CN101678837B - 用于车厢-白车身结构的组合件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于轨道车辆的车厢-白车身结构的组合件，该组合件具有支承结构和至少一个头部模块(E1)，其中所述支承结构具有至少两条上部带(O)和一定数目的用于车厢的顶盖区域的顶盖横梁(Q)、至少两条下部带(U)和一定数目的用于车厢的底部区域的底部横梁(Q)以及多根垂直延伸的柱子(S)和多条用于车厢的侧面区域的车窗带(F)，其中所述白车身结构构造为模块化的结构，其中所述上部带(O)和下部带(U)通过节点(BK1、BK2、BK3、BK4)与邻接的横梁(Q)、垂直的柱子(S)和/或车窗带(F)相连接，其中所述上部带(O)和下部带(U)具有统一的轮廓横截面并且所述节点(BK1、BK2、BK3、BK4)至少部分地具有统一的结构形式。

Description

用于车厢-白车身结构的组合件
技术领域
本发明涉及一种用于轨道车辆的车厢-白车身结构的组合件，该组合件具有支承结构和至少一个头部模块，其中所述支承结构具有至少两条上部带和一定数目的用于车厢的顶盖区域的顶盖横梁、至少两条下部带和一定数目的用于车厢的底部区域的底部横梁以及多根垂直延伸的柱子和多条用于车厢的侧面区域的车窗带。
背景技术
这样的组合件通常用在各种类型的轨道车辆不仅包括短途车辆而且包括长途车辆的组装中。
这样的车厢-白车身经常在用于制造车厢-白车身的组合件内部显示出简单的单个构件的多样性，所述单个构件比如是用极为耗时的焊接作业在安装中组装成框架结构的弯边的板材和敞开的型材。依赖于相应的客户愿望，需要对所述组合件进行调整，其中经常需要在所述组合件的元件方面进行巨大的调整并且需要补充结构单元。通过这种方式，不仅在车厢-白车身的开发中而且在其生产中都产生很高的成本。
另外，对所述车厢-白车身的设计来说经常仅仅提供勉强够用的开发时间，并且此外应该手工制造所述组合件的许多单个构件，从而只能用非常高的开销来保证产品安全性。
目前在新式的车厢-白车身的开发中通过尽可能少地改变可能存在的先驱模型
Figure GSB00000593897800011
的车厢-白车身结构这种方式来抑制高的成本。
发明内容
据此，本发明的任务是，说明一种用于轨道车辆的车厢-白车身结构的组合件，在该组合件中在重新设计车厢-白车身时要求的开发时间减少了。
该任务在开头所述类型的组合件中通过权利要求1特征部分的特征得到解决。
所设置的模块化的白车身结构能够用很小数目的用于所述组合件的不同元件来组装车厢。尤其上部带区段和下部带区段的轮廓横截面以及节点的结构形式的统一性可以用于组装不同的车厢。
在此优选所述上部带区段和下部带区段至少部分地具有统一的长度。这在大多数情况下适用于上部带区段，而在下部带区段中则可能要注意布置可能存在的车轮罩。
有利的是，柱子和车窗带具有统一的轮廓横截面。这方便了提供用于构造柱子和车窗带的合适的型材。因此，由一种唯一的挤压型材或者说轧制成型的型材不仅可以制造柱子而且可以制造车窗带。
所述柱子和横梁也可以具有统一的轮廓横截面，这进一步减少了有待使用的型材的多样性。
有利的是，对于所述组合件来说为实现不同的车辆宽度设置了多组在长度方面有区别的横梁。这意味着，用于不同的车辆的车厢的侧面元件保持相同，而仅仅所使用的横梁的长度以及所述头部模块的设计从一种车厢结构到另一种车厢结构有所不同。
为实现不同的车辆长度，也可以有利地放弃车厢的侧面的变化。在这方面优选相应地设置不同长度的末端模块和头部模块用于连接到支承结构的端面上。这样的头部模块典型地由合成材料制成。
关于所述节点的统一性可以规定，设置在所述支承结构的内部的节点在所述上部带和下部带的区域中具有统一的结构形式。由此也限制了所述组合件的结构单元的多样性。
所述节点可以优选构造为板材节点。在此板材节点可以由板材半成品制成，所述板材半成品则通过射流处理的(strahlboniert)切削法或者冲压工具来剪裁并且随后进行合适的变形，然后相接合。优选通过焊接或者粘接与邻接的带区段相接合。
作为替代方案，所述板材节点也可以通过深冲来制成，其中所述板材节点在深冲过程之后可以进行合适的剪裁并且只要有必要可以进行弯边。
此外可以设想，所述板材节点由多个分别通过深冲制成的部分构成。
所述组合件的优选的实施方式尤其所述在组合件的组装中使用的板材节点的结构从权利要求13到23中获得。
附图说明
下面借助于附图对本发明的实施例进行更详细的解释。其中：
图1是用于轨道车辆的车厢的支承结构的透视图，
图2是用于轨道车辆的车厢的作为替代方案的支承结构的透视图，
图3是图1的支承结构连同补充的顶盖元件及末端模块的透视图，
图4是用于轨道车辆的车厢的支承结构连同补充的作为图3的替代方案的顶盖元件的透视图，
图5是与有待彼此相连接的型材区段相组合的板材节点的第一实施方式的透视图，
图6是建立在深冲的钵形件的四分之一部分的基础上的、与有待彼此相连接的型材区段相组合的板材节点的第二实施方式的透视图，
图7是与有待彼此相连接的型材区段相组合的板材节点的第三实施方式的透视图，
图8是图1的支承结构的侧壁区段的透视图，
图9、10分别是与有待彼此相连接的型材区段相组合的板材节点的第四实施方式的两种变型方案的透视图，
图11是与有待彼此相连接的带区段相组合的板材节点的第五实施方式的透视图，
图12、13、14、15分别是板材半成品的处于用于制造图11的板材节点的不同制造阶段中的透视图，
图16、17分别是板材节点的第六实施方式的透视图，
图18、19分别是用于制造图6、7的板材节点的外壳和内壳的透视图，
图20、21、22、23分别是板材半成品的处于用于制造图6、7的板材节点的不同制造阶段中的透视图，
图24、25分别是板材节点的第七实施方式的透视图，
图26是板材节点的第八实施方式的透视图，
图27、28分别是板材节点布置方式的透视图，在该板材节点布置方式中两个板材节点通过相应的外壳的合并彼此相连接，
图29是板材节点布置方式的透视图，在该板材节点布置方式中三个板材节点通过相应的外壳的合并彼此相连接，以及
图30、31分别是板材节点的第九实施方式的透视图，在该实施方式中至少一个板材壳是分开的。
具体实施方式
在图1中示出的用于轨道车辆的车厢的支承结构构造为模块化的结构。两条上部带O在所示出的实施例中分别被分为五个上部带区段OA，在这五个上部带区段OA中在图1中出于简明原因仅仅为一个设有附图标记。图2示出了一种作为图1替代方案的支承结构，在该支承结构中额外地设置了末端模块或者说头部模块E1、E2。此外，在所述支承结构的顶盖区域中额外地设置了布置在中间的纵梁LT。与在图1中的情况不同，上部带O、下部带U以及必要时纵梁LT在相应经过的节点中连贯地构造，从而没有相应地划分为纵轴区段。顶盖区域中的纵梁LT通过构造为十字形的板材节点BK4和沿横向方向延伸的中间型材ZP与上部带O相连接。
应该强调，在按图1的支承结构中也可以在相应的板材节点中设置所述上部带或者说下部带O、U的连贯的结构。
两条下部带U同样分为下部带区段UA，其中空出中间的区域用于安置底盘。
所述上部带区段和下部带区段OA、UA在其轮廓横截面及其长度方面是统一的。
为连接上部带O和下部带U，设置了垂直的柱子S。为构造车窗区域，使用水平延伸的车窗带F，所述车窗带F在其轮廓横截面方面相应于垂直的柱子S。在此，车窗带F在对接(stoβend)连接中连接到垂直的柱子S上。
为了将上部带O和下部带U彼此间进行水平连接，设置了横梁Q，所述横梁Q具有统一的轮廓横截面和统一的长度。其轮廓横截面在此相应于垂直的柱子S和车窗带F的轮廓横截面。
为组装所述支承结构，由此仅仅需要两种不同的横截面轮廓，也就是用于上部带区段和下部带区段OA、UA的横截面轮廓以及用于横梁Q、垂直的柱子S和车窗带F的第二横截面轮廓。
以在图1中示出的支承结构为出发点产生在图3中示出的白车身结构。图3的示意图相对于图1的示意图补充了顶盖元件D1、D2，其中中间的顶盖元件D1大致相当于两个上部带区段OA的长度并且两个外面的顶盖元件D2大致相当于一个上部带区段OA的长度。图4示出了顶盖区域的作为替代方案的划分方式，在该划分方式中两个为简单起见用相同的附图标记表示的顶盖元件D1相当于两个上部带区段OA的长度。在比如图2的支承结构的端面上安置了末端模块E1、E2。
如此描述的用于车厢-白车身的模块化结构即使在实现不同的车辆宽度或车辆长度时也得到保持。为实现不同的车辆宽度，仅仅在横梁Q的长度方面对横梁Q进行调整。而后为每种横梁长度提供有待安置到支承结构的端面上的所属的末端模块或者说头部模块E1、E2。
对于给定的横梁长度来说，比如通过头部模块的长度来实现不同的车辆长度。
应该认为，即使在车辆宽度及长度不同时，所述支承结构的侧面区域可以相应地保持不变并且由此可以用作不同的车辆结构的模块化的元件。
为了由上部带区段OA、下部带区段UA(或者说用连贯的上部带和下部带O、U)、垂直的柱子S、车窗带F和横梁Q组装在图1、2和3、4中示出的支承结构，建议使用具有大多数统一的结构形式的板材节点。在此，在所述支承结构的端面区域中使用第一板材节点类型BK1，该第一板材节点类型BK1用于以机械方式连接横梁Q、上部带区段OA和垂直的柱子S。所述第一板材节点类型BK1总是在所述支承结构的所提到的三个元件彼此相连接时使用，因而也用在下部带U的里面的区域中。
在所述上部带O的里面的区域中使用第二板材节点类型BK2，该第二板材节点类型BK2用作两个先后放置的上部带区段OA、横梁Q和垂直的带S之间的连接点。第三板材节点类型BK3用于将车窗带F连接到垂直的带S上。
从图5中获得类型BK3的板材棱边节点BK2A的透视图。该板材棱边节点BK2A用作用于将对接的型材连接起来的元件。一种板材半成品用于制造所述板材棱边节点BK2A，该板材半成品首先通过射流处理的切削法或者冲压工具被剪裁并且随后从该板材半成品上进行传统的弯边操作，然后将第三节点类型BK3与邻接的型材如车窗带F或者垂直的带S接合在一起。这种接合可以通过焊接、其它的热接合方法进行，但也可以通过粘接(特别在使用轻金属时)来进行。
如此制造的板材节点BK3A的突出之处在于微小的制造成本和高的工作精度。
图6也示出了所述板材节点类型BK3的第二实施方式。以圆钵的基本形状为出发点按如下方法来制造深冲的板材节点BK3B：由板材半成品制成的深冲的钵形件在该实施例中借助于激光切割或者其它的分离方法分割成相同形状的四分之一部分，所述四分之一部分可以用于在对接连接型材如车窗带F和垂直的带S时对棱角进行加固。在通过深冲使板材钵形件变形时，以传统的方式通过冲头将力导入板材半成品中，该力导致所述板材半成品被拉入拉模环中。该过程的特征在于组合的拉/压应力状态。这种方法的突出之处在于由于使用所安排的加工方法如冲压和深冲而产生的微小的制造成本。在此能够实现很高的工作精度。通过所述板材钵形件的直径，可以确定所述板材节点BK3B中的倒圆半径。
如此制造的类型BK3的板材节点BK3B构造为两部分的结构，其中每个部分单个地与邻接的型材相接合。
从图7中获得用于用在类型BK3中的板材节点BK3C的另一种实施方式。首先通过冲压或者激光束切割对板材半成品进行合适的剪裁。随后通过深冲进行变形。而后在需要时还进一步对所产生的深冲的用于板材节点的形状进行剪裁。在图7中示出的板材节点BK3C也构造为两部分的结构。它具有这样的特征，即可以通过板材半成品的深冲深度来定义加固的法兰FL的位置。这些法兰FL在节点的里面的区域中对置。
从图8中得到一种连接元件的两种实施方式，该连接元件具有加固的法兰F2，所述法兰F2则用于在型材的对接连接中对棱角进行加固。图8的连接元件比如在车厢的侧壁中用在车门(BK5A)和车窗(BK5B)的开口中。
与按图5的深冲的板材节点实施方式相反，在图8中示出的加固元件是封闭的、深冲的结构。垂直的和水平的型材通过环绕封闭的、盆状的节点元件相连接。
从图9、10中可以分别看出板材节点的十字形的两部分的结构。板材节点的这种实施方式相应于图2的类型BK4。因此它在顶盖区域或者底架区域中用在中间的纵梁LT和横梁Q之间的连接中。其制造方法的特征也在于，对板材下料进行冲压或者射流处理的剪裁，随后通过深冲进行变形，并且为得到所示出的十字形的结构对深冲的形状进行剪裁。所设置的加固法兰FL彼此以一个间距来布置(图9)或者构造为彼此直接抵靠的结构(图10)。对接的型材的角度如在附图所示的情况中一样为90°。但是在考虑到加工技术的可能性的情况下，该角度也可以选择得更小或者更大。
图11示出了用于类型BK2的板材节点BK2A的一种实施方式。深冲的原始形状在该实施例中两次弯曲，其中使用辅助成形元件。该节点结构如图1中的板材节点类型BK2的应用情况示出的一样适合于连接对接的型材。
所属的制造方法的细节从图12到15中获得。通过所使用的板材厚度，可以开发出能够经受不同程度负荷的节点结构。
借助于图16到23示出了用于板材节点类型BK2的第二实施方式BK2B的制造方法。板材节点具有外壳AS和内壳IS，所述外壳AS和内壳IS的深冲的原始形状在图18或者说19中示出。图20和21示出了弯曲过程的第一阶段，而图22和23则示出了所述内壳和外壳所具有的最终形状。
图24、25示出了用于板材节点类型BK2的另一种实施方式BK2C。与此前所说明的实施方式不同，这里外壳AS仅仅由折弯的板材下料制成，也就是说没有进行深冲加工。
所述内壳IS也可以以相同的方式仅仅由折弯的板材下料制成并且外壳AS可以深冲而成。
图26示出了具有内壳IS和外壳AS的板材节点BK5的另一种实施方式，该板材节点BK5在所示出的实施例中用于将中间元件与带或者纵梁相连接。
图27和28示出了两幅不同的透视图，在这两幅透视图中两个节点分别具有单独的内壳IS，但是这两个节点的外壳彼此连接成一个对这两个节点来说共同的外壳AS。
图29示出了借助于图28示出的原理的一种扩展方案。在该图中总共五个板材节点以其各自的外壳AS相连接，从而存在着对所有的板材节点来说共同的外壳AS。
在按图30、31的实施方式中，板材壳也就是外壳AS1、AS2是分开的，而内壳IS则构造为一体结构。

Claims (21)

1.用于轨道车辆的车厢-白车身结构的组合件，具有支承结构和至少一个头部模块(E1)，其中所述支承结构具有至少两条上部带(O)和一定数目的用于车厢的顶盖区域的顶盖横梁(Q)、至少两条下部带(U)和一定数目的用于车厢的底部区域的底部横梁(Q)以及多根垂直延伸的柱子(S)和多条用于车厢的侧面区域的车窗带(F)，
其中，所述白车身结构构造为模块结构，并且所述上部带(O)和下部带(U)具有统一的轮廓横截面，其特征在于，所述上部带(O)和下部带(U)通过板材节点(BK1、BK2、BK3、BK4)与邻接的横梁(Q)、垂直的柱子(S)和/或车窗带(F)相连接，并且所述板材节点(BK1、BK2、BK3、BK4)至少部分地具有统一的结构形式并且由板材半成品制成，所述板材半成品通过射流处理的切削法或者冲压工具来剪裁并且随后进行变形并且而后进行接合。
2.按权利要求1所述的组合件，
其特征在于，
所述上部带(O)和下部带(U)至少部分地具有统一的长度。
3.按权利要求1或2所述的组合件，
其特征在于，
所述垂直的柱子(S)和车窗带(F)具有统一的轮廓横截面。
4.按权利要求1所述的组合件，
其特征在于，
所述垂直的柱子(S)和横梁(Q)具有统一的轮廓横截面。
5.按权利要求1所述的组合件，
其特征在于，
为实现不同的车辆宽度设置了多组横梁(Q)，所述横梁(Q)在其长度方面不同。
6.按权利要求1所述的组合件，
其特征在于，
为实现不同的车辆长度设置了不同长度的、相应地用于连接到支承结构的端面上的头部模块(E1)或者末端模块(E2)。
7.按权利要求1所述的组合件，
其特征在于，
设置在所述支承结构的内部的板材节点(BK2)在所述上部带和下部带(O、U)的区域中具有统一的结构形式。
8.按权利要求1所述的组合件，
其特征在于，
所述板材节点(BK1、BK2、BK3、BK4)的接合通过热接合方法或者粘接来进行。
9.按权利要求1所述的组合件，
其特征在于，
所述板材节点(BK1、BK2、BK3、BK4)通过深冲来制成。
10.按权利要求9所述的组合件，
其特征在于，
所述板材节点(BK1、BK2、BK3、BK4)由多个分别通过深冲制成的部分构成。
11.按权利要求1所述的组合件，
其特征在于，
所述变形通过弯边过程来进行。
12.按权利要求9所述的组合件，
其特征在于，
所述板材节点(BK3)的通过深冲制成的部分从钵状的基本形状中获得，所述基本形状经受接下来的切削或者冲压过程。
13.按权利要求9所述的组合件，
其特征在于，
所述板材节点(BK5)的通过深冲制成的部分从盆状的基本形状中获得并且具有加固的法兰(FL)。
14.按权利要求13所述的组合件，
其特征在于，
所述板材节点(BK5)具有封闭的结构。
15.按权利要求10所述的组合件，
其特征在于，
两个通过深冲制成的部分相应地构造为十字形。
16.按权利要求9所述的组合件，
其特征在于，
板材半成品在深冲之后经受接下来的弯边过程。
17.按权利要求10所述的组合件，
其特征在于，
通过深冲制成的部分由外壳(AS)和内壳(IS)构成，所述外壳(AS)和内壳(IS)在深冲之后进一步剪裁。
18.按权利要求17所述的组合件，
其特征在于，
至少两个所述板材节点(BK2、BK3)以其外壳(AS)相连接，从而形成对它们两个板材节点来说共同的外壳。
19.按权利要求17所述的组合件，
其特征在于，
存在着与所述外壳(AS)或者内壳(IS)分开的结构，使得相关的壳至少为两部分的。
20.按权利要求1所述的组合件，
其特征在于，
所述支承结构具有另外的相对于竖直线以任意的角度延伸的带。
21.按权利要求1所述的组合件，
其特征在于，
将所述上部带(O)和/或下部带(U)分成相同长度的区段。
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