ES2281134T3 - Carroceria. - Google Patents
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Abstract
Una carrocería (10), que incluye paredes laterales (11) constituidas mediante perfiles extruidos (30) cuyas direcciones de extrusión están dispuestas en la dirección longitudinal de dicha carrocería, teniendo dichos perfiles extruidos caras (31); una pluralidad de ventanas (15) cuadrangulares provistas en dichas caras de dichos perfiles extruidos (30) a lo largo de la dirección longitudinal de dicha carrocería; teniendo cada una de dichas ventanas (15) un lado superior (15A), un lado inferior (15B), y unos lados verticales izquierdo (15C) y derecha (15D), con zonas de la esquina (15E, 15F), conectando dichos laterales verticales (15C, 15D), siendo dichos lados superior (15A) y dicho lado inferior (15B) arcos circulares; caracterizada porque el espesor de las caras de dichas caras (31) de dichos perfiles extruidos (30) en las primeras zonas superior e inferior (B, D) que conectan los puntos de conexión (c, e) entre dichos lados verticales (15C, 15D) y dichos arcos circulares (15E, 15F), respectivamente, es mayor que el espesor de la cara de dichas caras de dichos perfiles extruidos en las segundas zonas (A, F) sobre y por debajo de dichas primeras zonas; dicha primera zona superior (B) conteniendo dicho punto de conexión (c) en la zona superior de la ventana está por debajo de dicho lado superior (15A) de dicha ventana; dicha primera zona inferior (D) conteniendo dicho punto de conexión (e) en la arte inferior de la ventana está por encima de dicho lado inferior (15B) de dicha ventana; y el espesor de la cara de dichas caras (31) entre dicha zona superior (B) y dicha zona inferior (D) es menor que el espesor de la cara de dichas primeras zonas.
Description
Carrocería.
Esta invención trata de una carrocería realizada
mediante perfiles extruidos, y en particular de una pared lateral
para el material rodante de un vagón de ferrocarril.
Tanto ahora como en el futuro existe un
requisito muy restrictivo de que el material rodante de un vagón de
ferrocarril, y en especial la pared lateral del mismo, tenga una
masa reducida así como una resistencia aumentada. Al objeto de
conseguir estas características contradictorias, la zona de la
esquina de las aberturas tales como ventanas y similares
practicadas en la pared lateral debe ser examinada desde el punto de
vista de la resistencia, y se han propuesto varios métodos de mejora
de la resistencia.
En una pared lateral con una cara plana fijada a
la superficie exterior de un miembro de bastidor, el esfuerzo en la
zona de la esquina de las aberturas tales como ventanas y similares
practicadas en la pared lateral se reduce añadiendo una cara gruesa
a la zona de la esquina, o aumentando el radio del arco circular en
la zona de la esquina de las mismas.
En una pared lateral construida disponiendo los
perfiles extruidos en la dirección longitudinal de la carrocería,
el espesor de las pacas superficiales de los perfiles extruidos en
la zona de las ventanas se hace más grueso. Las caras superficiales
de los perfiles extruidos desde la zona superior de la ventana a la
zona inferior de la ventana se hacen más gruesos. Más aún, según
otra realización, solamente se hace más grueso el espesor de la
cara en la zona correspondiente a la zona de la esquina de la
ventana, y el espesor de la cara de la zona central de hace más
fino, con la intención de reducir peso (Publicación de Patente
Japonesa Nº H6-45341).
Una pared lateral utilizando perfiles extruidos
con formas huecas y construida con dos caras superficiales y
refuerzos (Patente Japonesa Nº 2-246863) está
diseñada bajo una idea similar a la mencionada anteriormente. Más
aún, la mejora en resistencia se consigue mediante el espesor de las
caras superficiales y la distancia entre los refuerzos.
Hay casos donde se sueldan placas a las zonas
del extremo de perfiles extruidos con forma hueca constituyendo la
zona entre las ventanas. Las placas están colocadas entre la cara
superficial del perfil extruído con forma hueca en el lado
interior del vagón y la cara superficial en el lado exterior del
vagón (Patente Japonesa Nº H7-257371).
Con la técnica anterior la mejora en la
resistencia en la pared lateral utilizando perfiles con forma hueca
se consigue aumentando los radios en las zonas de la esquina, y por
el espesor de la cara superficial y la distancia entre los
refuerzos. Aún así, la técnica anterior es insuficiente para
conseguir simultáneamente una reducción de peso y una mejora todavía
mayor de la resistencia.
El objeto de la presente invención es
proporcionar una carrocería que consiga una mejora en la reducción
de peso y en la resistencia.
Al objeto de conseguir los objetivos mencionados
más arriba, la invención presente proporciona una carrocería como
la establecida en la reivindicación 1.
La Figura 1 es una vista lateral y una vista en
corte longitudinal de una pared lateral de acuerdo con una
realización de la invención presente.
La Figura 2 es una vista explicativa de la
carga, fuerza cortante, y momento flector que opera sobre la
carrocería.
La Figura 3 es una vista en perspectiva de la
carrocería de un vagón de ferrocarril.
La Figura 4 es una vista en corte longitudinal
de una zona característica de un cuerpo lateral de acuerdo con otra
realización de la invención presente.
La Figura 5 es una vista en corte longitudinal
de la pared lateral de acuerdo con otra realización de la invención
presente.
La Figura 6 es una vista en corte longitudinal
de la pared lateral de acuerdo con otra realización de la invención
presente.
La Figura 7 es una vista lateral de una pared
lateral de acuerdo con otra realización de la invención
presente.
La Figura 8 es una vista en corte a lo largo de
la línea 8-8 en la Figura 7.
La Figura 9 es una vista lateral de una pared
lateral de acuerdo con otra realización de la invención
presente.
La Figura 10 es una vista en corte tomada a lo
largo de la línea 10-10 en la Figura 9.
La Figura 11 es una vista en perspectiva de la
herramienta para prevenir el alabeo de la Figura 10.
La Figura 12 es una vista lateral de una
característica de la pared lateral de acuerdo con otra realización
de la invención presente.
La Figura 13 es una vista en corte a lo largo de
la línea 13-13 de la Figura 12.
La Figura 14 es una vista lateral de una pared
lateral de acuerdo con otra realización de la invención
presente.
La Figura 15 es una vista en corte a lo largo de
la línea 17-17 de la Figura 14.
Será explicada a continuación una realización de
la invención presente mediante referencias a las Figuras de la 1 a
la 3. En la Figura 3, una carrocería 10 de un vagón de ferrocarril
está constituida por paredes laterales 11 que forman las caras
izquierda y derecha en dirección longitudinal de la carrocería,
paredes del extremo 12 que forman las superficies de cierre en
ambos extremos en la dirección longitudinal de la carrocería, una
pieza de techo 13 que forma el techo, y un bastidor inferior 14 que
forma el suelo.
La pared lateral 11 está provista de aberturas
como por ejemplo las ventanas 15 o las entradas de acceso 16. La
pared lateral 11 incluye las zonas superior e inferior de la ventana
15, y la zona superior de la entrada 16. La zona entre la ventana
15 y la ventana 15 se denomina panel pilar 18. La pared lateral 11
entre la entrada 16 y la entrada 16 está construida utilizando una
pluralidad de perfiles extruidos hechos de una aleación ligera. La
pieza del techo 13 y el bastidor inferior 15 están construidos
también utilizando una pluralidad de perfiles extruidos hechos de
aleación
ligera.
ligera.
La Figura 2 muestra esquemáticamente la
distribución de la carga, la distribución de la fuerza cortante, la
distribución del momento flector, y la deformación de la carrocería
10, en el caso en el que operen sobre la carrocería 10 cargas
verticales, como por ejemplo el peso muerto de la carrocería 10, los
cables eléctricos, asientos, equipos eléctricos como
transformadores, pasajeros, y otras cargas. La carrocería está
soportada en los puntos de soporte 27 por un bogie. La carga
vertical se distribuye de manera aproximadamente uniforme en la
dirección longitudinal de la carrocería y en la dirección
transversal de la carrocería. Como resultado, la distribución en
las dirección longitudinal de la carrocería 10 genera grandes
momentos flectores en el centro de la misma, de manera que se
genera una gran fuerza cortante en las proximidades de los puntos de
soporte del bogie 27. La fuerza cortante es igual a cero en el
centro de la carrocería en el sentido longitudinal, y está
distribuida de manera que se maximiza en las proximidades del punto
de soporte del bogie 27.
A continuación, se considerará la distribución
del fuerza cortante en una sección opcional de la carrocería 10 en
la dirección longitudinal de la carrocería. Cuando una carga
uniforme se carga sobre una viga desde la perspectiva de la
resistencia de materiales, es bien conocido que la fuerza cortante
se distribuye de manera más intensa sobre el eje neutro. En el caso
en el que la carrocería 10 es considerada una viga en el sentido de
la resistencia de materiales, la posición del panel pilar se
convierte en la posición correspondiente al eje neutral. Esto es,
cuando la fuerza vertical opera sobre la carrocería 10, la mayor
fuerza cortante en una sección opcional de la carrocería 10 en la
dirección longitudinal de la carrocería se genera en el panel pilar
18.
La referencia (A) en la Figura 1 es una vista en
detalle del panel pilar 18 de la región A en la Figura 2, y la
distribución de la tensión en los puntos a, b, c, d, e, f, g del
lado derecho del panel pilar 18. La referencia (B) en la Figura 1
muestra la sección de la referencia (A) en la Figura 1 tomada a lo
largo de la línea B-B. La altura de la posición de
(A) en la Figura 1 y la altura de la posición de (B) en la Figura 1
es la misma.
La zona intermedia entre dos ventanas adyacentes
15, 15 se denomina panel pilar 18. La ventana 15 es aproximadamente
rectangular. Los laterales (superior 15A, inferior 15B, izquierdo
15C y derecho 15D) del rectángulo son líneas rectas o líneas curvas
que tienen un radio de curvatura grande, de manera que pueden ser
considerados como prácticamente rectos. Por lo tanto, los cuatro
laterales son sustancialmente rectos. Las esquinas (superiores 15E,
inferiores 15F) del rectángulo son arcos circulares, siendo el radio
de curvatura de las mismas mucho menor que el de los laterales del
rectángulo.
La pared lateral 11 está construida por una
pluralidad de perfiles extruidos con forma hueca hechos de aleación
ligera (llamados de aquí en adelante perfiles de forma hueca) 30a,
30b, 30c. 30d. Las direcciones de extrusión de los perfiles de
forma hueca 30a a 30d están colocadas en la dirección longitudinal
de la carrocería 10. Las zonas de los extremos de los perfiles con
forma hueca 30a a 30d están soldados por la cara exterior de la
carrocería y por la cara interior de la carrocería, respectivamente.
El número de referencia 35 denota la posición de la soldadura. La
ventana 15 está construida practicando un orificio a los perfiles
con forma hueca 30b, 30c. La zona superior de la ventana 15 está
limitada por el perfil con forma hueca 30b. El lado inferior de la
ventana 15 está limitado por el perfil con forma hueca 30c. La pieza
del techo 13 está soldada a la zona superior del perfil con forma
hueca 30a que constituye la parte superior de la pared lateral 11.
El bastidor inferior 14 está soldado al lado inferior del perfil con
forma hueca 30d que constituye la parte inferior de la pared lateral
11.
Los perfiles de forma hueca 30a a 30d serán
nombrados en conjunto como perfil con forma hueca 30. El perfil con
forma hueca 30 está compuesto por dos caras 31a, 31b, y una
pluralidad de refuerzos 32 que conectan las caras 31a, 21b de forma
escalonada (en forma reforzada). La cara 31a constituye el lado
exterior de la carrocería, y la cara 31b constituye el lado
interior de la carrocería. Las caras 31a y 31b se nombran en
conjunto como superficie de cara 31. No existen puntales por el
lado interior de la carrocería desde la cara 31b.
La deformación de la cara de columna 18 será
examinada a continuación. En la referencia (A) de la Figura 1, la
zona superior de la ventana 15 tiende a moverse hacia la izquierda
del dibujo, y la zona inferior de la ventana 15 por otro lado
tiende a moverse hacia la derecha del dibujo. Este movimiento se
muestra mediante las líneas de puntos. El movimiento se invierte en
el eje central de la carrocería 10 en la dirección longitudinal.
Por lo tanto, en la Figura 3, en la mitad izquierda de la carrocería
10 en la dirección longitudinal (la referencia (A) en la Figura 1),
se genera tensión de compresión en la zona superior del lado derecho
de la cara de columna 18, y se genera tensión de extensión en la
zona inferior de la misma. Esto sucede como se indica en el diagrama
de distribución de esfuerzo para el lado derecho de la referencia
(A) en la Figura 1. En el lado izquierdo de la cara de columna 18
de la referencia (A) de la Figura 1, se genera esfuerzo de extensión
en la zona superior, y se genera esfuerzo de compresión en la zona
inferior. Esta situación se invierte en la mitad derecha de la
carrocería 10.
La generación de los esfuerzos mencionados más
arriba es aproximadamente nula en el punto d en el centro de la
extensión en la dirección vertical de la cara de columna 18, y se
incrementa gradualmente a medida que se acerca al punto de soporte
(punto a que es el punto de unión con la zona superior de la ventana
15, y el punto g que es el punto de unión con la zona inferior de
la ventana 15). Más aún, el esfuerzo se concentra en la zona de la
esquina, de manera que el esfuerzo se hace mayor. Esto se menciona
en las páginas 38 a 42 del Informe nº 4 del Comité de Vehículos de
Metal Ligero (Asociación Japonesa de Fabricantes de Vagones de
Tren, Asociación de Metales Ligeros, publicada en 1984.
A continuación, la distribución del esfuerzo
relativo en la dirección vertical de la cara de columna 18 será
examinada. En la zona central en la dirección vertical, el esfuerzo
está distribuido con un gradiente constante. El valor absoluto del
esfuerzo se incrementa drásticamente en las cercanías del punto de
soporte (el punto (a) que es el punto de unión con el lado superior
de la ventana 15, y el punto (g) que es el punto de unión con el
lado inferior de la ventana 15) generando una concentración de
esfuerzo. Como se deduce de lo mencionado más arriba, la
distribución de la fuerza cortante en la dirección longitudinal de
la carrocería 10 opera como una carga para deformar la cara de
columna 18. La carga para deformar la cara de columna 18 mantiene
unas condiciones de combinación de momento flector y fuerza
cortante. Especialmente, el momento flector tiene una gran
influencia. Las zonas con mayor concentración de esfuerzo y los
mayores esfuerzos generados, en el caso en el que el momento
flector opere como se menciona más arriba sobre una estructura que
tiene una forma similar a la zona de la esquina, son las cercanías
de los puntos de conexión c, e entre la zona recta de la cara de la
columna 18 y el arco circular de la zona de la esquina, como se
muestra en la Figura 2.
Esto es conocido en el campo de la resistencia
de materiales. Por ejemplo, las zonas con mayor concentración de
esfuerzo en Concentración de Esfuerzos (por Masataka Nishida,
Morikita Shuppan 1967; páginas 637 a 639; 1967) son los puntos b, f
ligeramente desplazados hacia el lado del arco circular desde los
punto de conexión c, e entre la cara de la columna 18 y el arco en
la zona de la esquina, en el caso presente.
A continuación, la pared lateral 11 se dividirá
en cinco zonas, empezando por la zona A en el extremo superior
hasta la región E en el panel de la columna 18. las zonas B, D son
las zonas que generan alto esfuerzo, centrado en los puntos b, f,
ligeramente hacia el lado del arco circular desde el extremo de
inicio del arco circular (extremo del borde del arco circular)
(puntos de conexión c, e). Las zonas B, D son zonas que excluyen los
lados superior e inferior de la ventana 18. La zona A es la zona
superior respecto a la zona B. La zona E es la zona inferior
respecto a la zona D. La zona C está colocada entre la zona B y la
zona D.
La posición vertical de la pluralidad de
ventanas 15 provistas en la pared lateral 11 es la misma. Por lo
tanto, las posiciones de la zona A hasta la zona E en la dirección
vertical es igual para cada ventana 15. El espesor de los perfiles
con forma hueca 30a, 30b, 30c, 30d que constituye la pared lateral
11 es el mismo. El espesor de las caras 31a, 31b de los perfiles
con forma hueca 30a, 30b, 30c es menor que el de las caras del
perfil con forma hueca 30d.
En dicha composición, el espesor de la cara
lateral del perfil con forma hueca 30 en las zonas B, D que se
centra en los puntos b, f en la zona de la esquina con la mayor
concentración de carga es más fino, de manera que el esfuerzo puede
ser reducido de manera eficiente, y se puede obtener una mejora en
la resistencia. Más aún, las zonas con caras laterales afinadas
están limitadas a las zonas B, D centradas en los puntos b, f con
la mayor concentración de esfuerzo, de manera que las zonas más
finas se puedan minimizar, consiguiendo una reducción en el
peso.
Más aún, cuando se examina desde el punto de
vista de la fabricación, los perfiles con forma hueca 30 que
constituyen la pared lateral 11 tienen sus direcciones de extrusión
hacia la dirección longitudinal de la carrocería, de manera que
incluso en el caso en el que los espesores de las caras laterales de
la zona B y de la zona D están modificados por todas las ventanas
15, solo se debe cambiar la forma del troquel para la fabricación de
los perfiles con forma hueca 30.
Por lo tanto, los cambios en el tamaño se pueden
realizar de manera uniforme con facilidad para todas las ventanas
15.
En la realización descrita más arriba, existen
casos en los que el espesor de cara de una de las caras laterales
de uno de los perfiles con forma hueca y el de la nervadura difieren
de manera extrema. En tal caso, el espesor de la cara de la
nervadura es fino en comparación con el de la cara lateral, de
manera que podrían surgir desventajas durante la fabricación, como
por ejemplo que el metal sea extruído solamente hacia las caras
laterales que tienen una resistencia a la extrusión pequeña y no se
provea metal para las
nervaduras.
nervaduras.
La realización mostrada en la Figura 4 evita
esta desventaja. La Figura 5 corresponde a la referencia (B) de la
Figura 1. La estructura principal es la misma que la de la
realización de la Figura 1. El espesor de la cara de la nervadura
32b que conecta con la cara lateral 31 de la zona B (D) es más
grueso que el de las nervaduras 32 que conectan con las caras
laterales 31a, 31b en las otras zonas A, C (D).
Con esta estructura, el espesor de cara de las
nervaduras 32b que conectan con las caras laterales reforzadas 31c
está aumentado, de manera que la resistencia a la extrusión de ambas
no será muy diferente, resolviendo el problema de la
fabricación.
La realización mostrada en la Figura 5 será
explicada a continuación. La Figura 5 corresponde a la referencia
(B) en la Figura 1. La estructura principal es la misma que la de la
realización de la Figura 1. Las caras laterales 31e, 31f de las
zonas B, D son convexas, arqueadas hacia la cara interior del perfil
con forma hueca. La zona B se estrecha gradualmente hacia las
regiones A, C (hacia el extremo de la zona de la esquina en la
dirección vertical). La zona D se estrecha gradualmente hacia las
zonas C, E. La posición con la mayor concentración de esfuerzo es
la más gruesa. Con tal estructura, se puede conseguir una mayor
reducción de masa en comparación con la realización mostrada en la
Figura 1.
La estructura principal es la misma que en la
realización de la Figura 1. las diferencias con respecto a la
Figura 1 serán indicadas a continuación. Los espesores de las caras
laterales de las zonas B, D no están aumentados. Los espesores de
las caras laterales de las zonas B, D son los mismos que los
espesores de las caras laterales en las otras zonas A, C, D. Un
dispositivo de prevención del alabeo 50 está dispuesto en el espacio
(celda) rodeado por la cara lateral 31 del perfil con forma hueca
30 y los dos refuerzos inclinados 32, 32 en la cara de columna 18
de la zona de la esquina en la dirección horizontal. Los espacios
(celdas) dispuestos con el dispositivo de prevención del alabeo 50
son los espacios (celdas) donde están situadas las zonas B, D. El
dispositivo de prevención del alabeo 50 es plano, con su plano
instalado para estar en la dirección vertical en relación con la
dirección de extrusión del perfil con forma hueca 30. El dispositivo
de prevención del alabeo 50 está insertado en el espacio mencionado
anteriormente desde la ventana 15. El dispositivo de prevención del
alabeo 50 está en contacto con la cara lateral 31 y los refuerzos
32, 32. El dispositivo de prevención del alabeo 50 está fijado a la
cara lateral 31 y a los refuerzos 32, 32 mediante soldadura o
adhesivo. Solo debe estar fijado hasta el extremo de que el
dispositivo de prevención del alabeo 50 no se mueva con facilidad
en la dirección longitudinal de la carrocería. El punto de contacto
entre la cara del dispositivo de prevención del alabeo 50 y de la
cara lateral 31 y los refuerzos 32, 32 no debe ser necesariamente la
totalidad del área de la cara 31 y de los refuerzos 32, 32, y debe
contactar en las posiciones que sufran alabeo fácilmente.
Como se muestra en la Figura 1, la zona de la
esquina soporta un esfuerzo de compresión alto. Cuando se produce
la carga de compresión, existe el riesgo de que se produzca un
alabeo elástico en la cara lateral 31 o en los refuerzos 32,
32.
En las realizaciones mostradas en la Figura 7 y
en la Figura 8, el dispositivo de prevención del alabeo plano 50
cubre la zona donde podría ocurrir el alabeo. Por ello, el límite de
esfuerzo al alabeo de la cara lateral 31 y de los refuerzos 32, 32
se puede mejorar fácilmente, y la resistencia puede ser aumentada.
Más aún, no existe necesidad de incrementar el espesor de la cara
para la totalidad de la longitud en la dirección longitudinal de la
carrocería 10, de manera que se puede conseguir un avance en la
reducción de peso.
Es imposible especificar qué lado del plano en
la dirección normal se dobla por alabeo. De todas formas, en el
caso en que la cara lateral 31 o el refuerzo 32 del perfil con forma
hueca 30 se pandee y doble, el refuerzo 32 y la cara lateral 32
adyacente al miembro que se pandea también se dobla. Así, como
sucede en la realización presente, se puede inhibir la deformación
con independencia de la dirección de deformación por alabeo,
instalando el dispositivo de prevención del alabeo 50 de manera que
contacte con la cara lateral 31 y con los refuerzos 32, 32. Por lo
tanto, el límite de resistencia al alabeo aumenta de manera extrema
con independencia de la dirección de deformación por alabeo, y así
se incrementa la resistencia.
El dispositivo de prevención del alabeo 50 está
situado preferiblemente hacia la parte central de la cara de
columna 18, en lugar de hacia las proximidades de la ventana 15.
El dispositivo de prevención del alabeo 50 puede
ser instalado en toda la pluralidad de ventanas 15 existentes en la
pared lateral 11. Sin embargo, dotando del dispositivo únicamente a
las zonas de la esquina donde es necesario, se puede conseguir una
reducción adicional de peso.
Más aún, dado que el dispositivo de prevención
del alabeo 50 está dispuesto en las cuatro zonas de la esquina del
panel de columna 18 en la Figura 7, puede ser dispuesto únicamente
en la zona donde se produce el esfuerzo de compresión. Por ejemplo,
en el caso de la zona A en la Figura 2 (referencia (A) en la Figura
1), el dispositivo de prevención del alabeo 50 no es necesario en
las zonas de las esquinas inferior derecha y superior izquierda de
la Figura 7.
Cuando se utiliza la soldadura como medio de
fijación del dispositivo para prevenir el alabeo 50, la influencia
de su calor supone un problema. Cuando se utiliza para fijar un
adhesivo, se debe utilizar un dispositivo para prevenir el alabeo
que sea ligeramente alargado en la dirección longitudinal de la
carrocería.
El espacio (celdas) en el rango de las zonas B,
D se sitúa por encima y por debajo del espacio mencionado más
arriba. El dispositivo de prevención del alabeo se instala en estos
espacios 50B, 50C de acuerdo con las necesidades. En el caso en el
que el dispositivo de prevención del alabeo se instala en el espacio
50B, se debe notar que este espacio 50B es un espacio fabricado al
mismo tiempo que el perfil extruído, y no un espacio constituido
por la conexión mediante soldadura de dos perfiles extruidos. Por lo
tanto, como es el caso en la Figura 8, la forma del espacio 50B
para instalar el dispositivo de prevención del alabeo es uniforme,
de manera que el dispositivo para prevenir el alabeo 50B esté en
contacto con la cara frontal y los refuerzos.
La realización mostrada en la Figura 9, Figura
10 y Figura 11 será explicada a continuación. El dispositivo para
prevenir el alabeo 51 tiene una longitud en la dirección
longitudinal de la carrocería. El dispositivo para prevenir el
alabeo 51 es trifurcado en la sección en la dirección vertical con
respecto a la dirección longitudinal de la carrocería. Tres bloques
de la trifurcación 51 son alargados en la dirección longitudinal de
la carrocería. Los tres bloque están en contacto respectivamente con
la cara 31, y los refuerzos 32, 32. Las posiciones para instalar
los dispositivos para prevenir el alabeo 51 son las posiciones donde
el esfuerzo de compresión opera, y no las posiciones donde opera el
esfuerzo de tensión. Las posiciones para instalar el dispositivo
para prevenir el alabeo 51 deben ser las posiciones que se
corresponden con las zonas B, D.
Con tal estructura, la deformación por alabeo de
la cara y de los refuerzos se puede restringir, en una zona
alargada en la dirección longitudinal de la carrocería. De esta
manera, la tensión límite al alabeo de las caras y los refuerzos
puede ser mejorada aún más. Más aún, solamente es necesario un
incremento mínimo en el espesor de la cara en el caso en que se
produce un gran esfuerzo de compresión en la zona de la esquina, de
manera que se pueda lograr una reducción del peso. Aún más, el
dispositivo para prevenir el alabeo 51 está en contacto con la cara
y con los refuerzos en los extremos anteriores de los bloques, de
manera que ambos puedan estar en contacto con facilidad.
Utilizando para el dispositivo para prevenir el
alabeo 51 un material que tenga buenas propiedades de aislamiento
al calor o buenas propiedades de supresión de las vibraciones, se
pueden conseguir mejoras en la comodidad para los pasajeros del
vagón. La composición de la Figura 1 puede estar combinada con la
composición del dispositivo para prevenir el alabeo 50, 50a, y
51.
A continuación será explicada la realización de
la Figura 12 y la Figura 13. Las aberturas en la pared lateral 11
no son únicamente ventanas 15 y entradas 16. La Figura 12 es una
abertura 55 provista en la cercanía de la zona inferior de la
entrada 16. La abertura 55 está prevista para la inspección,
limpieza o reparación del espacio para almacenar el obturador de la
puerta de entrada 16. La abertura 55 traspasa la pared lateral 11.
Las dos aberturas 16, 55 son adyacentes una con respecto a la otra,
de manera que cuando las dos aberturas 16, 55 están colocadas en
las proximidades del punto de soporte 27, se produce un esfuerzo de
compresión considerablemente alto. En la zona citada anteriormente,
se debe prevenir el alabeo en una zona considerablemente ancha, en
comparación con la de la zona de la esquina de la ventana 15. En tal
caso, se dispone una pluralidad de dispositivos para prevenir el
alabeo. Los dispositivos para prevenir el alabeo 53a, 53b, están
insertados respectivamente en dos celdas (formadas por dos caras y
dos refuerzos) en la pared lateral 11 que traspasa la abertura 55.
Las herramientas para prevenir el alabeo 53a, 53b están insertadas
desde el lateral de la entrada 16. La zona soldada se ha omitido en
el dibujo de la Figura 13.
Más aún, en la zona superior de la ventana 15 y
de la entrada 16 hay provistas aberturas para indicar el destino o
el código del vehículo. Esta técnica se puede aplicar también a
estas aberturas.
La realización descrita más arriba está
explicada para su aplicación en la pared lateral 11. Sin embargo,
puede ser aplicada también a las aberturas como las provistas en el
bastidor inferior 14. En el bastidor inferior 14, los perfiles con
forma hueca entre los puntos de soporte 27, 27 están dispuestos a lo
largo de la dirección longitudinal de la carrocería. En esta zona,
las aberturas están provistas mediante perforación de una de las
caras, o por perforación total en la dirección vertical, al objeto
de pasar los cables y las tuberías de aire. En las proximidades de
las aberturas, el dispositivo para prevenir el alabeo está dispuesto
en las celdas de los perfiles con forma
hueca.
hueca.
La realización mostrada en la Figura 14 y en la
Figura 15 será explicada a continuación. En la Figura 14, los
miembros de refuerzo 60 están dispuestos en el lateral del panel de
columna 18 en la dirección vertical, y en las zonas de la esquina
de los lados superior e inferior de la ventana. Los miembros de
refuerzo 60 incluyen el arco circular de la zona de la esquina. El
miembro de refuerzo 60 está fabricado doblando un perfil extruído
con forma hueca. En la Figura 15, el miembro de refuerzo 60 está
dispuesto entre la cara 31a en el lado exterior del vagón y la cara
31b en el lado interior del vagón del perfil con forma hueca 30. El
refuerzo 32 que existe entre las dos caras 31a, 31b se elimina, de
manera que se inserta el miembro de refuerzo 60. El miembro de
refuerzo 60 se suelda a las caras 31a, 31b.
Con esta estructura, se puede reducir el
esfuerzo generado por el momento flector originado en el panel de
columna 18. Más aún, el esfuerzo generado en consecuencia en la zona
de la esquina se puede reducir también. Todavía más aún, gracias a
la mejora en la rigidez del panel de columna 18, la deformación de
la totalidad de la pared lateral se puede restringir, de manera que
la rigidez a la flexión equivalente de la carrocería del vagón 10
se aumenta.
La realización de la Figura 14 y de la Figura 15
se puede combinar con los dispositivos para prevenir el alabeo 50,
51a y 51.
De acuerdo con la invención presente, se pueden
reducir los esfuerzos con incrementos mínimos de la masa, en una
carrocería en la que se utiliza un perfil con forma hueca para
formar la pared lateral y
similares.
similares.
Claims (10)
1. Una carrocería (10), que incluye paredes
laterales (11) constituidas mediante perfiles extruidos (30) cuyas
direcciones de extrusión están dispuestas en la dirección
longitudinal de dicha carrocería, teniendo dichos perfiles
extruidos caras (31);
una pluralidad de ventanas (15) cuadrangulares
provistas en dichas caras de dichos perfiles extruidos (30) a lo
largo de la dirección longitudinal de dicha carrocería;
teniendo cada una de dichas ventanas (15) un
lado superior (15A), un lado inferior (15B), y unos lados verticales
izquierdo (15C) y derecha (15D), con zonas de la esquina (15E,
15F), conectando dichos laterales verticales (15C, 15D), siendo
dichos lados superior (15A) y dicho lado inferior (15B) arcos
circulares;
caracterizada porque
el espesor de las caras de dichas caras (31) de
dichos perfiles extruidos (30) en las primeras zonas superior e
inferior (B, D) que conectan los puntos de conexión (c, e) entre
dichos lados verticales (15C, 15D) y dichos arcos circulares (15E,
15F), respectivamente, es mayor que el espesor de la cara de dichas
caras de dichos perfiles extruidos en las segundas zonas (A, F)
sobre y por debajo de dichas primeras zonas;
dicha primera zona superior (B) conteniendo
dicho punto de conexión (c) en la zona superior de la ventana está
por debajo de dicho lado superior (15A) de dicha ventana;
dicha primera zona inferior (D) conteniendo
dicho punto de conexión (e) en la arte inferior de la ventana está
por encima de dicho lado inferior (15B) de dicha ventana; y
el espesor de la cara de dichas caras (31) entre
dicha zona superior (B) y dicha zona inferior (D) es menor que el
espesor de la cara de dichas primeras zonas.
2. Una carrocería (10) de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que dichos perfiles extruidos (30) son
perfiles extruidos con forma hueca que tienen dos caras, siendo el
espesor de cada una de las dos caras (31) sustancialmente
igual.
3. Una carrocería de acuerdo con la
reivindicación 2, en la que cada cara de dichas primeras zonas (B,
D) tiene una zona convexa que se proyecta hacia el interior de
dicho perfil extruído con forma hueca (30), decreciendo el espesor
de dicha zona convexa gradualmente hacia las zonas del extremo de
dichas primeras zonas como se puede ver en una sección
vertical.
4. Una carrocería de acuerdo con las
reivindicaciones 1, 2 ó 3, en la que dichos perfiles extruidos
tienen refuerzos (32) conectados a dichas caras y el espesor de
dichos refuerzos (32) que conectan dichas caras (31c, 31d) en
dichas primeras zonas (B, D) es mayor que el espesor de dichos
refuerzos (32) que conectan dichas caras (31a, 31b) en otras
zonas.
5. Una carrocería de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, en la que dicha primera zona superior
(B), dicha primera zona inferior (D) y una zona (C) que tienen un
espesor inferior en las caras entre dichas dos primeras zonas (B,
D), están constituidas respectivamente por perfiles extruidos
diferentes.
6. Una carrocería de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 5, en la que dichos perfiles extruidos son
perfiles extruidos huecos constituidos por dos caras (31) y una
pluralidad de refuerzos (32) que conectan dichas caras entre sí;
y
una pluralidad de dispositivos para prevenir el
alabeo (50) que están instalados en una pluralidad de espacios
rodeados por dichas caras (31) y dos refuerzos (32) de dichos
perfiles con forma hueca (30) únicamente en posiciones en dicha
dirección longitudinal de las zonas de la esquina de dichas
ventanas, en una dirección perpendicular en relación con dicha
dirección longitudinal, con dichos dispositivos para prevenir el
alabeo (50) dispuestos en contacto con dichas caras (31) y dichos
refuerzos (32).
7. Una carrocería de acuerdo con la
reivindicación 6, en la que dichos dispositivos para prevenir el
alabeo (50) están instalados únicamente en dichas zonas de esquina
(15E, 15F) donde se genera esfuerzo de compresión.
8. Una carrocería de acuerdo con la
reivindicación 6, en la que dichos dispositivos para prevenir el
alabeo (50) están dispuestos en dichos espacio constituidos por uno
de dichos perfiles con forma hueca (30).
9. Una carrocería de acuerdo con la
reivindicación 6, en la que dichos refuerzos (32) de dichos perfiles
con forma hueca (30) están dispuestos en forma de celosía; y
dicho dispositivo para prevenir el alabeo (51)
tiene tres bloques que conectan dicha cara (31) y dichos dos
refuerzos (32), teniendo dichos tres bloques una longitud a lo largo
de la dirección longitudinal de dicha carrocería.
10. Una carrocería de acuerdo con la
reivindicación 9, en la que dichos dispositivos para prevenir el
alabeo están dispuestos en dichos espacios constituidos por uno de
dichos perfiles con forma hueca.
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