CN1420827A - 平面元件和制造平面元件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种按夹层构造方式制造用于车厢的平面元件(2)的方法，所述平面元件包括一外覆板(4)和一隆起板(6)连同设置在它们之间的边缘型材(8，10)，在第一个工步中边缘型材(8，10)至少局部地用机械拼接方法连接在隆起板(6)上，在第二个工步中隆起板(6)与外覆板(4)粘接，在第三个工步中边缘型材(8，10)至少局部地用机械拼接方法与外覆板(4)拼接。通过这些措施达到平面元件高的抗剪和抗鼓胀刚性。

Description

平面元件和制造平面元件的方法
本发明涉及一种按夹层构造方式制造用于车厢的平面元件的方法以及一种平面元件。
车厢，例如用于乘人交通的车厢由不同的部件构成。其中平面元件就属于这种部件。平面元件又由许多板材和半成品组成，它们相互拼接。这里作为拼接技术采用不同的焊接技术，例如点焊和普通的电弧焊。
迄今为止，在有轨车辆制造中众所周知，用于有轨车辆车厢的构件做成不同的结构形式，其中由型材拼接成的杆件系统或栅格设有一外覆板，它与杆件系统这样地连接，使得形成抗拉和抗压刚性好的平面元件。此外在栅杆之间的平面内外覆板在内侧通过直线形的、常常成Z形的型材作为加强筋额外地加强。
由DE 195 21 892 C1已知一种平面元件和一种制造平面元件的方法。平面元件包括两块盖板和许多通过固定连接加强并相互连接盖板的筋。这些筋栅格形地布置，以形成箱形结构。这里固定连接通过热穿透的拼接借助激光焊接形成，其中固定连接做成焊缝，它们几乎在待拼接部件的整个长度上延伸。
由GB 885,279已知，用于大型底盘的栅格由帽形型材制成，它们在其交叉部位用同样做成帽形的型材结点搭接，并与它形锁合和力锁合地拼接。
作为拼接方法，在上述制造杆件或栅格系统的情况下，对于与外覆板的拼接以及随后直线形加强筋的安置，完全或至少逐段地采用热拼接方法。对于所有这些拼接方法，其缺点是，在形成杆件或栅格系统时必须保证高的精度，并为此花费相应的费用，传入所有构件内的热量导致不希望的应力和变形，这需要费时费钱的后续加工，以制得平面元件所要求的构造和表面平面度，并保持在要求的公差之内。
此外造成明显的热变形，这使得鼓胀清晰可见，并对表面质量产生不利影响。为了弥补变形，需要进行大量校直和切削加工以及通过重新磨削进行精加工。造成的尺寸误差导致总装时修配费用的提高。已知拼接方法需要大量后续的防锈措施或者采用昂贵的优质合金钢。为了产生合适的表面抗鼓胀刚性，需要将平面元件在后续处理中用热处理方法张紧并设置加强型材。
此外，这种方法妨碍或不便采用已经涂有无机和/或有机防锈涂层的、由完全预制好的构件，例如已经涂有绝热层或最终的颜色的构件制造的、以及由由不同的材料(包括纤维复合材料)拼接成的复合构件制造的材料。
因此，在制造有轨车辆时越来越试图用冷拼接方法代替热拼接方法。
在DE 195 01 805 A1中公布了一种借助于粘接方法拼接带有外覆板的栅格和直线形的加强筋。这种工艺不能用于所有的应用场合，费用也不经济。
由EP 0 855 978 A1已知至少部分地借助于冷拼接(例如冲铆)可制成不同结构形式并可相互拼接的平面元件模块。这种工艺有时要求昂贵的设备和工具费用，在结构方面比较不自由和不经济。
这些在制造车厢时的已知拼接方法具有不同的缺点。空心型材设计和制造的费用很高，其中采用了昂贵和不灵活的铸造结点，并且不能补偿误差。实际证明，平面元件在型材/板材区域内的边缘结构也非常不经济。
例如由筋板制成的骨架，其制造同样很复杂和费用昂贵。通常采用结构支承的泡沫芯，这又要求采用昂贵的泡沫材料，它们仅仅被粘接。无法避免在边缘区域内的机械应力集中。
在P.Cordes、V.Hüller编著的：用于有轨车辆制造的现代轻型钢结构；钢板管型材42(1995)12第773-777页中介绍了一种隆起板的应用。在这种隆起板中，一光滑板与第二块板连接，在第二块板上以规定的网目形成圆锥台或四棱锥台，光滑板和隆起板分别通过一在隆起底部内的焊点相互连接。
DE-AS 1 133 640介绍了一种用于汽车车厢的厢壁构件。厢壁构件由相互成对连接的，其中一个设有盆形凹坑、另一个具有基本上均匀连续的表面的外壳组成，其中外壳在凹坑处相互连接。在采用塑料外壳时，一个外壳的凹坑底面通过粘接与另一外壳结合。在错开设置时结合面在总体上大致等于凹坑之间余留的外露表面。
DE 197 42 772 A1的内容是一用于双层火车车厢的、用来将上层车厢和下层车厢隔开的中间底板。中间底板从车厢的一个纵侧面延伸到另一个纵侧面，并在车厢长度的一部分上延伸。该中间底板由许多平的、相互并排的矩形夹层元件组成。它们以其窄的端面从车厢一个纵侧延伸到另一个纵侧，并且它本身分别安放在一沿车厢纵向布局的支架上，而它们以其宽的纵侧分别与一空心的和弯曲柔性的梁连接，该梁至少在内部宽度的一部分上横向延伸。在一种实施形式中夹层元件由两块板组成，它们具有蜂窝结构，其中在板内分别通过深拉形成凹坑。凹坑的尖端相互接触、并相互焊接。
本发明的目的是，提供一种按夹层构造方式制造用于车厢的平面元件的方法，其中平面元件以小的公差带和高的表面质量加工而成。此外应该提供一种按本发明方法制成的平面元件。
这个目的通过具有权利要求1特征的用于按夹层构造方式制造用于车厢的平面元件的方法来实现。
此外这个目的通过一按本方法制造的平面元件来实现。
通过制造平面元件的本方法达到平面元件高的抗剪和抗鼓胀刚性。只出现小的公差带，这里自动地进行板材的找平。通过应用本方法达到多方面的功能结合，其中主要是防锈和隔音。通过采用冷拼接方法达到非常小的构件误差。此外，由于取消了费用高昂的工艺过程，例如校直、喷砂、切削、磨削和刮铲，费用显著节省。此外还节省材料方面的费用。可以放弃底漆，而只需要中间漆、面漆或膜层。其次用本方法可以实现复式结构以及模块化结构方式的结构。可以产生具有不同轮廓的平面元件，例如一平的或弯曲的侧壁。避免了制造一单独的昂贵的骨架并取消采用结构支承的泡沫芯。
优选在第一和第三个工步中进行完全机械的拼接。由于不采用焊接方法，已经提到过的优点进一步优化。通过机械拼接避免了粘接剂内的表层拉力。
特别是冷拼接可以用冲铆或借助于咬口连接(Durchsetzfuegen)方法进行。也可以考虑两种方法的组合。此拼接工艺保证具有很小误差的接缝，因为在冷拼接时可以避免在焊接时无法避免的很难计算的收缩过程。
在本发明的另一种方案中在第一个工步内在隆起板的背向外覆板的一侧上设置和固定用来提高稳定性的支柱。在工艺过程早期就进行装配，使平面元件的整个制造过程得以简化。
隆起板和外覆板最好用真空袋法粘接。例如将待粘接板材装入一气体密封的包装袋，特别是薄膜中，接着在袋中产生负压。用真空袋法可以以经济的方式产生具有高精度的平整表面。实际证明这种方法与平面元件的大小无关。不再需要昂贵的、与平面元件的大小有关的用来制造平的平面元件的单独装置。
优良的改进结构由从属权利要求得到。
借助于一个实施例结合附图对本发明作较详细的说明。附图表示：
图1以示意俯视图表示一用于车厢的夹层结构的平面元件的一部分；
图2表示沿图1中A-A线的剖面。
图1以示意俯视图表示一用于车厢的夹层结构的平面元件2的一部分。平面元件2包括一外覆板4和一隆起板6，其中外覆板4仅仅在图2中示出。
隆起板6的隆起可以按交叉的、水平和垂直分布的或交叉的、倾斜分布的行列形成一平面的规则布局。
在本实施例中做成窗框或门框的边缘型材8、10设置在隆起板6上，以与外覆板4机械连接。
此外，在隆起板6的背向外覆板4的一侧上设有垂直的支柱12，以提高稳定性。平面元件2夹紧在一顶纵梁14和一底纵梁16之间，因此垂直支柱垂直于顶纵梁14和底纵梁16分布。
在图2中表示沿图1中A-A线的平面元件2的剖面。在用来制造用于车厢的夹层结构的平面元件2的所述方法中，在第一个工步内边缘型材8、10的第一段至少局部地用机械拼接法与隆起板6拼接。与放置在隆起板6上的支柱12一起便制成一加强的夹层内壳。
在第二个工步中，隆起板6与外覆板4借助于粘接剂18粘接。但是粘接也可以用其他方式进行。此外在形成的框架内，在外覆板4和隆起板6之间有隔热材料20。在本实施例中，待粘接装置装入一气体密封的包装袋中，例如薄膜袋中，接着在袋内产生负压。但是也可以用其他方式将隆起板压在外覆板上。
在第三个工步中，边缘型材8、10的第二段至少局部地用机械拼接法与外覆板4拼接。在第一和第三段内也可以完全机械地拼接。
在本实施例中，在第一和第三个工步中用冲铆22进行冷拼接。在另一种未画出的实施例中借助于咬口连接进行冷拼接。但是也可以用其他冷拼接工艺，例如盲铆。边缘型材至少部分地具有Z字形轮廓。
通过所述按夹层构造方式制造用于车厢的平面元件2的方法达到整个平面元件2高的抗剪和抗鼓胀刚性。只出现很小的公差带，其中外板通过粘接过程自动找平。

Claims (11)

1.一种按夹层构造方式制造用于车厢的平面元件(2)的方法，其特征为：
—在第一个工步中，边缘型材(8，10)的第一段至少局部地用机械拼接方法与一隆起板(6)拼接在一起，
—在第二个工步中，隆起板(6)与一外覆板(4)粘接，
—在第三个工步中，边缘型材(8，10)的第二段至少局部地用机械拼接方法与外覆板(4)拼接在一起，以使外覆板(4)与隆起板(6)连接。
2.按权利要求1的方法，其特征为：在第一和第三个工步中完全冷拼接。
3.按权利要求1或2的方法，其特征为：用冲铆(22)冷拼接。
4.按权利要求1或2的方法，其特征为：借助于咬口连接冷拼接。
5.按权利要求1至4之任一项的方法，其特征为：在第一个工步中，在隆起板(6)的背向外覆板(4)的一侧上设置支柱(12)，以提高稳定性。
6.按权利要求1至5之任一项的方法，其特征为：所述隆起板(6)与外覆板(4)用真空袋法粘接。
7.按权利要求1至6之任一项的方法，其特征为：边缘型材(8，10)至少局部做成Z字形轮廓。
8.按权利要求1至7之任一项的方法制造的平面元件(2)。
9.按权利要求8的平面元件(2)，其特征为：所述隆起板(6)与外覆板(4)抗剪刚性地连接。
10.按权利要求9的平面元件(2)，其特征为：所述隆起板(6)的隆起按交叉的、水平和垂直分布的行列形成规则的平面布局。
11.按权利要求9的平面元件(2)，其特征为：所述隆起板(6)的隆起按交叉的、倾斜分布的行列形成规则的平面布局。
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