CN202966323U - 轨道车辆的车厢的外壁模块和车厢毛坯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轨道车辆的车厢的外壁模块和车厢毛坯结构。外壁模块（1）包括由金属板（10、11）接合而成的外金属板结构（3）和由骨架型材形成的骨架（4），金属板至少包括第一金属板（10）和第二金属板（11）。本实用新型建议，上翼缘型材（2）封闭外壁模块（1）的上棱边并且借助激光焊接对接地接合在至少第一和第二金属板（10、11）中的邻接的金属板上，而在侧壁面的外表面（18）上不产生材料突变，其中，上翼缘型材（2）包括一相对于侧壁面的外表面（18）朝向外壁模块的内面弯曲的型材区段（42），并且骨架（4）的骨架型材（5、5a、5b）以端侧的对接棱边（19、20、21）经由T形对接接口安装并且经由激光焊缝（13）材料锁合地固定到包括上翼缘型材（2）在内的侧壁面的内侧（17）上。

Description

轨道车辆的车厢的外壁模块和车厢毛坯结构

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆的车厢的外壁模块和车厢毛坯结构。 

背景技术

由现有技术已知用于轨道车辆的车厢，该车厢以所谓的“微分-结构方式”制成并且具有由不同的部件例如纵梁、横梁和支柱制成的骨架，该骨架设有外金属板结构，以便由此形成车厢的外壁。在现有技术中，车厢迄今构造成使得骨架包括承载的金属板元件，这些金属板元件形成一个扇形的骨架。在这些扇中装入金属板，这些金属板便与骨架的各个部件共同形成车厢的外壁。例如，在DE102008048083A1中描述了这样的车厢。在那里同样描述了金属板元件由至少两个具有不同金属板厚度或者说板厚的金属板部件制成。由此应当实现，可以减小在仅仅遭受较小载荷的区域内的金属板厚度并且由此可以节省重量和材料。 

金属板彼此间的或者还有骨架型材彼此间的或者骨架型材与外金属板结构的金属板的接合通常这样进行，即在待相互固定的部件的边缘区域上出现至少一部分面状的材料搭接部。这一方面导致在这些区域中出现材料加倍，该材料加倍在不使外壁的强度或刚度更高的情况下引起重量增加和材料用量提高。此外，这样的搭接面在裂纹腐蚀方面构成问题区域。此外例如参见JP2008238193A、JP2008087546A、WO2008/068796A1或WO2008/068808A1。那里描述的结构也分别展示出具有材料搭接的接合连接。 

由DE19521892C1已知一种面元件，该面元件以微分结构方式由至少一个盖板和多个与其固定连接的加固盖板的板条构成。该固定的连接部在盖板的穿孔处沿着在板条和盖板之间的线形接触面通过热力接合从盖板的背离板条的一侧建立。在这样的方法中缺点在于，盖板在该方法中被中断并且因此不利地在其外观特性和表面特性方面影响面元件的表面。此外，在板条和盖板之间仅仅能构成点状的连接部位。此外，在DE19521892C1 中规定，只要面元件集成到车厢中，面元件就在棱边处以搭接连接、优选铆接连接与承载的部件相连接。 

由WO2009/09462A1已知一种用于轨道车辆的车厢，该车厢由多个构件组成。在那里规定，至少一个构件具有箱形的结构，该结构由通过插塞连接相连接的壁组成。这些插塞连接可以通过焊接点紧固。 

由DE102006038058A1已知一种用于制造模块化构造的钢制车厢的方法。该方法包括以下步骤： 

a）为钢制车厢提供预定的底架， 

b）提供一定数量的第一基本元件，这些第一基本元件分别以带有隆起支柱的盖板的形式存在， 

c）将相应适合数量的盖板接合，以制造车厢的侧壁、顶部和端壁， 

d）在侧壁、顶部和端壁中切出所需的开口， 

e）使侧壁和顶部变形成所希望的几何结构， 

f）提供一定数量的第二基本元件，这些第二基本元件以框（Spanten）的形式存在， 

g）将这些框切成所希望的长度， 

h）使框变形成车厢横截面的所希望的形状， 

i）将框在定位装置中定位在钢制车厢的底架上， 

j）将侧壁焊接到底架和框上， 

k）将顶部焊接到车厢结构上， 

l）将端壁焊接在车厢结构和底架上， 

m）提供一定数量的第三基本元件，这些第三基本元件以用于制造框架的金属板的形式存在， 

n）制造框架，这些框架的尺寸匹配于在步骤d）中制造的开口， 

o）将在步骤n）中制造的框架焊接在开口中和端壁上。外壁在这里由材料厚度一致的金属板制成并且在金属板接合在一起之后插入开口和切口中。 

由DE19916287A1已知一种用于装饰轨道车辆车厢的面式的结构元件及其制造方法。在制成的壁中的留空（例如窗口或门口）的角部区域内，在制出留空之前产生材料缺口，将强度相对于其余结构元件提高的结构元 件插入该材料缺口中，这些结构元件共同形成面状的结构元件。因此在制出留空之前，在已经接合的壁中制出缺口，将强度提高的结构元件插入这些缺口中，这些结构元件持久保留在面状结构元件中。强度提高的结构元件设置成与持久保留的缺口的矩形角部邻接。 

发明内容

本发明的目的在于，创造一种车厢毛坯结构以及用于轨道车辆车厢毛坯结构的外壁模块，其在生产技术上能简单地制造或能简单地实施并且能实现个性化的车厢设计，尤其是对于具有大的内部空间舒适性的、伸长的高速轨道车辆车厢。 

建议一种用于轨道车辆的车厢的外壁模块，该外壁模块包括： 

-构造成自承重的推拉区域模块的外金属板结构， 

-该外金属板结构由特性不同的面状构造的金属板接合而成，其中， 

-金属板分别对接地以其各自的横向于各个金属板的面状延展定向的端侧彼此邻接并且 

-经由连续的激光焊缝以这样的方式接合在一起，即各个金属板在推拉区域模块的外侧上形成无偏移的外表面， 

-特性不同的金属板至少包括第一金属板和第二金属板， 

-第二金属板相应地具有比第一金属板更大的抵抗能力、特别是强度和/或更大的材料厚度，并且 

-第二金属板形成外金属板结构的在轨道车辆运行中在用外壁模块制成的车厢中出现提高的应力的区域， 

-其中，通过外金属板结构形成的侧壁面在上棱边通过上翼缘型材封闭，该上翼缘型材对接地接合在外金属板结构的相应邻接接合在一起的金属板的端侧上，而在外表面上在激光焊缝的区域内不出现偏移，其中上翼缘型材包括一相对于侧壁面的外表面朝向外壁模块的内侧弯曲的型材区段，和 

-由骨架型材形成的骨架， 

-其中，骨架型材以端侧的对接棱边经由T形对接接口邻接于外金属板结构的内侧，并且 

-经由激光焊缝固定。 

不仅外金属板结构的面状延展的金属板（它们分别横向于面状延展具有几乎恒定材料厚度）相互间，而且在形成外金属板结构的金属板上的骨架型材分别仅仅经由端侧、即那些具有尽可能小的接触面的侧面相互连接。因此避免了材料加倍。由此总体上可以明显降低轨道车辆车厢的外壁模块的或由一个或多个所述模块形成的外壁的易腐蚀性。上翼缘型材插入外壁模块中作为水平延伸的上棱边的末端提供多个优点。一方面，经由借助激光焊接的对接接合创造一种无应力且翘曲小的连接，该连接提供无偏移的外表面。通过设置一朝向侧壁面的或外壁模块的内面相对于外表面弯曲的型材区段，也可以的是，分区段地在车厢中实现不同的盖元件以实现不同的顶部形状。顶部设计的大的灵活性得以实现。 

通过一种建议的方法获得用于轨道车辆车厢的外壁模块，该方法包括以下步骤：将具有不同特性、特别是材料厚度的面状构造的金属板相互接合成一个构造成自承重的推拉区域模块的外金属板结构，其中金属板分别对接地以其各自的横向于各个金属板的面状延展定向的端侧彼此邻接并且经由连续的激光焊缝以这样的方式接合在一起，即各个金属板在推拉区域模块的外侧上形成无偏移的外表面，其中所述的各个金属板至少包括特性不同、特别是材料厚度不同的第一金属板和第二金属板，第二金属板相应地具有比第一金属板更大的抵抗能力、特别是强度和/或更大的材料厚度，第二金属板插入外金属板结构的在轨道车辆运行中在由外壁模块或用外壁制成的车厢中出现提高的应力的区域中，并且由骨架型材制造骨架，其中骨架型材以端侧的对接棱边经由T形对接接口邻接于外金属板结构内侧并且经由激光焊缝固定在外金属板结构上，其中规定一弯曲的上翼缘型材接合到外金属板结构上并且上翼缘型材封闭外壁模块的上棱边并且借助激光焊接对接地接合在材料特性不同的至少第一和第二金属板中的邻接的金属板上，而在侧壁面的外表面上不产生材料突变，其中，上翼缘型材包括一相对于侧壁面的外表面朝向外壁模块的内面弯曲的型材区段。 

本发明提供这样的优点，即产生这样的外壁结构，该外壁结构在那些出现提高的应力载荷的区域内具有足够的抵抗能力或材料厚度，在另外的但出现较小应力载荷的区域内也使用抵抗能力或材料厚度较小的金属板。 由此创造出重量减轻的和/或在使用更经济的材料的情况下制成的外壁，但所述外壁在其结构承载力方面不受影响。在生产过程中已经创造出一种外表面结构，该外表面结构在施加外漆之前仅需要略微地或者甚至不需要附加地加工。此外避免了面状的材料加倍，该材料加倍否则对于裂纹腐蚀具有高的易发性。此外，这样的结构允许将出现提高的应力的区域保持没有这样的接缝。 

这里将由金属制成的轧制产品看作是面状延展的金属板，这些轧制产品横向于面状延伸长度具有基本上相同的材料厚度。金属板因此具有至少局部彼此基本上平面平行地定向的表面。垂直于或横向于这些面构成的侧面在这里称为端面并且用于将各个金属板彼此接合。特别是比应当与其接合在一起的那个金属板具有更大材料厚度的第二金属板的倒角在边缘区域内可以是有利的，以便在完成接合的外金属板结构内优化力流。在这里，被倒角的一侧面向外金属板结构的内侧。 

为了获得外金属板结构的尽可能没有干扰的外表面以及在优化的加工技术的意义上，将面状构成的金属板彼此接合的激光焊缝优选从外金属板结构的或推拉区域模块的内侧构造。 

外金属板结构的第二金属板设置在或形成这样一些区域内，在这些区域中或上构造功能开口棱边、特别是功能开口角部例如窗口角部和/或门口角部。 

由于没有产生具有材料加倍的面，所以用于车厢的这样的外壁模块或这样的外壁也可以由否则具有非如此高的耐腐蚀性的材料制造。因此例如非必需的是，所有金属板由不锈钢、亦即高合金钢制成。而是在一种优选的实施方式中规定，至少第一金属板、优选附加地还有骨架的金属板型材并且最优选地附加地还有骨架的金属板型材和第二金属板由非高合金钢制成。 

材料厚度不同的各个面状延展的金属板优选借助精确方法裁剪。这优选经由激光切割方法实现。由此可能的是，这样制造各个金属板，使得彼此对接的棱边最佳地彼此接合。各个金属板不必一定是扁平的，而是也可以具有隆起或弯折。 

为了能建立骨架型材的对接棱边与外金属板结构的优化的连接，将型 材的对接棱边裁剪成使得它们最佳地匹配于外金属板结构的内侧的结构。这意味着，骨架型材的对接棱边借助激光切割方法裁剪成使得对接棱边获得或者说具有切槽，所述切槽适配于在外金属板结构内侧上由于外金属板结构的金属板的不同的材料厚度而产生的偏移。此外，对接棱边当然也匹配于外金属板结构的必要时存在的隆起或弯曲。由此创造了这样的可能性来将骨架型材经由连续的激光焊缝、优选I形焊缝与外金属板结构连接。通常，焊接相应地这样实施，即该焊接不完全熔化或穿透外金属板结构。T形对接接口在另一种实施方式中也可以设有一个激光角焊缝或两个激光角焊缝。 

将骨架型材接合或固定在外金属板结构的内侧或侧壁面的内侧或外壁模块的内侧上相应地总是应当理解成，骨架型材也在其邻接于上翼缘型材的那些地方与该上翼缘型材连接，也就是说，接合到其内侧上。在这里接合这样实现，即骨架型材相应地仅以一个端侧对接到上翼缘型材上并且借助激光焊接材料锁合地与上翼缘型材连接。因为通常首先将上翼缘型材与至少第一和/或第二金属板材料锁合地连接，所以骨架型材的端面的接合可以借助必要时双侧的连续的焊缝构造，这些侧面一方面对接到第一和/或第二金属板上并且另一方面对接到上翼缘型材上。材料锁合的连接借助激光焊接构造，而不穿透金属板之一或上翼缘型材。 

按照本发明制造的轨道车辆车厢包括一个侧壁，该侧壁由一个或多个外壁模块制成，其中侧壁-外金属板结构构造成一体地自承载的、带有集成的上翼缘型材的推拉区域模块，必要时多个外壁模块以这样的方式彼此接合，即不同外壁模块的形成外金属板结构的金属板同样与端侧对接地经由激光焊缝接合在一起，从而侧壁-外金属板结构构造成没有偏移的外表面。 

在一些实施方式中，首先由多个外壁模块以这样的方式生产一个侧壁区段，在该侧壁区段中彼此邻接的外壁模块的在制成的车厢中竖直地或者几乎竖直地延伸的侧棱边对接地彼此接合并且形成一个中间的侧壁区段。由此可以几乎无应力地将用于车厢的模块化伸长的侧壁接合在一起。 

在一些实施方式中，类似构造的另外的作为侧壁末端安装在底架端部上的外壁模块通过公差补偿对接与中间的侧壁区段连接。外金属板结构在这些实施方式中在车厢的每一侧上便具有一个或两个接合部，在所述接合 部上实施公差补偿，以便整个侧壁的长度匹配于预制的底架的长度。形成侧壁末端的外壁模块也称为外壁端部模块。 

原则上可能的是，该接合借助分开裁剪的金属板实施，这些金属板对接地插入形成相应的侧壁末端的外壁模块与一个中间的侧壁区段之间并且无偏移地借助激光焊接插入。 

在形成侧壁末端的外壁模块上设置具有公差补偿的接合部位因此能使侧壁的长度匹配于底架的长度。此外，形成侧壁末端的外壁模块通常包括一个门切口，如果在侧壁中设有一个门的话。在外壁模块和底架中的门切口的跨越结构组件的匹配可以在设置具有公差补偿的接合部的情况下同样较容易地实现。 

为了总体上在一个长度和乘员和/或装载容量预定的、由多个车接合而成的车联合体中需要尽可能较小数量的车，值得期待的是，可以生产尽可能长的车以及因此车厢。为了能实现这一点并且补偿车厢在转向架之间“弯垂到理论零点位置以下”，在一种优选的实施方式中底架沿着其纵向方向借助凸出部制造和/或提供，并且外壁模块制造成梯形的，从而在外壁模块相互接合成侧壁区段时，该侧壁区段制造成带有基本上与底架的凸出部相匹配的凸出部或超出部。优选标准化的外壁模块因此制造成带有梯形的侧面。 

为了能将任意的顶部段或顶部元件、还有横截面形状（例如扁平或圆形）不同的顶部元件以沿着底架或车厢的纵向方向的可变分型安装到由外壁模块形成的侧壁上，优选至少形成中间的侧壁区段所用的外壁模块都具有同一侧壁高度。这里，在外壁模块的在安装状态下水平或几乎水平定向的棱边之间的距离被看作是高度。 

如果外壁模块构造成带有梯形的侧面，则产生一个中间的侧壁区段，该中间的侧壁区段在下棱边（和在上棱边）具有多角形的区段。这构成凸出部或超出部。因为顶部元件的刚度相对于侧壁元件和特别是上翼缘型材减小，所以顶部元件在任意位置处沿着纵向延伸方向匹配于凸出部或超出部。 

侧壁或外壁模块的高的稳定性以这样的方式实现，即，设有上翼缘型材的侧壁面构造成自承载的推拉区域并且到带有上翼缘型材的（外金属板结构）的侧壁面的内侧上，横向于上翼缘型材的水平的纵向延伸方向定向 的连续的竖直的骨架型材作为支柱以其端侧经由T形对接接口借助激光焊接与侧壁面的内侧连接。在应力特别高的车厢中，例如用于在运行中出现空气动力学交变载荷的高速列车，T形对接接口优选双侧地并且优选连续地借助激光焊接固定在外金属板结构的内面上。仅仅借助激光焊接可以实现T形对接接口，所述T形对接接口的接缝横截面不大于在计算上必需的接缝横截面。用作支柱的、跨越壁模块的整个竖直延展尺寸的骨架型材优选与用于窗、门或类似物的留空相邻地布置。 

在一种优选的实施方式中，在底架上和在顶部元件中接合或构成骨架型材，所述骨架型材在侧壁区段或外壁模块与底架接合在一起时并且盖元件与外壁模块的或由外壁模块接合而成的侧壁区段的支柱接合时相应地接合成环绕构造的环形框。因此在制成的车厢中构成环绕的环形框，所述环形框赋予车厢高的稳定性。 

优选地，将在用作支柱的竖直的骨架型材、作为桁条的水平的骨架型材和不连续地跨越外壁模块的整个竖直延展尺寸的作为局部的骨架加强件的骨架型材借助激光焊接接合在侧壁面的内面上。在这里，各骨架型材分别以端侧经由T形对接接口接合。这些骨架型材可以优选至少在盲区区域内比竖直的支柱具有更小的垂直于外金属板结构内面的结构高度，以便为通风通道和/或空调通道创造出空间。这些骨架型材可以具有用于安装管道的缺口。与车的尽可能长的构型同时追求尽可能小的壁厚，以便在内部为舒适的内部空间设计获得尽可能多的结构空间。 

此外，当侧壁金属板由钢制成时，实现垂直于侧壁的面状延伸的小的结构高度。 

除了材料特性不同的、特别是材料厚度不同的被裁剪的、依据应力选择的金属板外，也依据应力选择并且接合骨架型材。 

为了能实现将骨架型材尽可能无应力地接合到外金属板结构的内侧上，这些接合借助激光焊接实施。骨架型材彼此间水平并且竖直地优选借助电弧焊接相互连接，因为在这里对接合缝桥接提出较高的要求。在这里，较大的热量加入不显著，因为不涉及与金属板结构的连接。 

优选地，竖直延伸的骨架型材的支柱底脚构造成具有扩宽/增大的型材横截面，以便获得环形框的力流适合的设计。 

特别经济的并且节省工作步骤的生产规定，将外壁模块的金属板被裁剪并且彼此接合成使得在将金属板相互接合时在外壁模块中产生对于窗和门所需的留空。应力特别高的区域，例如邻接于窗留空或门留空的角部，通过较大强度的、例如较大材料厚度的金属板构成，其余区域通过较小强度的、例如较小材料厚度的金属板构成。在应力特别高的区域内，在如此制造的外金属板结构中不出现接合缝。因此可以制造稳定的、但仍具有轻的并且尽可能小的材料厚度和结构高度的侧壁。 

在将外壁模块相互接合时，优选首先将外金属板结构借助I形对接接口、亦即经由金属板和上翼缘型材的对接的端面相连接，使得产生无偏移的外表面。接着将其它的骨架型材借助激光焊接固定在外金属板结构和必要时上翼缘型材的内面上，其中，水平延伸的桁条延伸超出外金属板的对接接缝。然后优选借助电弧焊建立与其它的已经集成到结合在一起的外壁模块中的骨架型材的连接。 

对于插入骨架型材有利的是，在接合之前优选借助激光切割将借助T形对接接口接合在外金属板结构和/或上翼缘型材的内面上的端棱切开或切割成，使得端棱匹配于由于不同金属板的不同材料厚度而在内面上出现的材料偏移和/或匹配于上翼缘型材的形状。如果侧壁制造成在侧壁面的水平走向中具有弯曲部，则竖直的骨架型材同样必须匹配于该弯曲部。如果车厢的基本横截面沿着底架的纵向方向在端侧渐缩，则相应的匹配也可以对于水平延伸的骨架型材区段也可能是必需的或有利的。 

基本上承担对于外壁的加固功能的骨架优选构造成，使得沿着在车厢侧壁中竖直延伸的第一方向定向的骨架型材除了用于功能开口的中断部之外一体体插入骨架中。骨架的横向于此延伸的水平定向的型材则相应地被竖直定向的型材中断。在一种实施方式中，仅仅沿着水平定向的功能开口构成平行于功能开口延伸的水平的型材，使得它们跨越仅仅被功能开口中断的竖直延伸的型材中的多个。为了改善加固，骨架型材彼此间优选相互连接。 

可能的是，骨架的型材单独夹紧到并且接合到外金属板结构上。但可被证明有利的是，将多个单个型材在一个单独的装置中预接合，然后将它们作为预制的结构组件放置到外金属板结构上。 

在接合过程期间，形成外壁模块的外金属板结构的各个金属板优选置入辅助支架或支承模具中并且为了接合过程而保持在那里。 

为了接着将骨架固定在其上或者构建在其上，在一些实施方式中规定，个别金属板、特别是第二金属板设有凹部，这些凹部不是在整个材料厚度上延伸。因此外表面保持未被损坏。这些凹部可以例如以凹槽、刻槽或缝隙的形式制出，可以用于将骨架型材的对接棱边定位到这里并且因此便于骨架型材与外金属板结构的连接 

与上面描述的工作方式不同，也可以将骨架部件固定在外金属板结构的各个金属板上，然后完整地制成外壁模块的外金属板结构。已经部分地描述了本发明的优点和改进方案。此外，由对本发明各个实施方式的描述得出其它构型和优点。 

附图说明

参照附图描述本发明的实施例和其它特征。附图中的各个图： 

图1示出外壁模块的示意图； 

图2示出按照图1的外壁模块的外金属板结构的示意图； 

图2a是合成图2的一个放大部分； 

图3示出带有按照图1的外壁模块的接合在内侧上的连续的竖直的骨架型材的外金属板结构的示意图； 

图4示出按照图1的外壁模块的一个局部的示意图，用以图解说明水平延伸的骨架型材在盲区中的构成； 

图4a示出图4的一个放大部分； 

图5示出竖直的骨架型材的下终端及其在底架上的安装的示意图； 

图6a示出扁平的顶部段在通过上翼缘型材形成的上翼缘上安装的示意图； 

图6b示出倒圆的桶形的顶部段在通过上翼缘型材形成的上翼缘上安装的示意图； 

图7示出轨道车辆-车厢的一个完整外壁的示意图，带有通过上翼缘型材形成的上翼缘； 

图8示出在带有长度公差补偿的车辆凹缩（Wageneinzug）上的外壁模 块的示意性俯视图；以及 

图9a至9c用于将骨架型材固定在外金属板结构上的不同焊缝。 

具体实施方式

在图1中示意示出一个外壁模块1。该外壁模块包括一个外金属板结构3，该外金属板结构在上端部通过一水平延伸的上翼缘型材2封闭。外壁模块1的外金属板结构3由一些金属板以及上翼缘型材2制成，这些金属板至少包括强度特性不同的第一金属板10和第二金属板11。在图1中示出该外金属板结构的内侧17，在该内侧上固定有由骨架型材5构成的骨架4。外金属板结构3在外侧18（在图纸平面的下方）上形成光滑的外表面，在该外金属板结构中构造有窗口7形式的功能开口或者留空。第一金属板10和第二金属板11在所示的实施方式中具有不同的材料厚度。带有上翼缘型材2的外金属板结构3构造成自承重的推拉区域。骨架4主要用于加固该推拉区域并且用于形成侧壁的弯曲刚度。 

按照图1的外壁模块1的骨架包括：沿着第一方向、在这里竖直方向定向的骨架型材5a，这些骨架型材构造成支柱51；和沿着横向于第一方向定向的第二方向延伸的骨架型材5b，这些骨架型材构造成桁条52。沿着第一方向定向的骨架型材5a尽可能构造成一体的并且仅仅在外壁模块的功能开口处中断，而平行于第二方向定向的骨架型材5b分别通过竖直定向的骨架型材5a“中断”。这意味着，水平定向的骨架型材设置在竖直定向的骨架型材5a之间。仅仅沿着窗口7的水平延伸的棱边，各有一个骨架型材5b’跨越多个竖直延伸的在功能开口处中断的骨架型材5a’。 

在图2中示意示出按照图1的外壁模块1的外金属板结构。能良好地看到第一材料厚度的第一金属板10和第二金属板11以及上翼缘型材2，第二金属板垂直于其扁平的延伸方向比第一金属板10分别具有更大材料厚度。第一金属板10和第二金属板11的扁平的延伸方向分别在图纸平面内延伸。材料厚度因此垂直于图纸平面定向。能看到，第二金属板11设置在外金属板结构3的在轨道车辆车厢运行时出现特别高应力的区域中。这例如是外金属板结构3的邻接于窗角和门角的区域。 

第二金属板可以具有不同的材料厚度。第一金属板和第二金属板的材 料厚度选择成匹配于这些金属板接合到其中的相应区域的相应的应力要求。但第二金属板都具有比第一金属板更大的材料厚度。 

将各个金属板10、11在接合之前精确地裁剪，从而在彼此接合时用作功能开口6的留空在外金属板结构3中近似自动地得到。这样的将已经配合精确地裁剪的金属板彼此接合的制造方法也称为特制型坯材方法。 

这些第一金属板10彼此间以及与第二金属板11分别经由激光焊缝13相互连接，在这些激光焊缝处各个金属板10彼此对接。激光焊缝优选从内侧17构造，外金属板结构在图中从该内侧示出。还有上翼缘型材2以及邻接的金属板10或者在其它实施方式中邻接的金属板如此地、特别是形状配合且尺寸配合地预制，使得它们以彼此对接并且经由激光焊缝13相互连接。在这里，材料厚度不同的金属板10、11以及上翼缘型材2分别设置成，使得外表面18构成无偏移的面。而内侧17在材料厚度不同的金属板10、11之间的过渡部上并且必要时相对于上翼缘型材具有偏移。在图2中能良好地看出，在出现提高的应力的那些区域中必须没有构成焊缝。由此在材料用量较小的情况下实现外壁的较高的强度。 

在所示的实施方式中，上翼缘型材2构造成多次弯曲的敞开型材。在其它实施方式中也可以使用具有封闭横截面的型材。在这种情况下也形成借助激光焊接制造的接合连接，该接合连接形成无偏移的外表面。 

如在放大的局部中能良好地看出，上翼缘型材2具有一型材边41，该型材边延续在其它方面由金属板10、11接合成的外金属板结构3。另外，上翼缘型材具有一型材区段42，该型材区段朝向内侧17相对于由金属板10、11形成的侧壁面或外表面18弯曲。型材区段42的上侧43形成用于顶部段（未示出）的第一支承面44。在型材区段42的背离外侧18的端部45上，该型材区段具有加倍的弯曲部，从而为其它顶部段（未示出）构成一个基本上水平延伸的第二支承面46。型材区段42构造成使得顶部形状不同的顶部段都能安装到同一个上翼缘型材2上。 

在图3中示意地示出外壁模块1的外金属板结构3连同接合在内侧17上的连续的、跨越外壁模块的整个竖直延展尺寸的、构造成支柱51的骨架型材5。支柱51与功能开口6的竖直延伸的边缘相邻地设置。骨架型材以其端侧借助激光焊接经由T形对接接口接合在金属板结构的内侧17上（该 金属板结构包括第一金属板10、第二金属板11和上翼缘型材2）。在这里构成材料锁合的连接。由此在接合时出现最小的应力。优选地，焊接接缝在双侧实施。焊接从内侧17实施并且在各种情况下避免外金属板结构的焊透。连续的焊缝能实现最佳的不中断的力传递。 

在图4中示出根据图1的外壁模块1的盲区区域的一个局部。除了竖直的支柱51之外，水平延伸的骨架型材以及不连续的竖直的骨架型材固定在外金属板结构3的内侧17上。骨架型材由此形成一个骨架4。能良好地看出，构造成桁条52的水平的骨架型材比竖直的支柱51具有更小的结构高度，以便为空调通道创造空间。此外，桁条52具有用于管道和电缆的缺口53。 

骨架型材优选构造成开放的金属板型材。优选使用L型材、T型材、Z型材或U型材。将这些型材这样插入骨架中，使得仅仅型材的“端棱”邻接于外金属板结构，骨架为了加固外金属板结构被安装在外金属板结构上。这就是说，用作骨架型材的对接棱边以将这些骨架型材与外金属板结构连接的并且邻接于外金属板结构的侧面基本上仅仅具有与金属板的材料厚度相等的宽度，由该材料厚度制成相应的型材。由此可以实现，不出现与外金属板结构邻接的面状的材料加倍，这会引起裂纹腐蚀的腐蚀倾向。 

骨架型材部件相互间以及非一体地制造的骨架型材部件优选借助电弧焊彼此接合，以便满足缝隙桥接要求。 

骨架型材的端棱优选借助激光切割裁剪成，使得这些端棱具有切槽部22，这些切槽部匹配于金属板的不同的材料厚度，这些金属板在内侧17在接合部位处形成偏移。同样，端棱匹配于外金属板结构3的必要时存在的弯曲部。因此在接合时在相应的骨架型材和外金属板结构的内侧之间不出现或者仅出现最小的接合缝隙。 

在图4中示例地示出在两个窗口之间的盲区的一个局部。与角部区域28邻接地，外金属板结构分别借助第二金属板11构成，该第二金属板的垂直于面状延伸的材料厚度15比第一金属板10的同样垂直于其面状延伸的材料厚度16大。第一金属板10和第二金属板11经由从外金属板结构3的内侧17构造的激光焊缝连接。在这里，第一金属板10和第二金属板11分别以其端侧彼此对接。外金属板结构3的外表面18构造成无偏移的。而在 内侧17上在从第一金属板10向第二金属板11的过渡部处产生偏移24。 

为了加固外金属板结构3，该外金属板结构与一骨架4连接。在所示的局部中，骨架包括竖直连续地延伸的、构造成支柱51的骨架型材5a以及水平延伸的构造成桁条52的骨架型材5b，水平的骨架型材5b被竖直延伸的骨架型材5a中断。骨架型材5a、5b分别构造成L型材并且以端侧的对接棱边19、20、21分别以T形对接接口对接到外金属板结构上。可看出，水平延伸的骨架型材5b的对接棱边21例如在这样的区域23内具有切槽部22，对接棱边21利用该区域对接到第二金属板11上，该第二金属板具有比第一金属板10大的材料厚度15。第一金属板10的材料厚度用附图标记16标出。对接棱边19、20、21与外金属板结构3、亦即第一金属板10或第二金属板11的T形对接接口可以按不同的方式构造。这例如在图9a至9c中示出。 

在图9a中示出的方案构成所谓的I形接缝30。在图9b中示出T形对接接口的单侧的角焊缝31，而在图9c中示出T形对接接口的双侧的角焊缝32。接缝可以分别在不供给接缝材料或者供给接缝材料的情况下构造并且优选构造成连续的激光焊缝。 

此外在图4中，附加的骨架元件25为了加固角部而插入水平地在窗口7下方延伸的骨架型材5b与竖直延伸的骨架型材5a之间。由此实现对骨架4的以及间接地对外金属板结构3的更好的加固。要强调的是，附加地插入的骨架元件25也仅仅以端面作为对接棱边撞到外金属板结构上，所述对接棱边可以经由焊接接缝与外金属板结构材料锁合地连接。不产生面状的材料加倍。 

不仅竖直和水平的骨架型材部件相互间、而且多件式制造的骨架型材部件优选构造成使得一个型材端侧撞到一个型材面上或者两个型材端侧相互碰撞，从而在骨架中也不出现面状的材料加倍。优选地，这些接合部位同样借助激光焊接或者在需要缝隙桥接要求的情况下借助电弧焊构成。 

骨架型材5、5a、5b材料锁合地接合到至少第一和第二金属板10、11以及上翼缘型材2上（见图1），而不穿透至少第一和第二金属板10、11之一或上翼缘型材11。 

在图4a中放大地示出图4的局部。示出第二金属板11，其邻接窗口7 的下角部区域28插入到外金属板结构3中。第二金属板11插入到第一金属板10中。在激光焊缝13处在内测17上出现偏移24。相应地，骨架型材5a、5b在对接棱边19、20、21上分别具有在区域23中的切槽部22，在其上对接棱边“遇上”偏移24。如果第二金属板11在棱边26（偏移出现在该棱边上）处设有倒角，那么切槽部22优选与倒角相应匹配地构成。 

在图5中示出一个竖直的骨架型材的、特别是构造成支柱51的骨架型材的下部末端。该骨架型材的支柱底脚具有相对于其余型材增大的横截面。这是有利的，以在与底架60或固定在其上的骨架型材61的连接部位处获得良好的力流。通过构造在底架60中的骨架型材61和外壁模块1的立柱以及在顶部段（未示出）中的相应的骨架型材由此能够构成横向于车厢的纵轴线定向的环形框。 

在图6a中示意示出扁平顶部段71在上翼缘型材2上的支承。扁平顶部段71在这里支承在第二支承面46和第一支承面44的端部区段47上。 

在图6b中示意示出一个圆的、桶形的顶部段72在上翼缘型材2上的支承。在该实施方式中，在上翼缘型材2的弯曲的型材区段42的上侧43上在第一支承面44上发生支承。 

发生这样的情况，即适当选择的上翼缘型材开启了这样的可能性，即不同的顶部段也能在同一个车厢中与侧壁模块分型无关地支承并固定在通过上翼缘型材形成的上翼缘上。 

然后将优选标准化制成的外壁模块1接合成一个侧壁91或至少一个优选中间的侧壁区段81，如在图7中所示。在这里，外金属板结构的端面包括上翼缘型材的端面在内对接地借助激光焊接在不搭接的情况下接合在一起。接合如此实现，使得产生无偏移的外表面。内侧17a可以具有偏移或突变。 

各个侧壁或外壁模块1在一种优选的实施方式中为长车厢的侧壁相应地构造成略微梯形的。下棱边82比上翼缘型材2在其上侧43的上棱边83短。在接合侧壁时，人们因此得到略微弯曲的外壁或中间的侧壁区段81，其具有超出部或凸出部。这在图7中示意示出。所有外壁模块1具有同一侧壁高度96。 

外壁模块1优选设计成使得它们优选在两个竖直延伸的侧棱边84、85 （见图1）处以盲区区域结束。在接合外壁模块1时，侧棱边84、85在侧壁的盲区区域内形成连续的几乎竖直延伸的对接接口。因此在接合外壁模块1时仅仅存在一个对接接缝，该对接接缝可以连续地焊接。在以形成无偏移的外表面18a的方式结合外壁模块之后，在内侧17a上焊接上另外的覆盖焊缝13的水平的骨架型材5b并将其与骨架4的其余骨架型材连接。接合到内侧上借助激光焊接T形对接接口实现，骨架型材相互间的连接优选借助电弧焊实现。 

在图7所示的侧壁91中，由标准化外壁模块接合而成的中间的侧壁区段81具有弧形的超出部。这以多边形线条的形式构成，该多边形线条由侧壁区段的下棱边或上棱边或者上翼缘型材的上侧形成。超出部或凸出部匹配于所属的底架并且应当补偿“弯垂到车厢下方”。 

在图7所示的侧壁91中，在两个端部92、93接合带有门口8形式的留空的外壁端部模块1。在其它方面按照与其余的标准化外壁模块1相同的方法原理制造的这些称为侧壁端部模块94的外壁模块1的接合经由带有公差补偿的接合部95实现，以便特别是便于或者能实现长度匹配于相应的预制的底架和必要时在那里构成的门切口。在这里，可以将特定制成的金属板以其端侧对接地插入到侧壁端部模块94和中间的侧壁区段81之间。同样，允许接合公差的其它焊接也是可能的，但这些其它焊接通常使得必需修整外表面，以便这里在接合部的区域内重新制造出无偏移性。 

如由图8可看出，车厢基本轮廓通常在车端部处渐缩，即向着侧壁91的端部92、93渐缩。在图8中示意示出这样的横截面凹缩的俯视图。在带有窗口8的用作侧壁端部模块94的外壁端部模块1和中间的侧壁区段81重新示出具有长度公差补偿的接合部位95。在侧壁91的端部92上的侧壁端部模块94的外金属板结构3与车厢中间轴线97之间的第一距离98小于中间的侧壁区段81的面向侧壁91的端部92的后一外壁模块1的外金属板结构3与车厢中间轴线之间的第二距离99。 

对于本领域技术人员来说，第二金属板在外金属板结构内部的精确形状和布置与车厢外壁的相应的静态要求有关，这些第二金属板应当插入该车厢中。 

这里示例地对于侧外壁描述了本发明。但本发明同样也可以用于设置 在车厢顶部区域内的外壁或外壁模块。在一种可能的实施方式中，外金属板结构焊接在其中一个侧壁的构造成上翼缘的上翼缘型材和相对的另一侧壁的上翼缘型材之间。 

此外，按照本发明的外壁也可以是车厢的端外壁（或其一部分），其中端外壁可以是通到其它车箱或者驾驶室中的通道模块。 

此外，本发明应当理解成，代替材料厚度与第一金属板不同的第二金属板，也可以使用材料厚度与第一金属板相同、但物理材料特性（如变形强度）与第一金属板不同的第二金属板。同样可以使用这样的第二金属板，该第二金属板既具有与第一金属板不同的材料厚度、也具有与第一金属板不同的物理材料特性。一个重要的优点便可能在于，骨架型材的对接棱边在第一金属板到第二金属板的过渡部处不需要或者仅需要略微地切槽，因为不必克服或者仅需克服很小的偏移。易于理解的是，也可以使用具有多于两种材料厚度或强度的金属板。 

在附图中示例性地示出略微拱形的外壁或外壁模块，而本发明无疑也可以应用到平的或弯折的外壁或外壁模块上。 

已经表明，利用这里所描述的“单壳的”钢制微分结构方式能制造“超长的”并且相对“薄壁的”车厢，所述车厢尽管相对于迄今常见的车厢长度具有减小的外宽度、但仍能确保对于乘客舒适性重要的足够的内部空间宽度，所述减小的外宽度有义务满足在所有运行条件下必须保持标准化的车辆边界型材的要求。 

附图标记清单 

1      外壁模块 

2      上翼缘型材 

3      外金属板结构 

4      骨架 

5      骨架型材 

5a、5a’     骨架型材（竖直） 

5b、5b’     骨架型材（水平） 

6      功能开口 

7     窗口 

8     门口 

10    第一金属板 

11    第二金属板 

13    激光焊缝 

15    材料厚度，第二金属板 

16    材料厚度，第一金属板 

17    内侧 

17a   内侧 

18    外表面 

18a   外表面 

19、20、21  对接棱边 

22    切槽部 

23    区域 

24    偏移 

25    用于加固角部的骨架元件 

28    角部区域 

30    I形接缝 

31    单侧的角焊缝 

32    双侧的角焊缝 

41    型材边 

42    型材区段 

43    上侧 

44    第一支承面 

45    背离的端部 

46    第二支承面 

47    端部区段 

51    支柱 

52    桁条 

53    缺口 

60     底架 

61     骨架型材（在底架中） 

71     扁平顶部段 

72     桶形的顶部段 

81     侧壁区段 

82     下棱边 

83     上棱边 

84、85    侧棱边 

91     侧壁 

92、93    端部 

94     侧壁端部模块 

95     带有公差补偿的接合部位 

96     侧壁高度 

97     车厢中间轴线 

98     第一距离 

99     第二距离 

Claims (6)

1.轨道车辆的车厢的外壁模块（1），包括： 

构造成自承重的推拉区域模块的外金属板结构（3），该外金属板结构由不同特性（15、16）的面状构造的金属板（10、11）接合而成，其中，金属板分别对接地以其各自的横向于各个金属板（10、11）的面状延伸尺寸定向的端侧彼此邻接并且经由连续的激光焊缝（13）以这样的方式接合在一起，即各个金属板在推拉区域模块的外侧上形成无偏移的外表面（18），并且具有不同特性的金属板至少包括第一金属板（10）和第二金属板（11），第二金属板（11）分别具有比第一金属板（10）更大的抵抗能力、特别是强度和/或更大的材料厚度，第二金属板（11）形成外金属板结构（3）的在轨道车辆运行中在用外壁模块制成的车厢中出现提高的应力的区域，以及 

由骨架型材形成的骨架（4）， 

其特征在于： 

上翼缘型材（2）封闭外壁模块（1）的上棱边并且借助激光焊接对接地接合在至少第一和第二金属板（10、11）中的邻接的金属板上，而在侧壁面的外表面（18）上不产生材料突变，其中，上翼缘型材（2）包括一相对于侧壁面的外表面（18）朝向外壁模块的内面弯曲的型材区段（42），并且骨架（4）的骨架型材（5、5a、5b）以端侧的对接棱边（19、20、21）经由T形对接接口安装并且经由激光焊缝（13）材料锁合地固定到包括上翼缘型材（2）在内的侧壁面的内侧（17）上。 

2.根据权利要求1所述的外壁模块（1），其特征在于：骨架型材（5、5a、5b）材料锁合地固定在至少第一和第二金属板（10、11）以及上翼缘型材（2）上，至少第一和第二金属板（10、11）之一的焊接或上翼缘型材（11）不构造成穿透的。 

3.轨道车辆的车厢毛坯结构，包括： 

底架（60）， 

侧壁（91），该侧壁由外壁模块（1）接合而成，所述侧壁的外金属板结构（3）根据特制型坯材方法制成，其中将裁剪的材料特性不同的金属板对接地借助激光焊接这样地彼此接合成一个侧壁面，使得无材料突变地在 对接部位处产生侧壁面的的外表面（18），其中，金属板至少包括第一金属板（10）和第二金属板（11），外壁模块（1）在侧壁面的内侧（17）上包括一由骨架型材（5、5a、5b）制成的骨架（4）， 

其中，外壁模块对接地借助激光焊接彼此接合，而在侧壁（91）的外表面（18a）上不出现材料突变， 

和一个或多个顶部元件（71、72）以及必要时 

端外壁模块， 

其特征在于， 

外壁模块（1）分别包括一个封闭外壁模块（1）的上棱边的上翼缘型材，该上翼缘型材借助激光焊接对接地接合在至少第一和第二金属板（10、11）中的邻接的金属板上，而在侧壁面的外表面（18）上不产生材料突变，其中上翼缘型材（2）包括相对于侧壁面的外表面（18）朝向外壁模块（1）的内侧（17）弯曲的型材区段并且彼此接合的外壁模块（1）的上翼缘型材（2）形成上翼缘，所述一个或所述多个顶部元件（71、72）固定在该上翼缘上，其中，骨架（4）的骨架型材（5、5a、5b）以端侧的对接棱边（19、20、21）经由T形对接接口安装并且经由激光焊缝（13）材料锁合地固定到包括上翼缘型材（2）在内的侧壁面的内侧（17）上。 

4.根据权利要求3所述的车厢毛坯结构，其特征在于：底架沿着其纵向方向具有凸出部并且外壁模块制造成梯形的并且彼此接合，使得由外壁模块（1）接合而成的至少一个侧壁区段（81）制造成具有凸出部或超出部，所述凸出部或超出部在很大程度上匹配于底架（60）的凸出部并且焊接到底架（60）上。 

5.根据权利要求3或4所述的车厢毛坯结构，其特征在于：骨架型材（5、5a、5b）材料锁合地固定到至少第一和第二金属板（10、11）以及上翼缘型材（2）上，而不将至少第一和第二金属板（10、11）之一的焊接或上翼缘型材（11）构造成穿透的。 

6.根据权利要求3或4所述的车厢毛坯结构，其特征在于：上翼缘型材这样地成型，使得顶部形状不同的顶部元件（71、72）能接合。 

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