CN107512279B - 一种轨道车辆的侧墙及其侧墙模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轨道车辆侧墙的侧墙模块，包括侧墙板及连接于所述侧墙板的侧墙横梁、侧墙立柱和侧门立柱，在轨道车辆的车窗和车门处，所述侧墙横梁、所述侧墙立柱和所述侧门立柱均为内部中空、断面闭合的结构。本发明中，通过将车门和车窗处的横梁和立柱设置为内部中空、断面闭合的结构，能够在满足轨道车辆强度和刚度要求的同时，有效降低轨道车辆的重量。本发明还公开了一种轨道车辆的侧墙。

Description

一种轨道车辆的侧墙及其侧墙模块

技术领域

本发明涉及轨道车辆技术领域，特别涉及一种轨道车辆的侧墙及其侧墙模块。

背景技术

随着我国社会经济的发展与生活节奏的加快，轨道交通已成为城市交通中最主要的交通工具。基于轨道车辆行驶的安全性、经济型及外观质量的要求，地铁、城轨或高铁等轨道车辆通常采用不锈钢作为车体的主要材料，且最常用的焊接方式是点焊。

同时，模块化设计的理念在轨道车辆领域得到广泛应用，对于轨道车辆的大部件进行集成，形成模块，使得轨道车辆的组装越来越简单方便，且能够提高轨道车辆的生产效率和组装质量。

轨道车辆车体侧墙的尺寸通常较大，因此，通常对该侧墙进行模块化处理，即该侧墙包括若干相互连接的侧墙单元，各侧墙单元通过上边梁和下边梁连接成整体侧墙。各侧墙单元包括侧墙板，为了提高侧墙单元的强度和刚度，侧墙板上通常焊接有若干相互垂直的横梁和立柱。

上述侧墙单元中，通常设置有车窗，且车门设置于相邻侧墙单元之间，并与侧墙单元连接。车窗与车门处为侧墙单元强度和刚度较低的位置，因此，通常增大车窗和车门处横梁和立柱的尺寸来保证其具有足够的强度和刚度，从而导致侧墙单元的重量较大。若考虑降低侧墙单元的重量，而使得车窗和车门处横梁和立柱的尺寸较小，可能导致侧墙单元在该位置的强度和刚度不足，进而导致侧墙寿命较低。

因此，如何提供一种能够保证侧墙单元在车窗和车门处具有足够的强度和刚度，同时还能够降低侧墙单元重量的侧墙单元，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种轨道车辆侧墙的侧墙模块，包括侧墙板及连接于所述侧墙板的侧墙横梁、侧墙立柱和侧门立柱，在轨道车辆的车窗和车门处，所述侧墙横梁、所述侧墙立柱和所述侧门立柱均为内部中空、断面闭合的结构。

由于该侧墙模块的侧墙横梁、侧墙立柱和侧门立柱均为内部中空的结构，使得该侧墙模块的重量较低，且节省材料，从而有助于降低轨道车辆的整车重量，并降低成本。同时，上述内部中空结构的横梁和立柱的断面闭合，使得各侧墙横梁、侧墙立柱和侧门立柱具有较高的强度和刚度，以满足轨道车辆强度和刚度的要求。因此，本发明中，通过将车门和车窗处的横梁和立柱设置为内部中空、断面闭合的结构，能够在满足轨道车辆强度和刚度要求的同时，有效降低轨道车辆的重量。

可选地，所述侧墙横梁包括第一横梁和第二横梁，且沿轨道车辆由内向外的方向，依次为所述第二横梁和所述第一横梁；

沿纵向，所述第一横梁的一端焊接于所述侧墙板，在车窗处，另一端与所述第二横梁焊接，且焊接后，所述第一横梁与所述第二横梁围成的断面闭合。

可选地，所述侧墙立柱包括第一侧墙立柱和第二侧墙立柱，且沿轨道车辆由内向外的方向，依次为所述第一侧墙立柱和所述第二侧墙立柱；

在车窗处，沿纵向，所述第一侧墙立柱一端焊接于所述第二横梁，另一端与所述第二侧墙立柱焊接，且焊接后，所述第一侧墙立柱与所述第二侧墙立柱围成的断面闭合。

可选地，所述第一横梁为断面为帽型的型材，包括第一头部和第一沿部，所述第一头部与所述侧墙板搭接后焊接，所述第一沿部与所述第二横梁搭接后焊接，且焊接后所述第二横梁封堵所述第一头部与所述第一沿部之间的开口，以使所述第一横梁与所述第二横梁围成的断面闭合。

可选地，所述第一侧墙立柱为断面为帽型的型材，包括第二头部和第二沿部，所述第二沿部的一端与所述第二横梁搭接后焊接，另一端与所述第二侧墙立柱搭接后焊接，所述第二侧墙立柱的另一端与所述侧墙板搭接后焊接，且焊接后，所述第一侧墙立柱、所述第二侧墙立柱、所述侧墙板与所述第二横梁围成的断面闭合。

可选地，所述第二横梁与所述第二侧墙立柱的断面均为乙字型，以使所述第二横梁能够连接所述第一横梁与所述第一侧墙立柱，所述第二侧墙立柱能够连接所述第一侧墙立柱与所述侧墙板。

可选地，所述侧墙板与所述第二侧墙立柱之间焊接有车窗立柱补强板。

可选地，在所述车窗的窗角处，还具有窗角补强板，所述窗角补强板与所述侧墙板、所述第二横梁及所述第二侧墙立柱焊接。

可选地，在车门处，所述侧门立柱包括沿横向分布的第一侧门立柱和第二侧门立柱，所述第一侧门立柱用于与车门配合，且其断面为封闭的口字型；

所述第二侧门立柱为断面为帽型的型材，包括第三头部和第三沿部，所述第三沿部的一端与所述侧墙横梁搭接后焊接，另一端与所述第一侧门立柱搭接后焊接，且焊接后，所述第三头部与所述第三沿部之间的开口封闭。

可选地，所述第三沿部与所述第一侧门立柱焊接的一端的断面为乙字型，以使所述第二侧门立柱能够与所述侧墙板和所述第一侧门立柱均焊接。

可选地，所述侧门立柱还包括横向连接所述第三头部与所述第一侧门立柱的侧门立柱补强板，以使所述侧门立柱的断面具有三个封闭的口字型。

可选地，所述侧墙模块为奥氏体不锈钢结构，所述侧墙板与所述侧墙横梁的第一横梁、所述侧墙立柱的车窗立柱补强板采用激光焊接，所述侧墙横梁的第二横梁与所述侧墙立柱的第一侧墙立柱采用点焊，所述侧墙单元的骨架与所述第一横梁、所述车窗立柱补强板采用电弧焊。

另外，本发明还提供一种轨道车辆的侧墙，包括上边梁和若干焊接于所述上边梁的侧墙模块，其中，所述侧墙模块为以上所述的侧墙模块。

可选地，所述上边梁的上部与轨道车辆的车顶搭接后焊接，所述侧墙模块的第一横梁与下边梁搭接后焊接，所述下边梁的下端与底架边梁搭接后焊接，且焊接后，所述侧墙的断面闭合。

可选地，所述上边梁为槽钢，且其内部焊接有补强梁。

附图说明

图1为本发明所提供轨道车辆从内向外看的结构示意图；

图2为图1中侧墙模块的结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图2的侧视图；

图5为图2中窗角处的放大图；

图6为图3中俯视图的局部视图；

图7为图1的断面视图；

图8为图7中Ⅰ部分的局部放大图。

图1-8中：

1侧墙模块、11侧墙板、12侧墙横梁、121第一横梁、122第二横梁、13侧墙立柱、131第一侧墙立柱、132第二侧墙立柱、14侧门立柱、141第一侧门立柱、142第二侧门立柱、143侧门立柱补强板、15窗角补强板、16下边梁、17车窗立柱补强板；

2上边梁、3补强梁。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考附图1-6，其中，图1为本发明所提供轨道车辆从内向外看的结构示意图；图2为图1中侧墙模块的结构示意图；图3为图2的俯视图；图4为图2的侧视图；图5为图2中窗角处的放大图；图6为图3中俯视图的局部视图。

需要说明的是，本文中提到的“横向”、“竖向”、“纵向”等方位词是以图1所示的轨道车辆定义的，其中，“横向”指的是轨道车辆车体的长度方向(即车辆行驶方向)，对应图1中的左右方向，因此，本文中的“横梁”为沿车辆行驶方向延伸的梁；“竖向”指的是轨道车辆的高度方向，对应图1中的上下方向，因此，本文中的“立柱”为沿高度方向延伸的柱；“纵向”指的是轨道车辆侧墙的厚度方向，对应图1中垂直于纸面的方向。

在一种具体实施例中，本发明提供一种轨道车辆侧墙的侧墙模块1，如图1所示，该轨道车辆的侧墙包括若干侧墙模块1、上边梁2、车窗及车门等结构，即该侧墙为模块化结构。其中，如图2所示，侧墙模块1包括侧墙板11、连接于侧墙板11的侧墙横梁12、侧墙立柱13和侧门立柱14。

具体地，如图2所示，侧墙横梁12为连接于侧墙板11的各横梁，侧墙立柱13和侧门立柱14为连接于侧墙板11的各竖梁，其中，侧门立柱14为位于侧墙模块1横向两边缘的立柱，用于与车门配合，侧墙立柱13为位于两侧门立柱14之间的各立柱。可以理解，侧墙板11上各相互垂直的横梁和立柱能够提高侧墙板11的强度和刚度。

本实施例中，侧墙横梁12、侧墙立柱13和侧门立柱14均为内部中空、断面闭合的结构。

由于该侧墙模块1的侧墙横梁12、侧墙立柱13和侧门立柱14均为内部中空的结构，使得该侧墙模块1的重量较低，且节省材料，从而有助于降低轨道车辆的整车重量，并降低成本。同时，上述内部中空结构的横梁和立柱的断面闭合，使得各侧墙横梁12、侧墙立柱13和侧门立柱14具有较高的强度和刚度，以满足轨道车辆强度和刚度的要求。因此，本实施例中，通过将车门和车窗处的横梁和立柱设置为内部中空、断面闭合的结构，能够在满足轨道车辆强度和刚度要求的同时，有效降低轨道车辆的重量。

具体地，如图2所示，侧墙横梁12包括第一横梁121和第二横梁122，且沿纵向(轨道车辆由内向外的方向)，依次分布为：第二横梁122和第一横梁121，因此，该侧墙模块1沿纵向为三层结构，由外向内依次为：侧墙板11、焊接于侧墙板11的第一横梁121、焊接于第一横梁121的第二横梁122。同时，该侧墙横梁12焊接于侧墙板11后，第一横梁121与第二横梁122围成的侧墙横梁12的断面闭合。可以理解，第二横梁122为与车窗对应的横梁，即该第二横梁122仅位于车窗对应的范围内，与第一横梁121，用于提高车窗处的强度和刚度。

图2所示的实施例中，第一横梁121沿横向为通长结构，即第一横梁121长度与侧墙板11长度相同，第二横梁122凸出于车窗，并被车窗截断，因此，本实施例中的第二横梁122包括位于车窗上下两端、左右两侧的小横梁。当然，第二横梁122也可为沿横向的通长结构，即其长度也可与侧墙板11长度相同，此处对第二横梁122为分体式结构或一体式结构不作限定。

同时，如图2所示，侧墙立柱13包括第一侧墙立柱131和第二侧墙立柱132，且沿纵向(轨道车辆由内向外的方向)，依次为第一侧墙立柱131和第二侧墙立柱132，因此，该侧墙模块1在侧墙立柱13处具有三层结构，由外向内依次为：侧墙板11、第二侧墙立柱132、焊接于第二侧墙立柱132的第一侧墙立柱131。

同时，该侧墙立柱13还与侧墙横梁12焊接，具体为：第一侧墙立柱131一端焊接于第二横梁122，另一端与第二侧墙立柱132焊接，且焊接后，第一侧墙立柱131与第二侧墙立柱132围成的侧墙立柱13的断面闭合。

更具体地，如图3所示，第一横梁121的截面为帽型，包括第一头部和第一沿部，其中，第一头部与侧墙板11搭接后焊接，第一沿部与第二横梁122搭接后焊接，且焊接后第二横梁122封堵第一头部与第一沿部之间的开口，以使第一横梁121与第二横梁122围成的侧墙横梁12的断面闭合。

同样地，如图4所示，第一侧墙立柱131的截面为帽型，包括第二头部和第二沿部，其中，第二沿部的一端与第二横梁122搭接后焊接，形成侧墙模块1的骨架，第二沿部的另一端与第二侧墙立柱132搭接后焊接，第二侧墙立柱132的另一端与侧墙板11搭接后焊接，且焊接后，第一侧墙立柱131、第二侧墙立柱132、侧墙板11与第二横梁122围成的侧墙立柱13的断面闭合。

本实施例中，第一横梁121与第一侧墙立柱131均采用断面为帽型的型材，使得二者具有结构简单的优点，且当该帽型型材的开口封闭时，能够进一步提高侧墙横梁12与侧墙立柱13的强度、刚度和稳定性。

进一步地，如图3和图4所示，第一横梁121与第一侧墙立柱131之间具有一定的纵向距离，且由于第一侧墙立柱131与侧墙板11分别位于侧墙模块三层结构的第一层和第三层，因此，二者之间也具有一定的纵向距离。基于此，连接第一横梁121与第一侧墙立柱131的第二横梁122、连接第一侧墙立柱131与侧墙板11的第二侧墙立柱132均为乙型结构，以便第二横梁122能够连接第一横梁121与第一侧墙立柱131，第二侧墙立柱132能够连接第一侧墙立柱131与侧墙板11。

更进一步地，如图4所示，侧墙板11与第二侧墙立柱132之间焊接有车窗立柱补强板17，该车窗立柱补强板17用于第二侧墙立柱132的补强。

另一方面，如图5所示，在车窗的四个窗角处，还具有窗角补强板15，且该窗角补强板15与侧墙板11、第二横梁122及第二侧墙立柱132均焊接，该窗角补强板15用于窗角处各焊缝的补强，从而减小窗角处的应力集中。

同时，如上所述，该侧墙模块1横向的两边缘还具有与车门配合的侧门立柱14，其中，如图2和图6所示，该侧门立柱14包括沿横向分布的第一侧门立柱141和第二侧门立柱142，其中，第一侧门立柱141用于与车门配合，且其截面为封闭的口字型，第二侧门立柱142为断面呈帽型的型材，包括第三头部和第三沿部，其中，第三沿部的一端与侧墙横梁12搭接后焊接，另一端与第一侧门立柱141搭接后焊接，且焊接后，该第二侧门立柱142第三沿部与第三头部之间的开口封闭，从而使得该侧门立柱14的断面至少具有两个封闭的口型结构，且两封闭口型结构沿横向分布。

如此设置，本实施例中包括双立柱的侧门立柱14与现有技术中仅包括单独的口字型立柱相比，具有更高的强度和刚度，从而提高侧墙模块1与车门连接处的强度、刚度和稳定性。图6所示的实施例中，第三头部与第三沿部之间的开口通过侧墙横梁12封闭。

具体地，如图6所示，帽型第二侧门立柱142的第三沿部与口字型第一侧门立柱141焊接的一端为乙型结构，以使该第二侧门立柱142能够与侧墙板11和第一侧门立柱141均焊接，从而提高第二侧门立柱142与第一侧门立柱141之间焊接的可靠性和稳定性。

当然，也可在第一侧门立柱141与第二侧门立柱142的第三沿部之间设置乙型第三侧门立柱，该第三侧门立柱用于实现第二侧门立柱142与侧墙板11之间的连接。但是，该设置方式导致侧门立柱14内部的焊接结构太多，从而导致其强度反而不高。

进一步地，如图6所示，该侧门立柱14还包括侧门立柱补强板143，该侧门立柱补强板143用于沿横向连接第二侧门立柱142的第三头部与第一侧门立柱141，从而使得该侧门立柱14的截面除第一侧门立柱141与第二侧门立柱142的两个封闭口字型外，在第三头部与第一侧门立柱141之间形成第三个封闭的口字型，从而使得该侧门立柱14为断面形成三个封闭的口字型的结构，进而增大侧门立柱14的强度和刚度，满足车门的安装结构和强度要求。

上述各实施例中，侧墙模块1采用奥氏体不锈钢材料，且侧墙板11与第一横梁121、车窗立柱补强板17之间采用激光焊接。

可以理解，侧墙板11与第一横梁121之间采用通长的横向焊缝实现激光焊接，且各激光焊缝均匀分布，能够提高侧墙单元1的美观度，并减少焊接耗时，提高加工效率，更重要的是，采用激光焊接时，能够有效提高焊接强度，减小点焊压痕，减少焊接过程中的热输入量，从而降低侧墙单元的变形量。

同时，第二横梁122与第一侧墙立柱131相互搭接的接触面积较小，因此二者采用点焊连接，使得焊接后的强度较高。另外，上述侧墙单元1的骨架与第一横梁121、车窗立柱补强板17之间采用电弧焊，焊接后的结构具有一定的变形量，从而提高连接处的柔韧性。

请继续参考附图7和8，其中，图7为图1的断面视图；图8为图7中Ⅰ部分的局部放大图。

另外，本发明还提供一种轨道车辆的侧墙，如图1所示，该侧墙包括上边梁2和若干焊接于上边梁2的侧墙模块1，其中，该侧墙模块1为以上任一实施例中所述的侧墙模块1。由于上述侧墙模块1具有上述技术效果，包括该侧墙模块1的侧墙也应具有相应的技术效果，此处不再赘述。

具体地，如图1和图2所示，上边梁2的上部与轨道车辆的车顶搭接后焊接，侧墙模块1的第一横梁121与下边梁16搭接后焊接，下边梁16的下端与底架边梁搭接后焊接，且焊接后，侧墙的断面闭合，从而提高该侧墙整体的强度和刚度。

另一方面，如图8所示，上边梁2为槽钢，且其内部焊接有补强梁3。

可以理解，上边梁2为槽钢时，具有重量较轻的优点，同时，通过在其内部焊接补强梁3，能够提高该上边梁2的强度和刚度，从而使得该上边梁2强度和刚度较高的同时，重量也较轻。

以上对本发明所提供的一种轨道车辆的侧墙及其侧墙模块均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (14)

1.一种轨道车辆侧墙的侧墙模块，包括侧墙板(11)及连接于所述侧墙板(11)的侧墙横梁(12)、侧墙立柱(13)和侧门立柱(14)，其特征在于，在轨道车辆的车窗和车门处，所述侧墙横梁(12)、所述侧墙立柱(13)和所述侧门立柱(14)均为内部中空、断面闭合的结构；

在车门处，所述侧门立柱(14)包括沿横向分布的第一侧门立柱(141)和第二侧门立柱(142)，所述第一侧门立柱(141)用于与车门配合，且其断面为封闭的口字型；

所述第二侧门立柱(142)为断面为帽型的型材，包括第三头部和第三沿部，所述第三沿部的一端与所述侧墙横梁(12)搭接后焊接，另一端与所述第一侧门立柱(141)搭接后焊接，且焊接后，所述第三头部与所述第三沿部之间的开口封闭。

2.根据权利要求1所述的侧墙模块，其特征在于，所述侧墙横梁(12)包括第一横梁(121)和第二横梁(122)，且沿轨道车辆由内向外的方向，依次为所述第二横梁(122)和所述第一横梁(121)；

沿纵向，所述第一横梁(121)的一端焊接于所述侧墙板(11)，在车窗处，另一端与所述第二横梁(122)焊接，且焊接后，所述第一横梁(121)与所述第二横梁(122)围成的断面闭合。

3.根据权利要求2所述的侧墙模块，其特征在于，所述侧墙立柱(13)包括第一侧墙立柱(131)和第二侧墙立柱(132)，且沿轨道车辆由内向外的方向，依次为所述第一侧墙立柱(131)和所述第二侧墙立柱(132)；

在车窗处，沿纵向，所述第一侧墙立柱(131)一端焊接于所述第二横梁(122)，另一端与所述第二侧墙立柱(132)焊接，且焊接后，所述第一侧墙立柱(131)与所述第二侧墙立柱(132)围成的断面闭合。

4.根据权利要求3所述的侧墙模块，其特征在于，所述第一横梁(121)为断面为帽型的型材，包括第一头部和第一沿部，所述第一头部与所述侧墙板(11)搭接后焊接，所述第一沿部与所述第二横梁(122)搭接后焊接，且焊接后所述第二横梁(122)封堵所述第一头部与所述第一沿部之间的开口，以使所述第一横梁(121)与所述第二横梁(122)围成的断面闭合。

5.根据权利要求4所述的侧墙模块，其特征在于，所述第一侧墙立柱(131)为断面为帽型的型材，包括第二头部和第二沿部，所述第二沿部的一端与所述第二横梁(122)搭接后焊接，另一端与所述第二侧墙立柱(132)搭接后焊接，所述第二侧墙立柱(132)的另一端与所述侧墙板(11)搭接后焊接，且焊接后，所述第一侧墙立柱(131)、所述第二侧墙立柱(132)、所述侧墙板(11)与所述第二横梁(122)围成的断面闭合。

6.根据权利要求5所述的侧墙模块，其特征在于，所述第二横梁(122)与所述第二侧墙立柱(132)的断面均为乙字型，以使所述第二横梁(122)能够连接所述第一横梁(121)与所述第一侧墙立柱(131)，所述第二侧墙立柱(132)能够连接所述第一侧墙立柱(131)与所述侧墙板(11)。

7.根据权利要求5所述的侧墙模块，其特征在于，所述侧墙板(11)与所述第二侧墙立柱(132)之间焊接有车窗立柱补强板(17)。

8.根据权利要求5所述的侧墙模块，其特征在于，在所述车窗的窗角处，还具有窗角补强板(15)，所述窗角补强板(15)与所述侧墙板(11)、所述第二横梁(122)及所述第二侧墙立柱(132)焊接。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的侧墙模块，其特征在于，所述第三沿部与所述第一侧门立柱(141)焊接的一端的断面为乙字型，以使所述第二侧门立柱(142)能够与所述侧墙板(11)和所述第一侧门立柱(141)均焊接。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的侧墙模块，其特征在于，所述侧门立柱(14)还包括横向连接所述第三头部与所述第一侧门立柱(141)的侧门立柱补强板(143)，以使所述侧门立柱(14)的断面具有三个封闭的口字型。

11.根据权利要求1-8中任一项所述的侧墙模块，其特征在于，所述侧墙模块(1)为奥氏体不锈钢结构，所述侧墙板(11)与所述侧墙横梁(12)的第一横梁(121)、所述侧墙立柱(13)的车窗立柱补强板(17)采用激光焊接，所述侧墙横梁(12)的第二横梁(122)与所述侧墙立柱(13)的第一侧墙立柱(131)采用点焊，所述侧墙模块(1)的骨架与所述第一横梁(121)、所述车窗立柱补强板(17)采用电弧焊。

12.一种轨道车辆的侧墙，包括上边梁(2)和若干焊接于所述上边梁(2)的侧墙模块(1)，其特征在于，所述侧墙模块(1)为权利要求1-11中任一项所述的侧墙模块(1)。

13.根据权利要求12所述的侧墙，其特征在于，所述上边梁(2)的上部与轨道车辆的车顶搭接后焊接，所述侧墙模块(1)的第一横梁(121)与下边梁(16)搭接后焊接，所述下边梁(16)的下端与底架边梁搭接后焊接，且焊接后，所述侧墙的断面闭合。

14.根据权利要求12所述的侧墙，其特征在于，所述上边梁(2)为槽钢，且其内部焊接有补强梁(3)。