CN102083667B - 轨道车辆车体及组装方法 - Google Patents

Abstract

轨道车辆车体包括：两个端部模块，端部模块中至少一个设有侧向出入门；以及管状模块，从两个端部模块中的一个延伸至另一个并机械地紧固至这两个端部模块。管状模块包括由铝合金挤出纵向型材制成的无门的外壳，铝合金挤出型材从两个端部模块中的一个延伸至另一个并纵向地焊接在一起。通过这种结构，在将外壳的纵向型材焊接在一起且涂漆之后，可通过管状模块的敞开端部之一安装轨道车箱的内部装备。类似地，由于可将端部模块之一移除以提供对管状模块内部的出入，因此使整修简化。

Description

轨道车辆车体及组装方法

技术领域

本发明涉及轨道车辆用车体的组装方法，更具体地涉及地区间列车或城际列车用车体的组装方法。本发明还涉及所得到的车体和对该车体进行整修的方法。

背景技术

从EP 1 043 206得知轨道车辆用模块化车体，其由沿车辆长度延伸的多个双层挤出面板形成。挤出面板沿车辆的整个长度边对边地焊接。与铆接或螺栓连接不同，该组装方法无须面板边缘部分实质性重叠，这证明在重量方面是特别有益的。实际上，对于传统的25500mm的客车而言，可实现约600kg的获益。

当车体外壳的不同构成部分的组装包含焊接操作时，必须在可以开始车体外壳的内部涂漆之前和/或可以开始车体内部装备组装之前完成这些焊接操作。如在EP 1 043 206中所公开的那样，当必须焊接的面板中至少一些延伸车辆整个长度时，只要整个车体外壳尚未完成，那么焊接操作就会阻碍内部装备的安装。由于这种顺序的操作，轨道车箱的可包括天花板、地板、内部面板、电缆布线、照明和隔绝材料的内部装备必须通过车体的侧门置入车辆中。

在设有宽的门开口以及在车体每侧以短间隔均匀隔开的大的入口平台的通勤列车的情况下，通过侧开口安装内部装备不存在困难。

然而，在地区间列车或城际列车的情况下，门开口较窄并位于轨道车的两端以使入口空间最小化并使分配给乘客区域的空间最大化。此外，内部装备的绝大部分部件尤其是座椅比通勤列车用的座椅大且重。因而，内部装备的安装变得特别困难，并且由于通过侧门可得到的有限空间而导致组装过程相当大的时间损失。

因此，需要更合适的车体结构和组装方法，其可简化内部装备在通过挤出铝板的纵向焊接而获得的车体外壳中的安装。

发明内容

现有技术的上述缺点通过本发明被解决。根据本发明的一个方面，提供了对具有给定总长度的轨道车辆车体进行组装的方法，该方法包括：

-挤出多个纵向铝合金型材；

-将纵向型材纵向地焊接在一起以形成具有两个敞开端部的无门的管状模块，纵向型材中至少一些从管状模块的敞开端部中的一个延伸至另一个，管状模块的敞开端部之间的纵向距离大于车体总长度的75％；

-将内部装备通过两个敞开端部中至少一个插入管状模块；

-制造两个端部模块，两个端部模块中至少一个设有侧向出入门开口；

-将两个端部模块以可释放方式机械地紧固至管状模块的敞开端部，在将内部装备插入管状模块中之后，将端部模块中至少一个紧固至管状模块。

用语“机械地紧固”适用于不同种类的机械连接，其中不发生型材的任何实质性加热。如果铝合金型材无实质性变形的情况下可以进行端部模块的组装和移除，则机械连接在本发明中的意义内是“可释放的”。端部模块可优选地螺栓连接至或铆接至管状模块，并且焊接被正式排除，因为焊接包含实质性加热且并不提供可释放的机械连接。

由于这种顺序的组装步骤，在焊接操作完成之后以及在端部模块附接之前，通过管状模块的大敞开端部可以确保内部装备的高效组装。

优选地，该方法还包括在将纵向的铝型材焊接在一起之后以及在插入内部装备之前对管状模块进行涂漆。

该方法还可以包括用钢制造两个支撑子组件，并将该支撑子组件螺栓连接至管状模块。

该方法还可以包括在管状模块中切割窗开口。当窗开口使位于两个纵向型材之间的纵向焊接线中断时，该窗开口处于与焊接线的相交处的边缘应优选地与后者垂直。

在中型车箱的情况下，端部模块设有过道开口。

根据本发明的另一方面，提供了对具有给定总长度的轨道车辆车体进行组装的方法，该方法包括：

-挤出多个纵向铝合金型材；

-将纵向型材纵向地焊接在一起以形成具有两个敞开端部的无门的管状模块，纵向型材中至少一些从管状模块的敞开端部中的一个延伸至另一个，管状模块的敞开端部之间的纵向距离大于车体总长度的75％；

-制造两个端部模块，两个端部模块中至少一个设有侧向出入门开口；

-以可释放方式将两个端部模块的每一个都机械地紧固至管状模块的两个纵向端部中相应的一个纵向端部，两个端部模块中至少一个设有侧向出入门开口。

通过这样的结构，轨道车的内部装备可包括天花板、地板、内部面板、电缆布线、照明和隔绝，并且可以在将纵向型材焊接在一起并涂漆之后通过管状模块的敞开端部之一安装该内部装备。类似地，由于可以移除端部模块之一以提供对管状模块内部的出入，因此使整修简化。

管状模块的长度大于车体总长度的75％，剩余的25％被分配给两个端部模块。铝合金挤出纵向型材优选地形成两个车体侧壁、顶部和地板。

根据优选的实施方式，纵向型材形成双层壁，双层壁为外壳提供机械强度。

管状模块还可以包括两个钢支撑子组件，每个钢支撑组件朝向端部模块中相应的一个机械地附接至管状模块并提供用于转向架和联接器的接口。优选地，支撑子组件是经焊接且机械加工的组件，其由钢制成并例如通过使用旋入插入隔板的出铁杆(tapping bars)中的螺栓而附接至铝管，隔板焊接至车体挤出型材。材料选择提供在最小竖直截面下的必要强度和刚度，以确保车辆的乘客区域具有尽可能低的行走地板高度。

至少一个端部模块可包括钢副框架和螺栓连接至该钢副框架的上部结构，上部结构由焊接在一起的成形的内部铝面板和外部铝面板制成。模块可设有用于通过附接至上部结构的过道来出入邻近轨道车的交通过道开口。副框架提供必要的强度以对联接器侧向减震器载荷以及对来自联接器与防爬器的首要反作用力作出反应。

有利地，管状模块的纵向端部中至少一个优选地每个包括加强环形隔板，加强环形隔板在垂直于纵向挤出型材垂直的平面中延伸并且焊接至从管状模块的两个纵向端部中的一个延伸至另一个的挤出型材。有利地，每个加强环形隔板可设有用于接收螺栓的孔，螺栓用于将端部模块紧固至管状模块。

根据本发明的另一方面，提供了对上文中公开的轨道车辆车体进行整修的方法，该方法包括：

-将至少一个端部模块从管状模块移除，以提供对管状模块的至少一个敞开端部的自由出入；

-将现存的内部装备通过所述至少一个敞开端部从管状模块移除；

-通过所述至少一个敞开端部将新的内部装备安装在管状模块中；

-对移除的端部模块进行紧固以封闭敞开端部。

车体外壳结构还可适合于驾驶车箱，在这种情况下，端部模块之一为驾驶室。

附图说明

通过下文对仅作为非限制性示例给出且在附图中示出的本发明具体实施方式的描述，本发明的其它优点及特点将变得更加显而易见，在附图中：

-图1是根据本发明的轨道车辆车体的侧视图；

-图2示出图1的车体的分解视图；

-图3示出图1的车体的管状模块的剖面图；

-图4示出图1的车体的支撑子组件；

-图5示出图1的车体的端部模块；

-图6示出图5的端部模块的副框架；

-图7示出图1的车辆的底面；

-图8示出图1的车体的内部布局；以及

-图9示出本发明的第二实施方式的细节。

具体实施方式

参照图1，客运轨道车辆12的车体10包括两个端部模块14和一个管状模块18，管状模块18从两个端部模块中的一个延伸至另一个。如图所示，管状模块18构成车体1的主要部分。管状模块18的长度相当于车体总长度的大于75％，且优选地大于85％。对于25,500mm的通常车体长度来说，管状模块的长度优选地大于19,125mm，且在图1的具体示例中等于22,350mm。

如图2所示，管状模块18包括顶部20、无门的左侧壁22与右侧壁22和地板26。这些面板从两个端部模块中的一个延伸至另一个并纵向地焊接在一起，即在与管状模块的纵轴线平行的方向上焊接在一起。

更具体地，如图3所示，顶部、地板和侧壁中每一个都由多个切割成适合长度的挤出型材组成，挤出型材沿其长度焊接并进行必要的机械加工。在此具体实施方式中，顶部20包括顶板201，两个斜面轨202、203分别位于顶板201两侧。顶板201和斜面轨202、203在被组装至侧壁22之前纵向地焊接在一起以形成顶部。类似地，每个侧壁22包括上部车体侧板221、中央车体侧板222以及下部车体侧板223，在侧壁22自身焊接至顶部20和地板26之前，上部车体侧板221、中央车体侧板222以及下部车体侧板223沿它们的长度焊接在一起。如果侧壁22需要窗和/或其它开口，则在将侧壁22焊接至顶部20和地板26之前进行切除和/或其它机械加工操作。地板26包括由中央底板261制成的平面壁部分，两个内底板262和两个外底板263分别位于中央底板261两侧。两个底杆264分别位于平面壁部分自身两侧。在地板焊接至侧壁22之前，这些挤出元件纵向地焊接在一起并进行机械加工。可以使用一个或多个夹具(未示出)以在焊接过程中使挤出元件暂时保持就位。

虽然挤出元件的一些可能被中断以容纳用于电气设备的窗开口或顶部凹陷，挤出型材的至少一些、具体地是位于车体外壳的上边缘和下边缘的斜面轨202、上部车体侧板221、下部车体侧板223、底杆264和外底板263、以及中央底板261和内底板262从管状模块的一端延伸至另一端，并且在没有中断的情况下沿管状模块的全长相互焊接在一起。

在图3可以看出，斜面轨202比顶板201厚，从而为外壳结构横截面的角提供附加的刚性。底板261、262、263、底杆264、车体侧板221、222、223、顶板201和斜面轨202均为双层挤出型材以确保轻质的自承管设计，并且满足所有必需的强度和刚度要求。通过截面大于其它挤出元件的底杆264和斜面轨202挤出元件，在车体外壳的边缘处提供附加的刚度。

所有挤出元件被预钻孔，从而在车体的最后组装过程中不需要任何机械加工。在底杆和其它与地板相关的挤出元件的底部设有C形槽30、32以在车体内部安装地板下设备，C形槽30、32从底板、车体侧板和/或顶板突出以进行座椅安装、内部安装和装饰，从而提供内部布局的高度灵活性。

可在管状模块18的中央处和/或中间位置焊接或以其它方式紧固一个或多个结构性环形隔板34，以增加车体外壳刚度并提供用于地板与顶部空间之间空气通路的通道。类似地，在管状结构的两端焊接两个环形端部隔板38，以增强管状结构的刚度并减少管状模块的主要振动模态。两个环形端部隔板在其中还设有孔并且构成用于端部模块中每一个的附接接口。

钢支撑子组件40在管状模块18下面附接至地板26的底面并包括：支撑件42，其提供用于转向架44的接口；横构件46，朝向管状模块的邻近端部突出；以及一对大梁47，从横构件延伸至支撑件和联接器。如图4所示，支撑子组件40是钢制的刚性的、经焊接及机械加工的组件。通过使用螺栓和插入车体挤出元件中的出铁杆使该子组件附接至地板的底面。螺栓的数量与在包括碰撞在内的若干情况下施加于该子组件的纵向剪切载荷与竖直载荷相适应。材料选择提供在最小竖直截面下的必要强度和刚度，以确保车辆的乘客区域具有尽可能低的行走地板高度。

参照图5至图7，每个端部模块14包括由成形的内部铝面板和外部铝面板和/或挤出元件制成的上部结构140，成形的内部铝面板和外部铝面板和/或挤出元件焊接在一起以形成硬的、轻质的设计。该上部结构140包括：顶部140A；侧壁140B，设有乘客门开口142；端壁140C，设有过道开口143；地板140D；以及环形隔板138，在竖直横断平面内延伸以提供刚度并形成与管状模块的接口。铝上部结构螺栓连接至钢副框架144。如图5所示，在副框架两端且在地板水平安装有能量吸收防爬器145，以吸收与在高速TSI修订中详细描述的碰撞情况相关联的撞击能量。能量吸收防爬器被指定与能量吸收中间联接器系统相结合进行工作。由于端部模块容纳乘客门，因此其并没有被设计为在指定的碰撞过程中发生变形，而是被设计为使门维持作为紧急离开装置。因此，副框架包括正方形的非可变形敞开箱式结构，其具有通过一系列纵梁148连接的外横梁147、内横梁146、以及一系列附加元件149，其提供用于将副框架144固定至上部结构140的接口。该结构的内横梁146还提供附接接口，该附接接口在竖直平面中延伸并当端部模块机械地紧固至管状模块时螺栓连接至位于支撑子组件40端部的横构件46。图6中示出的联接器60具有：内端部62，直接连接至支撑子组件的横构件46或直接连接至横梁146；以及联接端部64，从副框架起并通过形成在横梁147中的窗150突出，并且该联接端部64为联接器提供侧向和竖直抵靠。联接器设有现有技术中公知的伸缩式缓冲结构66。副框架144提供必要的强度以对联接器侧向缓冲载荷以及对来自联接器的首要反作用力作出反应，并且纵向载荷直接传递到支撑子组件40的横构件46或直接传递到横梁146。因而，碰撞过程中施加的载荷在横梁147、副框架144与支撑子组件40之间分配。

可在将端部模块140螺栓连接至管状模块之后制造该端部模块140的内部装备。然而，在本发明的优选实施方式中，端部模块被涂漆，完全地配备有内部装备与技术设备如门系统、照明、控制设备、乘客信息模块等，并且在螺栓连接至管状端部模块之前进行预测试。

图8中示出车体的内部布局。内部装备50包括天花板、地板、内部面板、空气通路、电缆布线、照明、座椅52、乘客信息和娱乐模块、桌子54、卫生间56和隔绝材料，并且在包括端部隔板38焊接在内的焊接操作完成之后以及在管状模块的外壳被涂漆之后，将内部装备50从管状模块18的一个敞开端部安装在该管状模块18中。最后，对端部模块14进行定位以使得螺栓可通过内横梁146和横构件46中的孔以及通过端部隔板38中和端部模块的隔板138中的孔插入以将端部模块以可释放方式机械地附接至管状模块。此外，可以使用粘性物质以将端部模块的上部结构140附接至端部隔板38。也可以在移除端部模块之一后从管状模块的敞开端部有效地进行车箱的整修。

虽然对本发明的优选实施方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解本发明当然不限于该实施方式。多种变化是可能的。

可在底杆和斜面轨处设置额外的加强挤出以强化结构从而对与高速TSI修订碰撞情况相关联的撞击载荷作出反应。

类似地，可在管状模块18的端部隔板38与相应端部模块14的隔板138之间夹设图9示出的附加U形或环形隔板238，以进一步增强车体的结构。

车体外壳结构还可适合于驾驶车箱，在这种情况下，端部模块之一为驾驶室。

Claims (14)

1.一种对具有给定总长度的客运轨道车辆车体进行组装的方法，包括：

-挤出多个纵向铝合金型材(201、202、203、204、221、222、223、261、262、263)；

其特征在于：所述方法还包括：

-将所述纵向铝合金型材纵向地焊接在一起以形成没有侧向门开口的管状模块(18)，所述管状模块(18)具有两个敞开端部，所述纵向铝合金型材中至少一些从所述管状模块的一个敞开端部延伸至另一个敞开端部，所述管状模块的所述两个敞开端部之间的纵向距离大于车体的总长度的75％；

-将内部装备通过所述两个敞开端部的至少一个插入到所述管状模块中；

-制造两个端部模块(14)，所述两个端部模块的至少一个设有侧向出入门开口(142)；

-将所述两个端部模块以可释放方式分别机械地紧固至所述管状模块的所述两个敞开端部，在将所述内部装备插入所述管状模块中之后，将所述两个端部模块的至少一个紧固至所述管状模块。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

-在将所述纵向铝合金型材焊接在一起之后以及在插入所述内部装备之前，对所述管状模块进行涂漆。

3.如权利要求1或2所述的方法，还包括：

-用钢制造两个支撑子组件；

-将所述两个支撑子组件螺栓连接至所述管状模块。

4.如权利要求1或2所述的方法，还包括：

-在所述管状模块的所述两个敞开端部的每一个处且在垂直于所述纵向铝合金型材的平面中设置加强环形隔板；以及

-将每个加强环形隔板焊接至从所述管状模块的所述两个敞开端部之一延伸的纵向铝合金型材。

5.如权利要求4所述的方法，包括将所述两个端部模块以可释放方式螺栓连接至所述管状模块的所述加强环形隔板。

6.如权利要求1或2所述的方法，还包括：

-在所述管状模块中切割窗开口。

7.如权利要求1或2所述的方法，还包括：

-在所述两个端部模块的每一个中设置过道开口。

8.一种具有给定总长度的客运轨道车辆车体(10)，其特征在于：所述轨道车辆车体包括：

-没有侧向门开口的管状模块(18)，具有两个敞开端部，并包括纵向地焊接在一起的铝合金挤出纵向型材(201、202、203、204、221、222、223、261、262、263)，所述纵向型材中至少一些从所述管状模块的所述两个敞开端部中的一个延伸至另一个，所述管状模块还包括内部装备，所述管状模块的所述两个敞开端部之间的纵向距离大于车体的总长度的75％；以及

-两个端部模块(14)，每个端部模块以可释放方式机械地紧固至所述管状模块的所述两个敞开端部中相应的一个敞开端部，所述两个端部模块的至少一个设有侧向出入门开口(142)。

9.如权利要求8所述的轨道车辆车体，其中，所述纵向型材形成双层壁。

10.如权利要求8或9所述的轨道车辆车体，其中，所述管状模块还包括两个钢支撑子组件(40)，每个钢支撑子组件朝向所述两个端部模块中相应的一个端部模块机械地附接至所述管状模块并提供用于转向架和联接器的接口。

11.如权利要求8或9所述的轨道车辆车体，其中，所述两个端部模块的至少一个包括钢副框架(144)和螺栓连接至所述钢副框架的上部结构(140)，所述上部结构由焊接在一起的成形的内部铝面板和外部铝面板制成。

12.如权利要求8或9所述的轨道车辆车体，其中，所述管状模块的所述两个敞开端部中每一个包括加强环形隔板(38)，所述加强环形隔板在垂直于所述纵向型材的平面中延伸并焊接至从所述管状模块的所述两个敞开端部中的一个延伸至另一个的所述纵向型材。

13.如权利要求12所述的轨道车辆车体，其中，每个加强环形隔板设有用于接收螺栓的孔，所述螺栓用于将所述端部模块紧固至所述管状模块。

14.对如权利要求8至13中任一项所述的轨道车辆车体进行整修的方法，包括：

-将所述端部模块(14)的至少一个从所述管状模块(18)移除，以提供对所述管状模块的至少一个敞开端部的自由出入；

-将现存的内部装备通过所述至少一个敞开端部从所述管状模块移除；

-通过所述至少一个敞开端部将新的内部装备安装在所述管状模块中；

-对移除的端部模块进行紧固以封闭所述至少一个敞开端部。

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