CN216034373U - 端墙、车体及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例中提供了一种端墙、车体及车辆。其中，该端墙包括端墙主体，所述端墙主体为采用复合材料三明治结构的板状结构，所述复合材料三明治结构包括外蒙皮、夹芯和内蒙皮，所述外蒙皮和所述内蒙皮均采用复合材料，所述夹芯中设置有蜂窝结构或泡沫。采用本申请中的方案，能够较大程度上的减轻重量，使端墙实现轻量化设计，而且不再需要采用焊接连接，避免产生焊缝，整体结构简单，既能保证端墙整体强度统一，又能保证外观质量，易实现对端墙的全自动化制造过程。

Description

端墙、车体及车辆

技术领域

本申请涉及轨道列车技术，具体地，涉及一种端墙、车体及车辆。

背景技术

轨道列车的车体由端墙、底架、侧墙、车顶组成，端墙组成是车体的重要组成部分，每个中间车体均有两个端墙，它是车体结构最外端的部分。端墙下方结构可支撑渡板，并将载荷从端墙结构传递到底架边梁上，而且车厢与车厢之间的风挡也是靠端墙进行连接的。目前现有的大部分的端墙采用碳钢或铝合金板筋结构或型材结构和拼焊而成。整个端墙属于金属工件拼接而成，工件与工件之间通过焊缝进行连接，且整个端墙结构焊缝数量较多，焊缝会降低母材本身的强度，这就导致在设计过程中为使焊缝热影响区等位置的强度达到设计要求而增加不必要的结构进行保证。焊接件的整体强度不统一，在列车行驶过程中焊缝位置易出现疲劳裂纹等问题，降低母材应有的使用寿命。

实用新型内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种端墙、车体及车辆。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了端墙，该端墙包括端墙主体，所述端墙主体为采用复合材料三明治结构的板状结构，所述复合材料三明治结构包括外蒙皮、夹芯和内蒙皮，所述外蒙皮和所述内蒙皮均采用复合材料，所述夹芯中设置有蜂窝结构或泡沫。

可选地，所述端墙还包括位于所述端墙边缘用于铆接的边沿铆接部，所述边沿铆接部围绕所述端墙主体设置，所述边沿铆接部采用复合材料三明治结构的板状结构，所述边沿铆接部的内蒙皮的厚度大于所述端墙主体的内蒙皮的厚度。

可选地，所述端墙还包括门框加强部，所述端墙主体上开设有门口，所述门框加强部沿所述门口的边缘设置，所述门框加强部的厚度小于所述端墙主体的厚度，所述门框加强部采用碳纤维层合板。

可选地，所述门框加强部中嵌设有第一预埋件，所述门框加强部上开设有连接通孔，所述连接通孔贯穿所述第一预埋件。

可选地，所述端墙的内侧的底端设置有连接件，所述连接件包括构造成L型结构的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述端墙的底端连接，所述第二连接部用于与车体的底架连接。

可选地，所述端墙还包括用于连接车端风挡的第二预埋件和用于与电气设备连接的第三预埋件，所述第二预埋件、第三预埋件预埋于所述端墙主体内且与所述端墙主体一体成型。

可选地，所述第二预埋件、第三预埋件预埋于所述端墙主体的夹芯中，所述夹芯中还设置有补强围挡，所述补强围挡与所述第二预埋件、第三预埋件一一对应，所述补强围挡为采用碳纤维材料的实心结构，所述补强围挡包括相对设置的侧壁，所述第二预埋件、所述第三预埋件分别设置于对应的所述侧壁之间，所述侧壁的顶部与所述外蒙皮或所述内蒙皮连接。

可选地，所述端墙整体为一体成型结构。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种车体，该车体包括骨架、底架和上述的端墙，所述骨架为由金属型材构造成的框架结构，所述底架连接于所述骨架的底部，所述端墙连接于所述骨架纵向方向上的端部，所述端墙的底部与所述底架连接。

可选地，所述端墙与所述骨架之间通过铆钉铆接，且所述端墙与所述骨架之间的接缝处设置有粘接胶；所述端墙与所述底架之间通过连接件连接，所述连接件与所述底架通过铆钉铆接，且所述端墙、所述连接件与所述底架之间的接缝处设置有粘接胶。

根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种车辆，该车辆包括至少一节车厢，所述车厢包括上述的车体及设置在所述车体下方的走行系统。

采用本申请实施例中提供的端墙，至少能够达到如下技术效果：

由于端墙主体采用复合材料三明治结构材料，相比于常规的采用铝合金型材的端墙，本申请中的端墙能够较大程度上的减轻重量，使端墙实现轻量化设计。而且，采用碳纤维的端墙各个部位可通过热压灌工艺一体成型，不再需要采用焊接连接，避免产生焊缝，整体结构简单，既能保证端墙整体强度统一，又能保证外观质量，易实现对端墙的全自动化制造过程。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的端墙的结构示意图；

图2为图1中I处的局部放大示意图；

图3为本申请实施例提供的端墙的正视示意图；

图4为沿图3中A-A线的剖视图；

图5为图4中II处的局部放大示意图，其中未示出连接件；

图6为沿图3中B-B线的剖视图；

图7为沿图3中C-C线的剖视图；

图8为沿图3中D-D线的剖视图；

图9为本申请实施例提供的车体的爆炸示意图。

附图标记

100-端墙；10-端墙主体；20-边沿铆接部；31-门口；32-门框加强部；40-连接件；41-第一连接部；42-第二连接部；81-第一预埋件；82-第二预埋件；83-第三预埋件；91-外蒙皮；92-夹芯；93-内蒙皮；94-补强围挡；200-车体；201-骨架；202-底架。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了减轻端墙100的重量，根据本申请的第一方面提供了一种端墙100，图1为本申请实施例提供的端墙100的结构示意图，图3为本申请实施例提供的端墙100的正视示意图，如图1和图3所示，端墙100包括端墙主体10。端墙主体10为采用复合材料三明治结构的板状结构，复合材料三明治结构包括外蒙皮91、夹芯92和内蒙皮93，外蒙皮91和内蒙皮93均采用复合材料，夹芯92中设置有蜂窝结构或泡沫。蜂窝结构可为铝蜂窝。

可选地，在本申请的一种实施方式中，夹芯92中设置有泡沫。泡沫相对于蜂窝结构重量更轻，成本更低。

相比于常规的采用铝合金型材的端墙100，本申请中的端墙主体10采用复合材料三明治结构材料，端墙100能够较大程度上的减轻重量，使端墙100实现轻量化设计。而且，采用碳纤维的端墙100各个部位可通过热压灌工艺一体成型，不再需要采用焊接连接，避免产生焊缝，整体结构简单，既能保证端墙100整体强度统一，又能保证外观质量，易实现对端墙100的全自动化制造过程。此外，还有助于推动绿色环保型材料——碳纤维采用在轨道交通领域的应用。

在本申请的上下文中，复合材料可为碳纤维，或，复合材料可包括碳纤维与玻璃纤维，例如，对于需要局部加强的区域，可在碳纤维材料中增加玻璃纤维。在本申请的一种实施方式中，端墙100的所有区域均采用碳纤维复合材料。外蒙皮91和内蒙皮93为碳纤维材料层。

碳纤维(carbon fiber，简称CF)，是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。

碳纤维具有许多优良性能，碳纤维的轴向强度和模量高，密度低、比性能高，无蠕变，非氧化环境下耐超高温，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小且具有各向异性，耐腐蚀性好，X射线透过性好。良好的导电导热性能、电磁屏蔽性好等。

为了便于端墙100与车体200的其他部位的连接，在本申请的一种实施方式中，图4为沿图3中A-A线的剖视图，图5为图4中II处的局部放大示意图，其中未示出连接件40，如图3-5所示，端墙100还包括位于端墙100边缘用于铆接的边沿铆接部20。边沿铆接部20围绕端墙主体10设置。边沿铆接部20采用复合材料三明治结构的板状结构。边沿铆接部20的内蒙皮93的厚度大于端墙主体10的内蒙皮93的厚度。在端墙100的内壁上开设有用于供铆钉插入的连接孔。

在安装端墙100时，图9为本申请实施例提供的车体200的爆炸示意图，如图9所示，需要将端墙100与车体200的骨架201连接，铆钉穿过骨架201与端墙100的内壁连接，插入端墙100的内蒙皮93内。若不增加内蒙皮93的厚度，连接孔需要深入至泡沫的夹芯92区域，连接孔容易发生形变，铆钉插入泡沫区域，可能无法固定铆钉。因此，通过增加边沿铆接部20的内蒙皮93的厚度，使连接孔位于实心的内蒙皮93区域，增加铆钉与内蒙皮93接触的区域大小，保证铆接连接稳固、可靠。

为了便于端墙100与门装饰板的连接，在本申请的一种实施方式中，图6为沿图3中B-B线的剖视图，如图3和图6所示，端墙100还包括门框加强部32。端墙主体10上开设有门口31，门框加强部32沿门口31的边缘设置，门框加强部32的厚度小于端墙主体10的厚度，门框加强部32采用碳纤维层合板。

通过减薄门框加强部32的厚度，方便紧固件穿过门框加强部32与门装饰板连接。而且，为了保证门框加强部32的具有足够的强度，门框加强部32不再采用具有泡沫夹芯92层的三明治结构，门框加强部32采用实心的碳纤维层合板，强度更高，相比于在夹芯92层开孔，在门框加强部32上开设安装孔，安装孔的强度更高，更不容易变形。

为了进一步地加强门框加强部32与门装饰板的连接强度，门框加强部32中嵌设有第一预埋件81，门框加强部32上开设有连接通孔，连接通孔贯穿第一预埋件81。可选地，第一预埋件81可为金属块。

在利用碳纤维材料制造端墙100的时候，将第一预埋件81预埋在门框加强部32的相应位置与端墙100一体成型，然后在门框加强部32上打孔，使连接通孔贯穿第一预埋件81和门框加强部32。相比于直接在门框加强部32设置连接通孔，使连接通孔贯穿第一预埋件81，第一预埋件81能够增加连接通孔区域的强度，进而通过第一预埋件81增加紧固件与门框加强部32、门装饰板的连接强度。

为了便于端墙100与车体200的底架202的连接，在本申请的一种实施方式中，图2为图1中I处的局部放大示意图，如图1和图2所示，端墙100的内侧的底端设置有连接件40，连接件40包括构造成L型结构的第一连接部41和第二连接部42，第一连接部41与端墙100的底端连接，第二连接部42用于与车体200的底架202连接。

连接件40的第一连接部41通过铆钉与端墙100的底部连接，第二连接部42通过铆钉与底架202连接。而且，在端墙100、连接件40与底架202的接触面还设置有结构胶，增加端墙100与底架202之间的连接强度，与此同时也能够起到密封的作用。

通过设置连接件40将端墙100与底架202连接，相比于直接将端墙100与底架202，连接强度更高，更稳固。将连接件40与端墙100设置为独立的部件，而不是直接使连接件40与端墙100一体成型，能够减少端墙100的制造难度。

为了便于端墙100与其他零件或设备的连接，图7为沿图3中C-C线的剖视图，图8为沿图3中D-D线的剖视图，如图3、图7和图8所示，端墙100还包括用于连接车端风挡的第二预埋件82和用于与电气设备连接的第三预埋件83。第二预埋件82、第三预埋件83预埋于端墙主体10内且与端墙主体10一体成型。

在利用碳纤维材料制造端墙100的时候，将第一预埋件81、第二预埋件82预埋在端墙主体10的相应位置与端墙主体10一体成型，然后在第一预埋件81、第二预埋件82上打孔。相比于直接在端墙主体10上打孔，使孔深入至泡沫夹芯92层，通过设置预埋件，在预埋件上设置连接孔，连接孔的强度更高，而且预埋件能够增加连接孔区域的强度，通过预埋件增加端墙100与其他零件或设备的连接强度。

为了增加预埋件区域的强度，在本申请的一种实施方式中，如图7和图8所示，第二预埋件82、第三预埋件83预埋于端墙主体10的夹芯92中，夹芯92中还设置有补强围挡94，补强围挡94与第二预埋件82、第三预埋件83一一对应，每个补强围挡94将相应的预埋件(第二预埋件82、第三预埋件83)围绕其中。补强围挡94为采用碳纤维材料的实心结构，补强围挡94包括相对设置的侧壁。第二预埋件82、第三预埋件83分别设置于对应的侧壁之间，侧壁的顶部与外蒙皮91或内蒙皮93连接。可选地，补强围挡94还包括连接在侧壁的底部之间的底壁，第二预埋件82的底部和/或第三预埋件83的底部与对应的底壁连接。

通过在第二预埋件82、第三预埋件83的周围设置补强围挡94，通过补强围挡94加强预埋有预埋件(第二预埋件82、第三预埋件83)的强度，防止预埋件受力后出现晃动或位置偏移。而且，补强围挡94的顶部与外蒙皮91或内蒙皮93连接，有助于通过外蒙皮91或内蒙皮93传递作用力，也有助于力的分散。

在本申请的一种实施方式中，端墙100整体为一体成型结构，换言之，端墙主体10、边缘铆接部、门框加强部32以及预埋件等通过热压灌工艺一体成型，制造工艺简单，省略了装配工序，易实现全自动化制造过程，端墙100整体的强度统一。

根据本公开的第二方面，还提供了一种车体200，如图9所示，该车体200包括骨架201、底架202和上述的端墙100，骨架201为由金属型材构造成的框架结构，底架202连接于骨架201的底部，端墙100连接于骨架201纵向方向上的端部，端墙100的底部与底架202连接。进一步地，车体200还包括侧墙和车顶，侧墙、底架202、车顶也采用复合材料三明治结构。侧墙连接于骨架201的横向方向的两侧。车顶连接于骨架201的顶部。

上述的车体200，除了骨架201外，底架202、侧墙、端墙100和车顶均三明治结构材料，相比于常规的采用铝合金型材的车体200，本申请中的车体200能够较大程度上的减轻车体200的重量，使整个车体200重量实现轻量化结构，减重约30％。而且，采用碳纤维的各个车体200部件之间不再采用焊接连接，尽可能减少焊缝数量，实现一体化设计制造，既能保证强度，又能保证外观质量。此外，还有助于推动绿色环保型材料——碳纤维采用在轨道交通领域的应用。

骨架201采用金属型材，作为整个车体200的支撑架，可提高车体200的整体的强度。而且，车体200的其他模块(底架202、侧墙、端墙100和车顶)均分别与骨架201连接，将碳纤维的其他模块分别与金属材质的骨架201连接，可保证各个模块与骨架201之间的连接强度，连接处不容易发生形变，保证各个模块能够稳固地固定至骨架201上，从而保证整个车体200的强度和稳定性。整个车体200只有金属骨架201可能需要焊接，骨架201既是主承力框架又是定位基准，改善了整体的外轮廓质量。

可选地，骨架201采用铝型材，相比于其他金属型材，重量更轻。

在本申请中的车体200既可以指位于列车中部和尾部的车体200，该车体200的骨架201的前后两端均连接有端墙100，也可以指位于列车的车头一侧的包括司机室的车体200，该司机室也采用复合材料三明治结构。该车体200的骨架201的前端连接有司机室，后端连接有端墙100。

在本申请中的一种实施方式中，端墙100与骨架201之间通过铆钉铆接，且端墙100与骨架201之间的接缝处设置有粘接胶；端墙100与底架202之间通过连接件40连接，连接件40与底架202通过铆钉铆接，且端墙100、连接件40与底架202之间的接缝处设置有粘接胶。端墙100与底架202、骨架201之间通过粘接和铆接相结合的方式实现连接。可选地，粘接胶可为结构胶。

在本申请中不是在端墙100和骨架201上预先开设安装孔，由于采用铆接，能够在装配时，现场钻孔。这样有助于在装配时，根据装配的实际情况微调端墙100的装配位置，然后再钻孔，铆接。即使端墙100、骨架201或底架202存在一定的制造误差，依然能够通过现场调整后再钻孔，完成装配，使车体200的各个部件(如端墙100)在装配时具有一定的容错性。安装时具有调节功能，符合当下活性连接设计理念。

本实施例还提供一种车辆，包括至少一节车厢。该车厢包括上述任一内容所提供的车体200及设置在车体200下方的走行系统。该车辆可以为轮轨车辆、无轨车辆或磁悬浮车辆。

当车辆包括至少两节车厢时，至少一节车厢为头车，头车包含司机室及客室，设置在客室远离司机室一端的端墙100采用上述任一方式所提供的实现方式，如图9所示。对于位于两节头车之间的中间车，中间车的纵向两端的端墙100均可以采用上述任一方式所提供的实现方式。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种端墙，其特征在于，所述端墙(100)包括端墙主体(10)，所述端墙主体(10)为采用复合材料三明治结构的板状结构，所述复合材料三明治结构包括外蒙皮(91)、夹芯(92)和内蒙皮(93)，所述外蒙皮(91)和所述内蒙皮(93)均采用复合材料，所述夹芯(92)中设置有蜂窝结构或泡沫。

2.根据权利要求1所述的端墙，其特征在于，所述端墙(100)还包括位于所述端墙(100)边缘用于铆接的边沿铆接部(20)，所述边沿铆接部(20)围绕所述端墙主体(10)设置，所述边沿铆接部(20)采用复合材料三明治结构的板状结构，所述边沿铆接部(20)的内蒙皮(93)的厚度大于所述端墙主体(10)的内蒙皮(93)的厚度。

3.根据权利要求1所述的端墙，其特征在于，所述端墙(100)还包括门框加强部(32)，所述端墙主体(10)上开设有门口(31)，所述门框加强部(32)沿所述门口(31)的边缘设置，所述门框加强部(32)的厚度小于所述端墙主体(10)的厚度，所述门框加强部(32)采用碳纤维层合板。

4.根据权利要求3所述的端墙，其特征在于，所述门框加强部(32)中预埋设有第一预埋件(81)，所述门框加强部(32)上开设有连接通孔，所述连接通孔贯穿所述第一预埋件(81)和所述门框加强部(32)。

5.根据权利要求1所述的端墙，其特征在于，所述端墙(100)内侧的底端设置有连接件(40)，所述连接件(40)包括构造成L型结构的第一连接部(41)和第二连接部(42)，所述第一连接部(41)与所述端墙(100)的底端连接，所述第二连接部(42)用于与车体(200)的底架(202)连接。

6.根据权利要求1所述的端墙，其特征在于，所述端墙(100)还包括用于连接车端风挡的第二预埋件(82)和用于与电气设备连接的第三预埋件(83)，所述第二预埋件(82)、第三预埋件(83)预埋于所述端墙主体(10)内且与所述端墙主体(10)一体成型。

7.根据权利要求6所述的端墙，其特征在于，所述第二预埋件(82)、第三预埋件(83)预埋于所述端墙主体(10)的夹芯(92)中，所述夹芯(92)中还设置有补强围挡，所述补强围挡与所述第二预埋件(82)、第三预埋件(83)一一对应，所述补强围挡为采用碳纤维材料的实心结构，所述补强围挡包括相对设置的侧壁，所述第二预埋件(82)、所述第三预埋件(83)分别设置于对应的所述侧壁之间，所述侧壁的顶部与所述外蒙皮(91)或所述内蒙皮(93)连接。

8.根据权利要求1所述的端墙，其特征在于，所述端墙(100)整体为一体成型结构。

9.一种车体，其特征在于，包括骨架(201)、底架(202)和权利要求1-8中任一项所述的端墙(100)，所述骨架(201)为由金属型材构造成的框架结构，所述底架(202)连接于所述骨架(201)的底部，所述端墙(100)连接于所述骨架(201)纵向方向上的端部，所述端墙(100)的底部与所述底架(202)连接。

10.根据权利要求9所述的车体，其特征在于，所述端墙(100)与所述骨架(201)之间通过铆钉铆接，且所述端墙(100)与所述骨架(201)之间的接缝处设置有粘接胶；所述端墙(100)与所述底架(202)之间通过连接件(40)连接，所述连接件(40)与所述底架(202)通过铆钉铆接，且所述端墙(100)、所述连接件(40)与所述底架(202)之间的接缝处设置有粘接胶。

11.一种车辆，其特征在于，包括至少一节车厢，所述车厢包括如权利要求9或10所述的车体及设置在所述车体下方的走行系统。

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