CN104097649A - 用于车辆的顶板结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于车辆的顶板，其中，该车辆的右侧壁和左侧壁均至少具有第一门洞和第二门洞。该顶板包括网格结构和外壳。该网格结构具有两个对角片段以及适于定位在第一门洞和第二门洞的顶部上的两对纵向片段。一个对角片段从适于定位在右侧壁中的第一门洞上的第一纵向片段延伸到适于定位在左侧壁中的第二门洞上的第二纵向片段。另一个对角片段从适于定位在左侧壁中的第一门洞上的第一纵向片段延伸到适于定位在右侧壁中的第二门洞上的第二纵向片段。该外壳设置在网格结构的顶部上并且从靠近车辆的前端部的区域延伸到靠近车辆的后端部的区域。

Description

用于车辆的顶板结构

技术领域

本发明一般地涉及车辆结构。更具体地，本发明涉及由外壳和适于连接门洞的顶部的网格结构构成的用于车辆的顶板结构。

背景技术

不管是轨道车辆、飞机，还是公共汽车，通常都以如下类似的方式设计长体大容量运输车辆的结构：沿着车辆的长度设置肋条，并且用外层包裹肋条。为便于建造，车辆结构通常由底板、两个侧壁、顶板和两个端盖组成。

此类车辆的顶板结构通常由被外部表层覆盖的平行肋条构成，或者由被打开的挤出体、纵向延伸的闭合挤出体或夹层结构覆盖的平行肋条构成。然而，由于这些结构对于车辆上的应力载荷而言都不是最优的，所以上述结构比所需结构笨重。

因此，存在对用于车辆的顶板结构改进的需要。

发明内容

根据第一实施例，提供了一种用于车辆的顶板，所述车辆具有前端部、后端部、右侧壁和左侧壁，其中，所述右侧壁和所述左侧壁均至少具有第一门洞和第二门洞。所述顶板包括网格结构和外壳。所述网格结构具有一对第一纵向片段、一对第二纵向片段、第一对角片段和第二对角片段。所述一对第一纵向片段具有右侧第一纵向片段和左侧第一纵向片段。所述右侧第一纵向片段适于沿着所述右侧壁中的所述第一门洞的顶部延伸，而所述左侧第一纵向片段适于沿着所述左侧壁中的所述第一门洞的顶部延伸。所述一对第二纵向片段具有右侧第二纵向片段和左侧第二纵向片段。所述右侧第二纵向片段适于沿着所述右侧壁中的所述第二门洞的顶部延伸，而所述左侧第二纵向片段适于沿着所述左侧壁中的所述第二门洞的顶部延伸。所述第一对角片段从右侧第一纵向片段延伸到所述左侧第二纵向片段。所述第二对角片段从左侧第一纵向片段延伸到所述右侧第二纵向片段。所述外壳设置在网格结构的顶部上并且从靠近所述车辆的所述前端部的区域延伸到靠近所述车辆的所述后端部的区域。

可选地，顶板还包括第一横向片段和第二横向片段。第一横向片段在右侧第一纵向片段与左侧第一纵向片段之间延伸。第二横向片段在右侧第二纵向片段与左侧第二纵向片段之间延伸。

可选地，一对第一纵向片段延伸到一对第二纵向片段。

根据另一个实施例，一对第一纵向片段位于靠近车辆的前端部的位置并且延伸到前端部，而一对第二纵向片段位于靠近车辆的后端部的位置并且延伸到后端部。在这种情况下，一对第一纵向片段和一对第二纵向片段可以形成一对连续的纵向片段。

可选地，外壳由夹层结构构成。

一对第一纵向片段、一对第二纵向片段、第一对角片段和第二对角片段由复合材料制成。

根据另一个实施例，提供一种用于车辆的顶板，其中，车辆的左侧壁和右侧壁均还配备有第三门洞。在这种情况下，网格结构还包括一对第三纵向片段、第三对角片段和第四对角片段。一对第三纵向片段具有右侧第三纵向片段和左侧第三纵向片段。右侧第三纵向片段适于沿着右侧壁中的第三门洞的顶部延伸，而左侧第三纵向片段适于沿着左侧壁中的第三门洞的顶部延伸。第三对角片段从右侧第二纵向片段延伸到左侧第三纵向片段。第四对角片段从左侧第二纵向片段延伸到右侧第三纵向片段。

可选地，顶板还包括纵向中间片段。纵向中间片段从第一对角片段与第二对角片段之间的交点延伸到第三对角片段与第四对角片段之间的交点。

根据另一个实施例，顶板还包括第一横向片段和第二横向片段。第一横向片段在右侧第一纵向片段与左侧第一纵向片段之间延伸。第二横向片段在右侧第三纵向片段与左侧第三纵向片段之间延伸。

可选地，一对第一纵向片段延伸到一对第二纵向片段，而一对第二纵向片段延伸到一对第三纵向片段。

可选地，一对第一纵向片段位于靠近车辆的前端部的位置并且延伸到前端部，而一对第三纵向片段位于靠近车辆的后端部的位置并且延伸到后端部。

根据另一个实施例，一对第一纵向片段、一对第二纵向片段和一对第三纵向片段形成一对连续的纵向片段。

可选地，外壳由夹层结构构成。

根据另一实施例，一对第一纵向片段、一对第二纵向片段、一对第三纵向片段、第一对角片段和第二对角片段由复合材料制成。

根据另一个实施例，提供一种用于车辆的顶板，其中，车辆的左侧壁和右侧壁均还配备有第四门洞。在这种情况下，网格结构包括一对第四纵向片段、第五对角片段和第六对角片段。一对第四纵向片段具有右侧第四纵向片段和左侧第四纵向片段。右侧第四纵向片段适于沿着右侧壁中的第四门洞的顶部延伸，而左侧第四纵向片段适于沿着左侧壁中的第四门洞的顶部延伸。第五对角片段从右侧第三纵向片段延伸到左侧第四纵向片段。第六对角片段从左侧第三纵向片段延伸到右侧第四纵向片段。

可选地，网格结构还包括纵向中间片段。纵向中间片段从第一对角片段与第二对角片段之间的交点延伸到第五对角片段与第六对角片段之间的交点。

根据另一个实施例，顶板还包括第一横向片段和第二横向片段。第一横向片段在右侧第一纵向片段与左侧第一纵向片段之间延伸。第二横向片段在右侧第四纵向片段与左侧第四纵向片段之间延伸。

可选地，一对第一纵向片段延伸到一对第二纵向片段，一对第二纵向片段延伸到一对第三纵向片段，并且一对第三纵向片段延伸到一对第四纵向片段。

根据另一实施例，一对第一纵向片段位于靠近车辆的前端部的位置并且延伸到前端部，而一对第四纵向片段位于靠近车辆的后端部的位置并且延伸到后端部。

根据另一个实施例，一对第一纵向片段、一对第二纵向片段、一对第三纵向片段和一对第四纵向片段形成一对连续的纵向片段。

可选地，一对第一纵向片段、一对第二纵向片段、一对第三纵向片段、一对第四纵向片段、第一对角片段和第二对角片段由复合材料制成。

根据另一个实施例，提供一种具有前端部和后端部的车辆，所述车辆包括底板、左侧壁和右侧壁以及顶板，其中，所述左侧壁和所述右侧壁均至少具有第一门洞和第二门洞，并且所述顶板是根据前述实施例中任一实施例制造出的顶板。

在参考附图的基础上，根据所选择的实施例的以下详细描述，本发明的特征和优点将变得更加清楚。应认识到，在不脱离由权利要求限定的范围的情况下，可以对所公开和要求保护的本发明的各个方面进行修改。因此，附图和说明书应被视为是说明性的而非限制性的，并且在权利要求书中阐明了本发明的全部范围。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的轨道车辆的车身的透视图；

图2是图1的车身的顶板的底部透视图；

图3是外壳被取下的图2所示顶板网格结构的俯视图；

图4是根据本发明的一个实施例的顶板外壳被取下而露出顶板网格结构的图1所示轨道车辆的车身的透视图；

图5是根据本发明的另一个实施例的具有四个门洞的轨道车辆的车身的透视图；以及

图6是根据本发明的另一个实施例的具有八个门洞的轨道车辆的车身的透视图。

具体实施方式

下文所述的顶板结构由被外壳或夹层结构覆盖的网格结构构成。网格结构按照主载荷路径来取向，以便尽可能多地减少结构的重量。例如轨道车辆等大容量运输车辆一般配备有设置在两个侧壁中的至少4扇门。通常，此类车辆可以配备有对称设置或交错设置的6扇门或者甚至是8扇门。本发明将针对具有对称设置在两个侧壁中的六个门洞的轨道车辆进行描述。然而，应理解的是：本发明也可以与不同数目的门一起使用，并且各个门不必对称地设置在两个侧壁中。

现在参考图1。车身10具有前端部12和后端部14，并且车身10由底板16、左侧壁18、右侧壁20、顶板22和端盖24构成。左侧壁18和右侧壁20均至少具有第一门洞26和第二门洞28。

现在参考图2和图3。顶板22包括网格结构30和外壳32。网格结构30由一对第一纵向片段34、一对第二纵向片段36、第一对角片段38和第二对角片段40组成。一对第一纵向片段34具有右侧第一纵向片段42和左侧第一纵向片段44。右侧第一纵向片段42适于沿着右侧壁20中的第一门洞46的顶部延伸，而左侧第一纵向片段44设计为沿着左侧壁18中的第一门洞46的顶部延伸。

类似地，一对第二纵向片段36包括右侧第二纵向片段48和左侧第二纵向片段50。右侧第二纵向片段48沿着右侧壁20中的第二门洞52的顶部延伸，而左侧第二纵向片段50沿着左侧壁18中的第二门洞52的顶部延伸。

第一对角片段38从右侧第一纵向片段42延伸到左侧第二纵向片段50，而第二对角片段40从左侧第一纵向片段44延伸到右侧第二纵向片段48。第一对角片段38和第二对角片段40不一定是平直的，而也可以是视车辆的结构要求和所施加的载荷而定的弯曲或曲线状的。此外，第一对角片段38和第二对角片段40可以具有沿着它们的长度的可变截面。

外壳32设置在网格结构30的顶部上，并且从靠近前端部12的区域延伸到靠近车身10的后端部14的区域。外壳32通常是由复合材料或例如铝等金属材料制成的单层结构，但是外壳32也可以由夹层结构构成以增大网格结构30之间的刚度。外壳32可以与网格结构30成为一体，或者外壳32可以借助于例如通过粘接、铆接、螺栓连接、焊接等本领域技术人员已知的方法与网格结构30连接。

当左侧壁18和右侧壁20均还配备有第三门洞54时，网格结构30还包括一对第三纵向片段56、第三对角片段58和第四对角片段60。

一对第三纵向片段56由右侧第三纵向片段62和左侧第三纵向片段64组成。右侧第三纵向片段沿着右侧壁20中的第三门洞54的顶部延伸，而左侧第三纵向片段64设计为沿着左侧壁18中的第三门洞54的顶部延伸。第三对角片段58从右侧第二纵向片段48延伸到左侧第三纵向片段64。类似地，第四对角片段从左侧第二纵向片段50延伸到右侧第三纵向片段62。

与第一对角片段38和第二对角片段40类似，第三对角片段58和第四对角片段60不一定是平直的，而也可以是视车辆的结构要求和所施加的载荷而定的弯曲或曲线状的。此外，第三对角片段58和第四对角片段60可以具有沿着它们的长度的可变截面。

纵向中间片段66也是网格结构30的一部分，并且纵向中间片段66从第一对角片段38与第二对角片段40之间的交点延伸到第三对角片段58与第四对角片段60之间的交点。

网格结构30还包括第一横向片段68和第二横向片段70。第一横向片段68在右侧第一纵向片段42与左侧第一纵向片段44之间延伸，而第二横向片段70在右侧第三纵向片段62与左侧第三纵向片段64之间延伸。

现在参考图4。可选地，一对第一纵向片段34延伸到一对第二纵向片段36，一对第二纵向片段36转而又延伸到一对第三纵向片段56，以便形成一对连续的纵向片段。此外，一对第一纵向片段34和一对第三纵向片段56这二者可以分别延伸到车身10的前端部12和后端部14。网格结构30可以直接连接到侧壁18、20或者通过上侧梁68连接到侧壁18、20。在这种情况下，上侧梁68可以与网格结构30形成为一体，或者以例如焊接、粘接、铆接、螺栓连接等本领域技术人员已知的方式进行连接。

网格结构30可以由例如钢、铝和复合材料等不同的材料制成。优选地，网格结构30可以由例如挤出体等中空结构构成。如果使用复合材料，则网格结构30可以由被复合材料层覆盖的发泡芯材制成。网格结构30设计为承受不同的载荷情况，特别是车身10加载成弯曲和扭转的情况。由于门洞46、52、54使侧壁结构18、20变弱，所以通过在门洞46、52、54区域内增强侧壁18、20并且在车身10中沿横向和纵向转移载荷，网格结构能够有利地为增大整个车辆的刚度做出贡献。

当车身10仅设置有四个门洞时，可以不需要任何纵向片段66。在图5中示出了这种情况。

图6示出了配备有八个门洞的轨道车辆的车身10。可以观察到，在第四门洞70的顶部设置有额外的一对纵向片段，并且额外的第五对角片段72和第六对角片段74设置为在第四门洞70的相反两侧与第三门洞54的相反两侧之间延伸。纵向中间片段从第一对角片段38与第二对角片段40的交点延伸到第五对角片段72与第六对角片段74之间的交点。

Claims (24)

1.一种用于车辆的顶板，所述车辆具有前端部、后端部、右侧壁和左侧壁，其中，所述右侧壁和所述左侧壁均至少具有第一门洞和第二门洞，所述顶板包括网格结构和外壳，其中，

所述网格结构具有：

一对第一纵向片段，所述一对第一纵向片段具有右侧第一纵向片段和左侧第一纵向片段，所述右侧第一纵向片段适于沿着所述右侧壁中的所述第一门洞的顶部延伸，所述左侧第一纵向片段适于沿着所述左侧壁中的所述第一门洞的顶部延伸；

一对第二纵向片段，所述一对第二纵向片段具有右侧第二纵向片段和左侧第二纵向片段，所述右侧第二纵向片段适于沿着所述右侧壁中的所述第二门洞的顶部延伸，所述左侧第二纵向片段适于沿着所述左侧壁中的所述第二门洞的顶部延伸；

第一对角片段，所述第一对角片段从所述右侧第一纵向片段延伸到所述左侧第二纵向片段；以及

第二对角片段，所述第二对角片段从所述左侧第一纵向片段延伸到所述右侧第二纵向片段，并且

所述外壳设置在所述网格结构的顶部上并且从所述车辆的所述前端部延伸到所述车辆的所述后端部。

2.根据权利要求1所述的顶板，还包括：

第一横向片段，所述第一横向片段在所述右侧第一纵向片段与所述左侧第一纵向片段之间延伸；以及

第二横向片段，所述第二横向片段在所述右侧第二纵向片段与所述左侧第二纵向片段之间延伸。

3.根据权利要求2所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段延伸到所述一对第二纵向片段。

4.根据权利要求3所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段位于靠近所述车辆的所述前端部的位置并且延伸到所述前端部，并且所述一对第二纵向片段位于靠近所述车辆的所述后端部的位置并且延伸到所述后端部。

5.根据权利要求4所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段和所述一对第二纵向片段形成一对连续的纵向片段。

6.根据权利要求2所述的顶板，其中，所述外壳由夹层结构构成。

7.根据权利要求6所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段、所述一对第二纵向片段、所述第一对角片段和所述第二对角片段由复合材料制成。

8.根据权利要求1所述的顶板，其中，所述左侧壁和所述右侧壁均还配备有第三门洞，并且所述网格结构还包括：

一对第三纵向片段，所述一对第三纵向片段具有右侧第三纵向片段和左侧第三纵向片段，所述右侧第三纵向片段适于沿着所述右侧壁中的所述第三门洞的顶部延伸，所述左侧第三纵向片段适于沿着所述左侧壁中的所述第三门洞的顶部延伸；

第三对角片段，所述第三对角片段从所述右侧第二纵向片段延伸到所述左侧第三纵向片段；以及

第四对角片段，所述第四对角片段从所述左侧第二纵向片段延伸到所述右侧第三纵向片段。

9.根据权利要求8所述的顶板，还包括纵向中间片段，所述纵向中间片段从所述第一对角片段与所述第二对角片段之间的交点延伸到所述第三对角片段与所述第四对角片段之间的交点。

10.根据权利要求9所述的顶板，还包括：

第一横向片段，所述第一横向片段在所述右侧第一纵向片段与所述左侧第一纵向片段之间延伸；以及

第二横向片段，所述第二横向片段在所述右侧第三纵向片段与所述左侧第三纵向片段之间延伸。

11.根据权利要求10所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段延伸到所述一对第二纵向片段，并且所述一对第二纵向片段延伸到所述一对第三纵向片段。

12.根据权利要求11所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段位于靠近所述车辆的所述前端部的位置并延伸到所述前端部，并且所述一对第三纵向片段位于靠近所述车辆的所述后端部的位置并延伸到所述后端部。

13.根据权利要求11所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段、所述一对第二纵向片段和所述一对第三纵向片段形成一对连续的纵向片段。

14.根据权利要求10所述的顶板，其中，所述外壳由夹层结构构成。

15.根据权利要求14所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段、所述一对第二纵向片段、所述一对第三纵向片段、所述第一对角片段和所述第二对角片段由复合材料制成。

16.根据权利要求8所述的顶板，其中，所述左侧壁和所述右侧壁均还配备有第四门洞，并且所述网格结构还包括：

一对第四纵向片段，所述一对第四纵向片段具有右侧第四纵向片段和左侧第四纵向片段，所述右侧第四纵向片段适于沿着所述右侧壁中的所述第四门洞的顶部延伸，所述左侧第四纵向片段适于沿着所述左侧壁中的所述第四门洞的顶部延伸；

第五对角片段，所述第五对角片段从所述右侧第三纵向片段延伸到所述左侧第四纵向片段；以及

第六对角片段，所述第六对角片段从所述左侧第三纵向片段延伸到所述右侧第四纵向片段。

17.根据权利要求16所述的顶板，还包括纵向中间片段，所述纵向中间片段从所述第一对角片段与所述第二对角片段之间的交点延伸到所述第五对角片段与所述第六对角片段之间的交点。

18.根据权利要求17所述的顶板，还包括：

第一横向片段，所述第一横向片段在所述右侧第一纵向片段与所述左侧第一纵向片段之间延伸；以及

第二横向片段，所述第二横向片段在所述右侧第四纵向片段与所述左侧第四纵向片段之间延伸。

19.根据权利要求18所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段延伸到所述一对第二纵向片段，所述一对第二纵向片段延伸到所述一对第三纵向片段，并且所述一对第三纵向片段延伸到所述一对第四纵向片段。

20.根据权利要求11所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段位于靠近所述车辆的所述前端部的位置并延伸到所述前端部，并且所述一对第四纵向片段位于靠近所述车辆的所述后端部的位置并延伸到所述后端部。

21.根据权利要求19所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段、所述一对第二纵向片段、所述一对第三纵向片段和所述一对第四纵向片段形成一对连续的纵向片段。

22.根据权利要求18所述的顶板，其中，所述外壳由夹层结构构成。

23.根据权利要求22所述的顶板，其中，所述一对第一纵向片段、所述一对第二纵向片段、所述一对第三纵向片段、所述一对第四纵向片段、所述第一对角片段和所述第二对角片段由复合材料制成。

24.一种具有前端部和后端部的车辆，所述车辆包括：

底板；

左侧壁；

右侧壁，其中，所述左侧壁和所述右侧壁均至少具有第一门洞和第二门洞；以及

根据权利要求1至23中任一项所限定的顶板。