆盖层90和上覆盖层92的厚度有利地为2mm。
下层90包括至少在下乘客隔间6的过道的垂直方向延伸的平坦部分96。平坦部分96横向延伸的长度介于600和1800mm之间，有利地为1200mm。
平坦部分96处的下层90和上层92间的厚度介于25和50mm之间，有利地为30mm。
在平坦部分96外周，下层90和上层92之间的厚度介于40和70mm之间，有利地为49mm。
铁路车辆1通过使用最小厚度的结构壁10、14、20来保证下乘客隔间6和上乘客隔间8内的最大内部体积，并且具有与现有技术的结构壁相同的力学特性。
铁路车辆1通过特别增加过道处顶下方的高度、同时保留与现有技术的铁路车辆相同的外部形状来确保增大下乘客隔间6和上乘客隔间8的舒适性。
铁路车辆1还保证减小整体质量。
篷体类型的结构壁20或下地板类型的结构壁10通过使用包括复合材料制成的板材38和多个横梁40的结构来代替两个铝铸皮的传统结构来确保减小结构的厚度，该结构限定了适用于整合蒙皮元件42的可用体积50。
篷体类型的结构壁20或下地板类型的结构壁10保证车厢4的力学可靠性，因为该结构壁以接口件58的形式来组装第一部件26和第二部件28，从而保证在焊接或铆接的步骤中的复合材料的力学特性。
现在将对根据本发明的篷体类型的结构壁20或下地板类型的结构壁10的组装方法进行说明。
首先，接口件58和外层38之间通过例如彼此焊接或铆接来联结。
然后，横梁40倚靠外层的内表面48被固定，例如在使用热塑性复合物制成的横梁的情况下使用胶合或热胶合进行固定。
蒙皮元件42被整合在横梁40之间限定的可用体积50中。
随后，第二部件28通过例如焊接或铆接来连接到第一部件26上。
当第二部件28通过例如焊接被连接到第一部件26上时，接口件58有利地通过强迫对流或允许冷却接口件58的其他设备来冷却。为此，强迫对流通过使冷空气流在接口件58的闭合体积74中循环来实现。
通过确保焊接时的受控热气流，结构元件10、20的组装方法完全避免了复合部件的损坏。复合材料的任何过热通过焊接区域和复合部件之间足够的间距或通过由专用体积74中的冷空气流的强迫对流进行的冷却来保证。
注意到，本发明不仅限于上述实施例，而可以具有多种变型。
特别地，篷体类型的结构壁20或下地板类型的结构壁10适于一层的铁路车辆1的车厢4。
Claims (11)
1.一种铁路车辆的结构壁，用于形成篷体(20)或下地板(10)，所述结构壁包括第一部件(26)，所述第一部件包括至少一个形成闭合截面的空心型材(30)，所述空心型材(30)包括重叠的第一壳体(32)和第二壳体(34)，
其特征在于，所述结构壁包括第二部件(28)，所述第二部件包括：
覆盖物外层(38)，所述覆盖物外层(38)包括内表面(48)并且由纵向边缘(44)和横向边缘(46)限定，
多个横梁(40)，每个所述横梁被连接到所述覆盖物外层(38)上，在所述内表面(48)上的所述横向边缘(46)之间延伸，自所述内表面(48)凸出，从而限定两个相邻横梁(40)之间的可用体积(50)，
至少一个接口件(58)，所述接口件一方面被固定到所述第一部件(26)的所述第一壳体(32)和第二壳体(34)上，并且另一方面被固定到所述第二部件(28)的所述覆盖物外层(38)的所述纵向边缘(44)之一上，因此在所述第一部件和所述第二部件之间连接所述第一部件(26)和第二部件(28)，
其中，所述接口件(58)包括重叠的第一壁(62)和第二壁(64)，所述第一壁(62)被插入所述第一部件(26)的所述第一壳体(32)和所述第二部件(28)的所述覆盖物外层(38)之间，并且所述第二壁(64)被插入所述第一部件(26)的所述第二壳体(34)和所述第二部件(28)的所述覆盖物外层(38)之间，所述第一壁(62)和所述第二壁(64)限定了：
第一区域(70)，在所述第一区域中，所述接口件(58)的所述第一壁(62)和第二壁(64)被分别固定到所述第一部件(26)的所述第一壳体(32)和第二壳体(34)上；以及
第二区域(72)，在所述第二区域中，所述接口件(58)的所述第一壁(62)和第二壁(64)之一被固定到所述第二部件(28)的所述覆盖物外层(38)的所述纵向边缘(44)上。
2.根据权利要求1所述的结构壁，包括至少一个蒙皮元件(42)，所述蒙皮元件(42)包括隔热/隔音层以及篷体或下地板类型的特定覆盖物。
3.根据权利要求2所述的结构壁，其中，各蒙皮元件(42)被置于各自的所述可用体积(50)中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的结构壁，其中，各横梁(40)包括至少一个第一基板(52)和至少一个支板(54)，所述第一基板基本平行于所述内表面(48)延伸，所述支板基本垂直于所述第一基板(52)并且从所述内表面(48)凸出延伸。
5.根据权利要求4所述的结构壁，其中，各横梁(40)包括第二基板(56)，所述第二基板(56)基本平行于所述第一基板(52)，所述支板(54)在所述第一基板(52)和所述第二基板(56)之间延伸。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的结构壁，其中，各横梁(40)由单向碳纤维制成。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的结构壁，其中，各横梁由复合材料制成。
8.一种根据权利要求1至3中任一项所述的结构壁的组装方法，包括：
提供所述第一部件(26)的步骤；
提供所述第二部件(28)的步骤；
将所述接口件(58)固定到所述第二部件(28)上和所述第一部件(26)上的步骤；
将多个蒙皮元件(42)插入所述可用体积(50)的步骤。
9.根据权利要求8所述的结构壁的组装方法，其中，所述提供所述第二部件(28)的步骤包括：
将所述覆盖物外层(38)固定到所述接口件(58)上；
将所述横梁(40)固定到所述外层(38)的所述内表面(48)上。
10.根据权利要求8所述的结构壁的组装方法，其中，所述接口件(58)通过焊接被固定到所述第一部件(26)和所述第二部件(28)上，所述方法包括当在所述第一部件(26)上焊接所述接口件(58)时，使用在所述第一壁(62)和第二壁(64)之间的强迫对流来冷却所述接口件(58)的步骤。
11.一种铁路车辆(1)，所述铁路车辆为双层车厢类型，其特征在于，所述铁路车辆包括：
根据权利要求1所述的结构壁，其为篷体(20)类型的第一结构壁；
根据权利要求1所述的结构壁，其为下地板(10)类型的第二结构壁；
中间地板(14)类型的第三结构壁，所述第三结构壁包括第一部件(26)和第二部件(28)，所述第一部件包括至少一个形成闭合截面的空心型材(30)，所述型材(30)包括第一壳体(90)和第二壳体(92)，所述第二部件包括第一壳体(90)和第二壳体(92)，在所述第一壳体(90)和所述第二壳体(92)之间通过蜂窝状或夹层支板材料结构限定了完整体积(94)，所述第一壳体(90)关于且垂直于下乘客隔间(6)的过道限定了平坦部分(96)；以及
构架类型的结构元件(24)，连接所述第一结构壁、所述第二结构壁和所述第三结构壁，以便整体形成所述铁路车辆(1)的车厢(4)。
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