CN1489537A - 一种模块结构的轨道车辆车身 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块结构的用于轨道车辆的车身，该车身包括一地板模块(1)，一车顶模块(3)，每一个都形成单个的、自支撑的结构，两个端部结构(2)和侧壁。所述侧壁包括垂直元件，该垂直元件在上部连接到所述的车顶模块上，在下部连接到所述的地板模块上，并且在侧部连接到一邻接的垂直元件上或者连接到一端部结构上。所述垂直元件包括壁模块(6，7)和车门模块(8)。所述车门模块是自支撑的结构部件，该部件主要有助于车辆的截面强度，并且所述壁模块是薄的自支撑结构，其主要有助于车辆的纵向强度。所述车门模块和所述壁模块是所述侧壁的仅有的结构部件。所有的连接都是仅由冷连接的方法得到的。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于轨道车辆车身的模块概念，其中所有的模块都是结构。
背景技术
传统的轨道车辆常常具有一车身构造，该车身构造包括将纵向的、垂直的和横向的梁焊接在一起的承载框架。一扁平的外镶板或者波纹板材被焊接或者铆接到所述梁上。绝缘材料被置于梁之间并且被一内镶板覆盖。
这种传统的车身由于具有许多的缺点而被削弱：这种组件不可避免地是连续的，这就使得交付周期和装配时间变长。这种组件还有易于延迟的缺点，这是因为下一个操作要等到前一个操作结束了才开始。该过程的人机控制的条件和逻辑的条件是困难的。
在完成的车身中，焊接引入了审美上的和构造上的缺点。
因为材料的大部分组成了非结构的镶板和隔离使得车辆的重量大。
因为需要重的梁来支撑所述结构使得车壁厚。
许多列车制造者尝试通过引入模块车身来解决传统的轨道车辆中的问题。
US 5,797,646号专利描述了一种具有车顶和底盘的模块轨道车辆或者模块公路车辆，所述底盘具有包括框架的侧壁。所述框架是侧壁唯一的结构部件。框架可被镶板覆盖，或者可包括车窗或者车门。也有侧壁的非结构部件，该非结构部件包括镶板或者车窗。
这种构造的缺点是在正面碰撞的情况下，必须由结构部件承受非常高的力。如果侧壁的大部件是非结构的，那么整个载荷就必须由车顶和底盘元件承受。
文件EP 0605366A1显示了一环行系列的空心结构镶板的一种构造。每一结构镶板的纵向边缘是通过连续的焊接严格地连接到邻近镶板的相应的纵向边缘上。
以这种方式设计的现有技术车辆具有下面的缺点；在构造中焊接引入了结构上的和审美上的缺点；并且所述构造不允许高度的部件装配，这是因为在焊接操作之后必须安装电器配件、涂料、装饰、车窗和其它的设备。
发明内容
本发明的一个目的是得到一种具有薄壁以有大的内部空间的车身。所述壁应该是通过支柱，梁和框架不被间断的。较大的内部空间使得坐更多的人或者增加乘客的舒适性成为可能。
另一个目的是避免焊接以消除结构上的缺点和由于焊接而引入的不规则的表面。
另一个目的是使得生产时间和劳动有效。这可通过具有高度的部件装配而获得。
另一个目的是通过最小化无助于车辆强度的材料来降低车辆的重量。较低的重量引起几个积极的效果，例如降低燃料成本，减少车轮和车轴的碰撞，以及减少轨道的磨损。
本发明涉及一种用于轨道车辆的模块车身和制造所述车身的一种方法。所述车顶和地板是不相连的、一体的结构元件：车顶和地板模块，它们与垂直的结构元件一起形成一车体结构。所述垂直元件包括一车门，然后组成一车门模块或者一车窗，然后再组成一壁模块。
附加的元件在端部靠近所述结构形成山墙，司机的驾驶室，或者其它的端部结构。这些元件并不非常有助于车辆的纵向强度，但是主要地有助于车身的截面强度。所述端部结构对车身的完整性也是重要的。
所述壁模块主要有助于车辆的纵向强度。所述车门模块和端部结构象可能的以分隔壁的形式存在的内部加固物一样也主要有助于截面强度。当然所述地板和车顶模块都是纵向和横向坚固的。
加劲构件可被集成在车顶和地板模块上，在所述车顶和地板模块中，需要额外的强度，例如当连接到车门模块和转向架上时。所述加劲构件可是和芯材一样厚的钢梁。和所述车门模块的抗弯性一起的壁模块、车顶模块和地板模块的抗弯性与车顶和地板合作以形成一坚固的壳体，该壳体可在出轨的情况下有效地保护乘客。
所述壁模块在横穿该模块的长度上应该是均匀一致地薄，优选的是20-80mm厚。现今传统地构造的车身的最薄的厚度是72mm。取决于热绝缘和强度的需要，结构元件的壁可被制成具有20mm的厚度，但是大于30mm的壁厚是优选地易于在所述壁中装配车窗。
本发明的具有模块概念的更进一步的优点是壁模块和车门模块是可被单独地更换。如果一个模块有局部损坏，那么它可被移走并用一个相似的模块更换它。也可能在服务了一些年之后重新设计车辆以具有更多的车门或者一个不同的布局。
车窗可被粘合到所述壁模块中以有助于剪切强度或者它们可被内装配，在这种方式中仅有非常小的力被传递到玻璃上。
附图说明
图1是本发明一模块车身的分解视图。
图2是车门模块。
图3是用于截面载荷的具有一内部加固物的车身。
图4是构造在具有末端和内部加劲构件的夹层材料中的一壁模块。
具体实施方式
图1是根据本发明的较佳实施例的用于轨道车辆的一种模块车身。所述车身包括一车顶模块3和一地板模块1。所述车顶模块和地板模块是不相连的、一体的结构元件，它们与模块一起形成一车身结构。所述壁模块包括一车门，然后组成一车门模块8或者一车窗17，然后再组成一壁模块6，7。所述壁模块或者所述门模块包括一上翼板18，所述上翼板18在邻接模块后面的连接区域中突出以分配载荷。
如图1所示，所述模块可与内部加劲构件19一起安装。所述加劲构件可被置于车顶模块中和地板模块中以承受位于门模块或者上面的转向架之间的载荷。所述加劲构件也可被安装在车窗下面以支撑和易于安装车座。
附加的元件在端部靠近所述结构以形成山墙、联结方式、司机的驾驶室或者其它的端部结构2。
图2所示为一车门模块，所述车门模块包括一门框21和门叶22。所述门框主要被设计用来承受截面载荷。所述车门模块被完全地预装配，并与门叶，门操作机构23以及位于门叶和门框之间的密封一起被测试。所述模块可有涂料或者装饰。
所述壁模块在车身的组装之前与大多数所需的部件是预制的。所述壁模块在需要时可完全地装配有车窗，电器配件，加热设备，通风道和装饰镶板或者涂料。用于车座，支架和分隔壁的支撑结构也可被预装配。
所述地板模块可被完全地预装配并具有一浮式地板配置；一内部地板放置在阻尼装置上，其中内部地板配备有地毯。
在本发明的另一个实施例中，所述地板模块还包括底架和底架装置，例如敷设电缆，牵引装置，转换器，变压器，气胎系统等(未图示)。
所述车顶模块也可与电器配件，通风装置，例如空调设备、通风道和配风装置，内部和/或外部镶板，涂料的装饰或者涂层以及灯具一起预装配。支柱和扶手的固定也可被预装配。甚至缩放仪也可被包括在车顶模块中。
如图3所示，车身的一部分中有一内部加固物31。所述加固物主要被安装以有助于车辆的截面强度。所述加固物可被应用在十分长的在车门和山墙之间具有长的间隔的车辆中。当在车辆中需要一个分隔壁时，所述加固物可与分隔壁一致。
在本发明的一个实施例中，应用了一种夹层材料(如图4所示)，所述夹层材料具有一外部金属壳41，一绝缘芯42和一内壳43。所述的具有非常好的结构，声学效果的和隔离特性的夹层材料优选地可被用在壁模块的部件，车顶模块和地板模块中，但是也可应用在加固物或者端结构中。
末端44也可被包括在这种夹层材料中以保护所述芯和易于模块的连接。所述夹层的层优选地是用粘弹性胶连接，所述粘弹性胶具有减振特性，也具有好的粘接性能。所述胶还可是导电性的以用于接地的目的。
在另一个实施例中，一夹层材料还以金属外壳和一蜂窝状芯的方式被使用。
在另一个实施例中，还应用一种挤压铝型材。
位于车辆不同部件之间的连接是由冷加工方法制成的，优选地是用铆钉或螺钉，或者更优选地是用所谓的哈克钉TM，所述的哈克钉是一种槽状紧固装置，它通过被变形以形成一连接。所述模块的边缘是准备用来靠在邻接模块的边缘上的，并被用以容纳所述的连接装置。
所述连接还包括一密封装置以被安装用来承受车身中的一些振动，因此增加了结构阻尼。这样一种密封装置包括一股置于与所述连接装置相隔一定距离的连接处的粘弹性材料。
Claims (19)
1.一种模块结构的用于轨道车辆的车身包括一地板模块(1)，一车顶模块(3)，每一个都形成单个的、自支撑的结构，两个端部结构(2)和侧壁，所述侧壁包括垂直元件，所述垂直元件在上部连接到所述的车顶模块上，在下部连接到所述的地板模块上，并且在侧部连接到一邻接的垂直元件上或者连接到一端部结构上，其特征在于：所述垂直元件包括壁模块(6，7)和车门模块(8)，其中车门模块是自支撑的结构部件，该部件主要有助于车辆的截面强度，并且其中的壁模块是薄的自支撑结构，其主要有助于车辆的纵向强度，上述的车门模块和上述的壁模块是所述侧壁的仅有的结构部件，所有的连接都是仅由冷连接的方法得到的。
2.如权利要求1所述的车身，其特征在于：所述车门模块包括一具有车门操纵装置的结构门框，一安装在所述门框上的门叶和一位于上述的门叶和门框之间的密封装置。
3.如权利要求1或2所述的车身，其特征在于：所述壁模块包括至少一个安装有玻璃的部分(17)，并且具有所需的配件和装饰。
4.如前述的权利要求中任一项所述的车身，其特征在于：所述车顶模块(3)是预制的，并且具有所有的配件和装饰。
5.如前述的权利要求中任一项所述的车身，其特征在于：所述地板模块(1)包括一配备有地毯的内部地板。
6.如前述的权利中任一项要求所述的车身，其特征在于：所述地板模块包括一底架和底架装置。
7.如前述的权利要求中任一项所述的车身，其特征在于：所有的位于模块之间的连接都由铆钉或者螺钉，或优选地由哈克钉来紧固。
8.如权利要求7所述的车身，其特征在于：所述连接包括一粘弹性密封剂，所述粘弹性密封剂在所述连接中被间隔置于远离所述铆钉或者螺钉处，其中粘弹性密封剂在车身中被安装以有助于结构声音和振动的阻尼。
9.如前述的权利要求中任一项所述的车身，其特征在于：至少一个加固物(31)被置于在车身的内部上，其中加固物主要有助于车辆的截面强度，并且所述加固物与一分隔壁一致。
10.如前述的权利要求中任一项所述的车身，其特征在于：所述壁模块、车顶模块和/或地板模块包括具有一绝缘芯的钢外壳的夹层材料。
11.如前述的权利要求中任一项所述的车身，其特征在于：所述壁模块、车顶模块和/或地板模块包括具有一绝缘芯(42)和末端(44，45)的钢外壳(41，43)的夹层材料，其中所有的部件都由粘合剂连接，所述末端被安装以保护所述芯材和形成连接到邻接的模块、车窗或者端部结构上的连接。
12.如权利要求1-10中的任一项所述的车身，其特征在于：所述壁模块、车顶模块和/或地板模块包括具有一绝缘芯(42)和加劲构件(19)的钢外壳(41，43)的夹层材料。
13.如权利要求1-10中的任一项所述的车身，其特征在于：所述壁模块、车顶模块和/或地板模块包括一具有钢外壳和钢蜂窝状芯的夹层。
14.如权利要求1-10中的任一项所述的车身，其特征在于：所述壁模块、车顶模块、地板模块和/或加固物包括挤压铝型材。
15.如前述的权利要求中任一项所述的车身，其特征在于：至少一个所述壁模块或者所述车门模块包括一在邻接模块后面的连接区域中突出的上翼板(18)，其中所述翼板被安装以不间断地分配载荷。
16.一种用来制造用于轨道车辆的模块结构的车身的方法包括以下的步骤：
a)个别地预制一车顶模块，一地板模块，多个壁模块和多个车门模块，其中每一模块都是自支撑的，结构化的，单个的结构，
b)个别地预制两个端部结构，和
c)将所述门模块和所述壁模块在下部连接到所述的地板模块上，在上部连接到所述的车顶模块上，在侧部连接到邻接的壁模块，门模块或者端部结构上，所述结构仅用冷加工的方法。
17.如权利要求17所述的方法，其特征在于：所述地板模块和所述车顶模块都完全地配备有它们各自的配件。
18.如权利要求17或18所述的方法，其特征在于：所述门模块包括一门框，一门叶，一操纵装置和位于门框与门叶之间的一密封。
19.如权利要求17-19中的任一项所述的方法，其特征在于：所述壁模块包括至少一个安装有玻璃的部分(17)。
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