ES2939654T3

ES2939654T3 - Carrocería para un vehículo ferroviario

Info

Publication number: ES2939654T3
Application number: ES18704507T
Authority: ES
Inventors: Sansan Ding; Jian Du; Qinshu Tu; Chuangang Liu; Hong Li; Yunqi Shi; Werner Hufenbach; Andreas Ulbricht; Jianying Liang
Original assignee: CRRC Qingdao Sifang Co Ltd; CG Rail GmbH
Current assignee: CRRC Qingdao Sifang Co Ltd; CG Rail GmbH
Priority date: 2017-02-09
Filing date: 2018-02-06
Publication date: 2023-04-25
Anticipated expiration: 2038-02-06
Also published as: EP3580108A1; JP6877562B2; DE102017102552A1; WO2018146083A1; JP2020506112A; CN110382328A; CN110382328B; EP3580108B1; US20190389494A1

Abstract

La invención se refiere a una carrocería de automóvil para un vehículo ferroviario para el transporte de pasajeros. La carrocería del automóvil tiene al menos lo siguiente: dos paredes laterales, cada una de las cuales está hecha de un miembro longitudinal superior e inferior que están conectados por múltiples segmentos de pared lateral y columnas dispuestas verticalmente, un techo, una base, dos paredes de extremo o un extremo pared, y un módulo de cabeza, en el que los largueros inferiores de las dos paredes laterales están conectados a la base por medio de elementos de conexión en la dirección longitudinal de la carrocería, y los largueros superiores de las dos paredes laterales están conectados a la techo por medio de elementos de conexión en la dirección longitudinal de la carrocería del automóvil. El larguero inferior y el superior están diseñados como secciones perfiladas huecas de varias cámaras que son continuas en toda la longitud de la carrocería del automóvil, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Carrocería para un vehículo ferroviario

La invención se refiere a una carrocería para un vehículo ferroviario para el transporte de pasajeros, en particular para su uso en operaciones de corta distancia, como en ferrocarriles subterráneos y suburbanos, en los que los vehículos ferroviarios o las unidades de tren formadas a partir de ellos tienen que acelerar y frenar a intervalos cortos.

Las carrocerías conocidas de los vehículos ferroviarios consisten en un diseño convencional de construcción tubular con dos paredes frontales que suelen estar diseñadas como transición a una carrocería adyacente. Alternativamente, la pared frontal también puede diseñarse como cabina de conducción.

En la construcción convencional, la carrocería consta de un bastidor inferior (también llamado parte inferior de la carrocería), dos paredes laterales y un techo. En este caso, los conjuntos, especialmente las paredes laterales y el techo, presentan una estructura de soporte portante en forma de esqueleto en la que los perfiles de acero ligeros se unen entre sí o a una fina lámina que forma el revestimiento exterior mediante procedimientos de soldadura conocidos.

Para la estructura portante y el revestimiento, se utilizan cada vez más materiales ligeros y resistentes a la corrosión de aluminio o aleaciones de aluminio, además de perfiles y chapas finas de acero y acero ligero. En este caso, para lograr una mayor estabilidad, el aluminio se instala como perfil de cámara. Sin embargo, los componentes de aluminio también son susceptibles a la corrosión si se instalan en forma incorrecta.

Las desventajas de este método de construcción diferencial son el elevado coste de fabricación de los elementos de la estructura portante y del revestimiento y la elevada susceptibilidad a la corrosión debido a la conexión de forma o material de los componentes de acero o acero ligero entre sí o con otros materiales. Como consecuencia de la condensación, se produce una fuerte corrosión, especialmente en la zona de las aberturas de ventanas y puertas de las paredes laterales, por lo que los conjuntos portantes en la zona de las paredes laterales o en la zona de transición entre el techo y la pared lateral deben sustituirse periódicamente al cabo de aproximadamente 15 a 17 años.

Además del método clásico de construcción del esqueleto, especialmente para los conjuntos de techo y paredes laterales, desde hace años se intenta trasladar a la práctica principios de construcción alternativos.

Por ejemplo, la carrocería de un vehículo ferroviario se conoce del documento DE 196 19 212 A1, que consiste esencialmente en paredes horizontales y verticales, en donde las paredes horizontales sirven para formar un piso y un techo y las paredes verticales, en particular las que forman las paredes laterales, permiten la instalación de al menos una ventana y una puerta de entrada a través de los correspondientes recortes.

Para la fabricación de la carrocería, se utilizan módulos de plástico reforzado con fibra que forman semimódulos en la sección perpendicular al eje longitudinal de la carrocería.

Dos de estos semimódulos dispuestos complementariamente y que se unen en el centro transversal del vehículo, forman una sección longitudinal.

Toda la carrocería está formada por una pluralidad de dos semimódulos conectados entre sí por medios adecuados. Los semimódulos presentan preferentemente una pared interior y una pared exterior que rodean una capa intermedia o capa central. De preferencia, la pared interior y la pared exterior están hechas de plástico reforzado con fibra.

De manera particularmente preferente, los plásticos reforzados con fibras comprenden fibras de vidrio, de carbono, de basalto, textiles, de aramida y/o naturales. De manera particularmente preferente, estas fibras están rodeadas por una matriz de plásticos termoplásticos o termoestables. De manera particularmente preferente, los plásticos termoestables previstos como matriz comprenden resinas epoxídicas, resinas de poliéster insaturadas, resinas de PU, resinas de éster vinílico o resinas fenólicas.

Una desventaja de este método de construcción se deriva del tamaño de los módulos tridimensionales formados. Además, las mitades contiguas de los módulos forman una unión a tope continua en la zona del suelo de la carrocería y en la zona del techo, por lo que cabe esperar una fatiga temprana del material en esta zona de unión en situaciones de carga habituales en las que la carrocería se somete a torsión.

Del documento GB 2 030 934 A, se conoce una carrocería para un vehículo y un vehículo equipado con dicha carrocería.

En este caso, la carrocería está formada por subsegmentos modulares que están conectados entre sí de tal manera que los módulos del segmento también forman un área parcial del techo de la carrocería. Para ello, los subsegmentos presentan una prolongación en ángulo.

Para dotar a la carrocería de la resistencia necesaria, se ensamblan cada uno de los módulos en forma superpuesta. El uso de materiales de construcción clásicos, como el acero, provoca una fuerte corrosión en la zona de solapamiento o de unión de los subsegmentos o módulos de segmentos contiguos. La prefabricación de los subsegmentos en forma tridimensional y de los perfiles que los conectan exige también una gran precisión de fabricación. Al soldar los subsegmentos entre sí o a los perfiles que los conectan, se introducen cantidades comparativamente grandes de calor en las partes estructurales, lo que provoca una mayor distorsión y las consiguientes imprecisiones de fabricación. La estructura también se debilita debido a la zona afectada por el calor, comparativamente grande. El aporte involuntario de calor también provoca regularmente abombamientos o deformaciones en los módulos de segmentos de paredes finas que forman la piel exterior de la carrocería. Estas zonas con deformaciones significativas tienen que ser reelaboradas exhaustivamente mediante una nueva aportación de calor y de energía mecánica (normalización, recocido de alivio de tensiones, enderezamiento). Además, suele ser necesario rellenar y rectificar en gran medida las superficies exteriores visibles para conseguir una impresión general atractiva de la carrocería.

Si los módulos de segmento se conectan entre sí o a los perfiles adyacentes mediante uniones atornilladas o remachadas, aumenta considerablemente el riesgo de corrosión por fisuras en la zona de conexión. Además, dado que los segmentos de conexión y los módulos de segmento utilizados están fabricados con aceros o aleaciones de acero diferentes, puede producirse corrosión por contacto en una fase temprana.

El documento EP 0926036 A1 describe una carrocería para trenes de alta velocidad en construcción diferencial, que está formada por una placa de base, un techo, paredes frontales y paredes laterales, en donde una pared lateral puede estar formada por secciones dispuestas a lo largo del eje longitudinal de la carrocería, que consisten cada una en un perfil de cámara hueca de una sola pieza fabricado en plástico reforzado con fibra, en donde el perfil de cámara hueca está diseñado principalmente de tal manera que aumenta la rigidez de la carrocería. La placa del suelo, las paredes frontales y los largueros están fabricados con perfiles de aluminio extruido, lo que, a su vez, aumenta la susceptibilidad a la corrosión.

A partir del documento DE 102009045202 A1, se conoce una carrocería modular de construcción ligera, que también está diseñada en particular para su uso en vehículos ferroviarios de alta velocidad.

Para ello, la carrocería de un vehículo ferroviario de pasajeros dispone de varios módulos de carrocería que están cerrados en dirección circunferencial alrededor de un eje longitudinal, en donde los módulos de carrocería adyacentes están conectados entre sí mediante módulos de acoplamiento en forma de anillo que están cerrados en dirección circunferencial.

Este principio de diseño también se utiliza desde hace muchos años en la fabricación de fuselajes de aviones, especialmente para el tráfico de pasajeros. Debido al alto nivel de precisión de fabricación, se requieren dispositivos complejos para la prefabricación y posterior montaje de los módulos de carrocería. Incluso pequeñas imprecisiones en el ajuste pueden dar lugar a la formación de salientes en la zona de unión de dos módulos de carrocería adyacentes, que deben nivelarse mediante laboriosos trabajos de repaso (rellenado, relleno, rectificado). Además, tales salientes en la piel exterior de la carrocería provocan turbulencias aerodinámicas y un aumento del ruido, especialmente en los vehículos de alta velocidad que, según la invención, alcanzan velocidades máximas de más de 400 km/h.

Con el fin de reducir la masa total de la carrocería, la carrocería modular y con funciones integradas presenta una elevada proporción de compuestos plásticos reforzados con fibra (materiales FRP) y materiales híbridos.

Debido a la situación de carga multieje que debe asumirse en la zona de la carrocería, los módulos de acoplamiento en particular se fabrican como estructura híbrida metálica o de FRP.

El documento EP 0489294 A1 describe una carrocería para vehículos ferroviarios a base de materiales FRP. Aquí se mencionan grupos de componentes en construcción FRP, que se unen mediante los bastidores anulares circunferenciales. Al mismo tiempo, vigas superiores e inferiores de FRP recorren el eje longitudinal de la carrocería. El piso está diseñado como un armazón en forma de U. En el documento, no se puede encontrar información sobre cómo puede lograrse un aumento de la carga útil mediante una construcción en FRP.

En el documento EP 0 577 940 A1, se divulga un procedimiento de bobinado para la producción de grandes componentes en construcción de FRP. Se muestra el proceso de fabricación del interior de una carrocería con componentes moldeados entre las dos carcasas hechas de FRP. La estructura y el diseño del interior de la carrocería no son adecuados para soportar los casos de carga resultantes del funcionamiento de la carrocería. Por esta razón, es imperativo que el interior de la carrocería del vagón esté conectado a un exterior de la carrocería que esté diseñado para soportar los casos típicos de carga operativa.

El documento EP 1138 567 A2 muestra una carrocería modular de un vehículo ferroviario fabricada con materiales compuestos de fibra, que comprende un panel de techo, un cordón superior, pilares de ventana, jambas de puerta, vigas de pared lateral, un panel de suelo y módulos de escalera. Estos módulos tienen interfaces normalizadas. Se pueden producir distintas variantes de la carrocería mediante las correspondientes combinaciones de los módulos normalizados.

El documento EP 0836976 A1 muestra un vehículo ferroviario que presenta una carrocería delimitada por un módulo formado por componentes autoportantes. El piso, el techo y las superficies laterales de la parte central de la carrocería del vehículo ferroviario están delimitados por el módulo que presenta una sección transversal en forma de D. Las paredes límite de la parte central tienen una estructura en capas. Tienen superficies límite exteriores e interiores dispuestas a una distancia definida entre sí. Las paredes están hechas de un material compuesto de fibras. Entre las superficies límite exterior e interior, se dispone un relleno de espuma plástica, panales de plástico, metal o papel. Este relleno se refuerza en las zonas de conexión sometidas a grandes esfuerzos mediante inserciones metálicas adicionales.

El objetivo de la presente invención es diseñar una carrocería para un vehículo ferroviario de transporte de pasajeros, en particular para su uso en distancias cortas, como trenes subterráneos y suburbanos, de tal manera que la carga útil del vehículo ferroviario aumente en comparación con las soluciones conocidas de la técnica anterior, mientras que la masa total sigue siendo la misma, es decir, que la masa estructural de la carrocería se reduce.

Además, la construcción debe ser lo menos susceptible posible a la corrosión para permitir una larga vida útil normativa de dicho vehículo ferroviario. La carrocería del vehículo también debe requerir poco mantenimiento.

De acuerdo con la invención, la tarea se resuelve mediante una carrocería de acuerdo con la reivindicación independiente 1. Las realizaciones ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.

La carrocería según la invención está fabricada, al menos parcialmente, con materiales compuestos de plástico reforzado con fibra, de particular preferencia, con materiales compuestos de fibra de carbono, con el fin de reducir aún más la masa estructural en comparación con una carrocería según el estado de la técnica. De preferencia, la fracción de masa de plásticos reforzados con fibra en la carrocería del automóvil según la invención es de hasta el 85 %, de particular preferencia, más del 66 %. De preferencia, el plástico reforzado con fibra comprende opcionalmente plásticos termoplásticos o termoestables, de particular preferencia resinas epoxídicas, resinas de poliéster insaturadas, resinas PU, resinas de éster vinílico o resinas fenólicas, como material de matriz.

Ventajosamente, la fabricación, al menos parcial, de la carrocería a partir de plásticos reforzados con fibra da lugar a una reducción favorable de la masa estructural de la carrocería, lo que permite aumentar la carga útil durante la conducción.

Ventajosamente, esto reduce significativamente el peso de la carrocería manteniendo la estabilidad, lo que, a su vez, permite aumentar la carga útil del vehículo ferroviario. Especialmente en el caso de los trenes subterráneos, es posible transportar un número significativamente mayor de pasajeros en el mismo tiempo gracias a las longitudes de tren y los tiempos de ciclo especificados.

Ventajosamente, el uso de materiales FRP también resulta en un esfuerzo de mantenimiento claramente reducido, así como en una susceptibilidad a la corrosión significativamente reducida. Ventajosamente, la producción segmentada de segmentos idénticos de piso, techo y paredes laterales permite el uso de procedimientos y herramientas de fabricación comunes para plásticos reforzados con fibra y, asociado a esto, la adaptación flexible de, por ejemplo, la longitud de una carrocería según la invención. Además, la carrocería está diseñada para ser estanca a la presión.

La carrocería según la invención comprende al menos los subconjuntos de pared lateral, techo, piso, pared frontal y, en cada caso, dos largueros inferior y superior que discurren en forma continua en dirección longitudinal a lo largo de toda la carrocería y, opcionalmente, un módulo de cabecera. El conjunto de pared lateral de la carrocería según la invención comprende los componentes pilares de puerta, así como los segmentos de pared lateral y los largueros inferior y superior. El conjunto de techo de la carrocería según la invención comprende los segmentos de techo. El conjunto de piso de la carrocería según la invención comprende los componentes segmentos de piso y travesaño final.

De especial preferencia, los segmentos de pared lateral, techo y piso de los conjuntos individuales tienen forma de placa, cáscara o media cáscara. Los segmentos del techo o del suelo en forma de placa, de cáscara o de media cáscara están unidos a los largueros superior o inferior mediante ajuste forzado y/o ajuste de forma y/o ajuste de material. Los segmentos de la pared lateral en forma de placa, de cáscara o de media cáscara se conectan con los montantes de la puerta dispuestos verticalmente y con los largueros superior e inferior de manera forzada y/o con forma y/o con material. La pared frontal tiene forma de placa, cáscara o media cáscara.

Conjunto de techo:

De preferencia, el techo se diseña como un techo plano estructural y comprende segmentos de techo individuales que pueden diseñarse en forma diferente dependiendo de su funcionalidad. De preferencia, los segmentos del techo tienen forma de placa. De preferencia, los segmentos del techo tienen una forma sustancialmente rectangular, en donde sus lados longitudinales están dispuestos perpendicularmente al eje longitudinal de la carrocería. De preferencia, al menos 7 segmentos de techo están instalados en el conjunto de techo.

Segmentos de techo

Los segmentos de techo del conjunto de techo están diseñados como segmentos de techo de tipo estándar, segmentos de techo de tipo calefacción-ventilación-aire acondicionado o segmentos de techo de tipo final. De preferencia, el conjunto de techo contiene al menos un segmento de techo de tipo estándar, al menos un segmento de techo de tipo calefacción-ventilación-aire acondicionado y al menos un segmento de techo de tipo final.

De preferencia, el segmento de techo de tipo calefacción-ventilación-aire acondicionado presenta al menos un hueco para una unidad de aire acondicionado. De preferencia, una unidad de aire acondicionado se monta en hasta 8 elementos de montaje conectados a los largueros superiores y conectados a los huecos del segmento de techo tipo calefacción-ventilación-aire acondicionado. De preferencia, los elementos de montaje para la unidad de aire acondicionado están hechos de un material FRP.

De preferencia, al menos un segmento de techo de tipo estándar y al menos un segmento de techo de tipo calefacciónventilación-aire acondicionado están dispuestos alternativamente. Alternativamente, al menos dos segmentos de techo de tipo estándar se suceden. En otra realización alternativa, al menos dos segmentos de techo de tipo calefacción-ventilación-aire acondicionado se suceden. En otra realización alternativa, hay más segmentos de techo de tipo estándar que segmentos de techo de tipo calefacción-ventilación-aire acondicionado. En otra realización alternativa, hay más segmentos de techo de tipo calefacción-ventilación-aire acondicionado que segmentos de techo de tipo estándar.

De preferencia, el conjunto del techo comprende dos segmentos de techo de tipo final. Los segmentos de techo de tipo final representan los extremos delantero y trasero y, por lo tanto, el extremo del techo en la dirección longitudinal del vehículo.

De preferencia, los segmentos del techo están fabricados con materiales FRP.

De preferencia, los segmentos del techo comprenden al menos una pared exterior y una pared interior.

A efectos de la invención, se entiende por pared exterior la superficie que cierra la carrocería desde el exterior y que está en contacto con el entorno exterior de la carrocería. A efectos de la invención, se entiende por pared interior la superficie que está en contacto con el interior de la carrocería y, por lo tanto, con el habitáculo.

De preferencia, las paredes interior y exterior de los segmentos del techo son paralelas entre sí y cada una de ellas está hecha de una o más capas de al menos un material FRP.

De preferencia, las paredes interior y exterior están fabricadas con una orientación multiaxial de las fibras, particularmente preferible con una orientación bidireccional de las fibras, y más preferiblemente con una orientación de 0/90°.

De preferencia, las fibras se incorporan en el compuesto de plástico reforzado con fibra de los segmentos de techo en forma de mecha y/o vellón y/o tejido y/o malla y/o trenza.

De preferencia, los elementos de refuerzo se disponen entre las paredes interiores y exteriores de los segmentos del techo, en donde se diseñan como perfiles huecos rectangulares.

De preferencia, los bordes de los perfiles huecos rectangulares están dispuestos paralelamente a los bordes de los segmentos de techo.

De preferencia, los perfiles huecos rectangulares se fabrican en una o más capas de al menos un material FRP.

De preferencia, los perfiles huecos rectangulares se fabrican con orientación multiaxial de las fibras, de especial preferencia, con orientación bidireccional de las fibras.

De preferencia, los perfiles huecos rectangulares también presentan un núcleo de relleno, diseñado como un núcleo de espuma y/o de panal y/o de madera. De preferencia, en el caso del núcleo de madera, se trata de madera de balsa. Además, el relleno del núcleo también puede ser de corcho o de un material fibroso aislante. De preferencia, el relleno del núcleo sirve para transmitir el peso y las fuerzas de cizallamiento.

De especial preferencia, los perfiles huecos rectangulares se rellenan con una espuma rígida.

De preferencia, entre los perfiles huecos rectangulares, entre las paredes interior y exterior del segmento de techo, se dispone un material de núcleo plano, formado como núcleo de espuma y/o de panal y/o de madera, con el fin de garantizar la resistencia estructural y, por lo tanto, la transitabilidad.

De preferencia, el material del núcleo de un segmento de techo está formado como un tablero de espuma dura.

De preferencia, los segmentos de techo individuales se fabrican en un procedimiento de prensado, en donde la unión de los perfiles huecos rectangulares y, opcionalmente, los materiales de núcleo plano con la pared interior o exterior del segmento de techo se realiza adicionalmente mediante encolado.

De preferencia, las paredes interior y exterior de un segmento de techo presentan cada una, al menos en uno de sus lados que está alineado perpendicularmente al eje longitudinal de la carrocería, en lo sucesivo denominado lado longitudinal, una zona en la que sobresalen de los perfiles huecos rectangulares de tal manera que puede realizarse una conexión positiva entre segmentos de techo adyacentes. Ventajosamente, esta realización preferida permite la unión de segmentos de techo individuales al conjunto de techo en forma análoga a los procedimientos conocidos en el estado de la técnica para revestimientos de piso como parquet o laminado (parquet clic o laminado clic). Con especial preferencia, en uno de los dos lados largos de un segmento de techo individual, una región de la pared interior sobresale de los perfiles huecos rectangulares esencialmente en toda la longitud del lado largo, y en el lado largo opuesto a este lado largo, una región de la pared exterior sobresale de los perfiles huecos rectangulares esencialmente en toda la longitud del lado largo. Además, se prefiere especialmente la unión de los segmentos de techo individuales para formar el conjunto de techo, comenzando con los segmentos de techo dispuestos en las dos zonas finales de una carrocería. Un segmento de techo siguiente se dispone sobre cada uno de estos segmentos de techo de tal manera que la zona de la pared exterior del segmento de techo conectada a una zona final de la carrocería que sobresale de los perfiles huecos rectangulares toca la pared exterior del segmento de techo siguiente al menos indirectamente a través de una capa de adhesivo. Del mismo modo, la zona de la pared interior del siguiente segmento de techo que sobresale más allá de los perfiles huecos rectangulares entra en contacto con la pared interior del segmento de techo conectado a una zona final de la carrocería al menos indirectamente a través de una capa de un adhesivo. En otras palabras, la unión de los segmentos de techo individuales tiene lugar desde el exterior, es decir, las regiones extremas de la carrocería, comenzando hacia el interior, es decir, el centro de la carrocería. Por consiguiente, el segmento de techo que está dispuesto en el centro del conjunto de techo está diseñado de tal manera que su pared exterior no presenta un área que sobresalga más allá de los perfiles huecos rectangulares, y su pared interior sobresale más allá de los perfiles huecos rectangulares en ambos lados longitudinales de este segmento de techo. Además, se prefiere especialmente que los perfiles huecos rectangulares adyacentes de segmentos de techo adyacentes estén unidos entre sí en forma material, en particular mediante un adhesivo, lo que ventajosamente no solo da lugar a una mayor estabilidad de la conexión, sino también a la posibilidad de compensar las tolerancias de fabricación.

De preferencia, por motivos aerodinámicos y estéticos, el conjunto de techo contiene un revestimiento de techo, que está formado de manera especialmente preferente por varios elementos individuales y que también está diseñado como un compuesto de plástico reforzado con fibra.

Conjunto de piso:

El piso de la carrocería constituye la interfaz entre los pasajeros y la carrocería.

De preferencia, el conjunto de piso comprende segmentos individuales de piso, que forman el piso estructural de la carrocería, y al menos un travesaño final. De preferencia, los segmentos de piso tienen forma de placa y cubren el espacio entre los dos largueros inferiores. De preferencia, al menos los segmentos de piso están instalados en el conjunto de piso. De preferencia, el conjunto de piso comprende dos travesaños finales, que forman el extremo de la carrocería y representan una interfaz para introducir las fuerzas longitudinales en los largueros.

Segmentos de piso

Los segmentos de piso del conjunto de piso están diseñados como segmentos de piso de tipo central, segmentos de piso de tipo estándar o segmentos de piso de tipo final. De preferencia, el conjunto de piso contiene un segmento de piso de tipo central, al menos dos segmentos de piso de tipo estándar y dos segmentos de piso de tipo final.

De preferencia, hay un segmento de piso de tipo central en el centro del piso de la carrocería y, a partir de este, al menos un segmento de piso de tipo estándar a cada lado. De preferencia, hay más segmentos de piso de tipo estándar que segmentos de piso de tipo central. De preferencia, hay más de al menos dos segmentos de piso de tipo estándar. De preferencia, al menos dos segmentos de piso de tipo estándar se suceden.

De preferencia, el conjunto de piso comprende dos segmentos de piso de tipo final. Los segmentos de piso de tipo final representan los extremos respectivos y, por lo tanto, la terminación del piso.

De preferencia, los segmentos de piso están hechos de al menos un material FRP.

De preferencia^{, los segmentos del suelo comprenden al menos una pared exterior y una pared interior.}

De preferencia, las paredes interior y exterior de los segmentos de piso son paralelas entre sí y cada una de ellas está hecha de una o más capas de al menos un material FRP.

De preferencia, las paredes interior y exterior están fabricadas con una orientación multiaxial de las fibras, de particular preferencia, con una orientación bidireccional de las fibras y, más preferiblemente, con una orientación de 0/90°.

De preferencia, las fibras se incorporan en el compuesto plástico reforzado con fibra de los segmentos de piso en forma de mecha y/o vellón y/o tejido y/o malla y/o trenza.

De preferencia, entre las paredes interior y exterior de los segmentos de piso, se disponen elementos de refuerzo, que se diseñan como perfiles huecos rectangulares, preferiblemente de diferentes tamaños.

De preferencia, los perfiles huecos rectangulares están dispuestos en una fila con sus ejes longitudinales transversales al eje longitudinal de la carrocería sin ningún espacio entre las paredes interiores y exteriores de los segmentos de piso.

De preferencia, solo se disponen perfiles huecos rectangulares del mismo tamaño como elementos de refuerzo entre las paredes interior y exterior de los segmentos de piso y forman el segmento de piso de tipo estándar.

De preferencia, los perfiles huecos rectangulares de diferentes tamaños están dispuestos como elementos de refuerzo entre las paredes interiores y exteriores de los segmentos de piso y forman el segmento de piso de tipo central o el segmento de piso de tipo final.

De preferencia, los perfiles huecos rectangulares también presentan un núcleo de relleno, diseñado como un núcleo de espuma y/o de panal y/o de madera. Ventajosamente, con ello se consigue mejorar la estabilidad y el aislamiento acústico y térmico del habitáculo.

De preferencia, los perfiles huecos rectangulares están rellenos de una espuma rígida.

De preferencia, los segmentos de piso individuales se fabrican en un procedimiento de prensado, en donde la unión de los perfiles huecos rectangulares con la pared interior o exterior del segmento de piso se realiza mediante encolado.

De preferencia, las paredes interior y exterior de un segmento de piso presentan cada una, al menos en uno de sus lados que está alineado perpendicularmente al eje longitudinal de la carrocería, en lo sucesivo denominado lado longitudinal, una zona en la que sobresalen de los perfiles huecos rectangulares de tal manera que puede realizarse una conexión positiva entre segmentos de piso adyacentes. Ventajosamente, esta realización preferida permite unir segmentos de piso individuales para formar el conjunto de piso en forma análoga a los procedimientos conocidos en el estado de la técnica para revestimientos de suelo como parquet o laminado (parquet clic o laminado clic). De manera particularmente preferente, en uno de los dos lados largos de un segmento de piso individual, una región de la pared interior sobresale de los perfiles huecos rectangulares esencialmente en toda la longitud del lado largo, y en el lado largo opuesto a este lado largo, una región de la pared exterior sobresale de los perfiles huecos rectangulares esencialmente en toda la longitud del lado largo. Además, se prefiere especialmente la unión de los segmentos de piso individuales al conjunto de piso, comenzando con los segmentos de piso dispuestos en las dos zonas finales de una carrocería. Sobre cada uno de estos segmentos de piso se dispone un segmento de piso siguiente, de tal manera que la zona de la pared exterior del segmento de piso conectado a una de las zonas finales de la carrocería que sobresale de los perfiles huecos rectangulares entra en contacto con la pared exterior del segmento de piso siguiente, al menos indirectamente, a través de una capa de adhesivo. Del mismo modo, la zona de la pared interior del siguiente segmento de piso que sobresale más allá de los perfiles huecos rectangulares entra en contacto con la pared interior del segmento de piso conectado a una zona final de la carrocería del vagón al menos indirectamente a través de una capa de un adhesivo. En otras palabras, la unión de los segmentos de piso individuales tiene lugar desde el exterior, es decir, las zonas finales de la carrocería, comenzando hacia el interior, es decir, el centro de la carrocería. El segmento de piso, que está dispuesto en el centro del conjunto de piso, está diseñado de tal manera que su pared exterior no presenta un área que sobresalga más allá de los perfiles huecos rectangulares, y su pared interior sobresale más allá de los perfiles huecos rectangulares en ambos lados longitudinales de este segmento de piso. Además, se prefiere especialmente que los perfiles huecos rectangulares adyacentes de segmentos de piso adyacentes estén unidos entre sí en forma material, en particular mediante un adhesivo, lo que resulta ventajoso no solo para mejorar la estabilidad de la conexión, sino también para poder compensar las tolerancias de fabricación.

De preferencia, el conjunto de piso puede incluir, además, un revestimiento de piso formado por segmentos.

Travesaño final

De preferencia, los travesaños finales del conjunto de piso forman el extremo de la carrocería en ambos lados, conectan las paredes laterales entre sí a través de los largueros inferiores y sirven, entre otras cosas, para soportar las fuerzas de acoplamiento que se introducen en los largueros inferiores de la carrocería. De preferencia, el travesaño final absorbe al menos una parte de las cargas longitudinales. De preferencia, el travesaño de extremo absorbe al menos parte de las cargas que actúan sobre los segmentos de piso de tipo final. De preferencia, las instalaciones del sistema, como conductos y cables, se conducen a través del travesaño final.

De preferencia, el travesaño final está diseñado como un perfil hueco rectangular.

De preferencia, los travesaños finales consisten en perfiles de caja enrollados, que se adaptan a los requisitos geométricos respectivos en un paso de proceso posterior mediante mecanizado, por ejemplo, mediante fresado. De preferencia, en el travesaño final, se realizan rebajes para la unión con los elementos de unión para la introducción de las fuerzas de acoplamiento en los largueros inferiores en un paso de proceso posterior mediante procesos de mecanizado, por ejemplo, mediante fresado.

De preferencia, el travesaño final está hecho de al menos un material FRP.

De preferencia, las fibras del material FRP están orientadas multiaxialmente, de particular preferencia, bidireccionalmente.

De preferencia, las fibras se incorporan en el compuesto de plástico reforzado con fibra del travesaño final en forma de mecha, vellón, tejido, malla y/o trenza.

Conjunto de pared lateral:

De preferencia, el conjunto de pared lateral de la carrocería según la invención comprende un larguero superior y otro inferior, los segmentos de pared lateral y los pilares de puerta. Los largueros superior e inferior, junto con los pilares de las puertas que discurren verticalmente con respecto al eje longitudinal de la carrocería, forman el esqueleto portante y la columna vertebral estructural de la carrocería.

Largueros:

La carrocería según la invención presenta dos largueros superiores y dos largueros inferiores, estando cada uno de los largueros superiores e inferiores dispuestos a lo largo de toda la carrocería. De preferencia, los largueros superior e inferior terminan cada uno con la pared lateral. Ventajosamente, esto proporciona un nivel muy alto de estabilidad.

De acuerdo con la invención, los largueros superior e inferior están diseñados como perfiles huecos multicámara fabricados con un material FRP y contribuyen a una mayor reducción de la masa total en comparación con los perfiles comunes de acero o aluminio.

Además, los perfiles huecos multicámara de los largueros superior e inferior sirven ventajosamente para absorber las fuerzas longitudinales introducidas en la carrocería.

De preferencia, los largueros superior e inferior están formados por al menos dos cámaras, más preferiblemente de tres a cinco cámaras, que discurren en forma continua a lo largo del eje longitudinal de los largueros.

En particular, es preferible que los largueros superior e inferior no presenten ningún punto de separación o unión perpendicular al eje longitudinal de la carrocería. De manera particularmente preferente, los largueros están dispuestos como componentes de una sola pieza a lo largo de toda la longitud de la carrocería. Alternativamente, los largueros superior e inferior están formados por varias secciones individuales, cada una de las cuales está diseñada a lo largo del eje longitudinal de la carrocería como secciones independientes entre sí, y que están unidas entre sí por sus caras frontales de manera forzada y/o por ajuste de forma y/o material utilizando procedimientos de unión comunes.

De acuerdo con la invención, las cámaras de los perfiles huecos multicámara están rodeadas por una pared exterior. De acuerdo con la invención, la pared exterior consiste en una o más capas de al menos un material FRP. De acuerdo con la invención, las cámaras de los perfiles huecos multicámara están separadas entre sí por bandas. De preferencia, los ejes longitudinales de las bandas están alineados a lo largo del eje longitudinal de los largueros.

De preferencia, tanto la pared exterior del perfil hueco multicámara como las bandas entre las cámaras individuales de los perfiles huecos multicámara están hechas de una o más capas.

De preferencia, al menos una zona, pared exterior y/o banda del perfil hueco multicámara del larguero superior e inferior presenta un refuerzo local. De preferencia, el refuerzo local se consigue ensanchando el espacio intermedio entre las capas individuales de la pared exterior y/o las bandas, de modo que se crean zonas de relleno. De preferencia, las zonas de relleno se rellenan con fibras continúas alineadas a lo largo del eje longitudinal del soporte. De manera especialmente preferente, las zonas de relleno se rellenan con fibras de módulo ultraalto (fibras UHM). De preferencia, pueden insertarse capas intermedias adicionales en la zona del refuerzo local del larguero superior e inferior.

De manera especialmente preferente, las fibras dentro de las capas individuales que forman la pared exterior del perfil hueco multicámara y las bandas entre las cámaras individuales de los perfiles huecos multicámara están orientadas unidireccional o multiaxialmente, de manera especialmente preferente con orientación unidireccional o cuadraxial.

De preferencia, tanto la estructura en capas de la pared exterior del perfil hueco multicámara como las bandas entre las cámaras individuales de los perfiles huecos multicámara están compuestas alternativamente de capas individuales con orientación de fibra unidireccional y multiaxial, de particular preferencia, cuadraxial, en las que las capas individuales con orientación de fibra multiaxial comprenden, de particular preferencia, tejido.

De modo especialmente preferente, los largueros se fabrican mediante el proceso de pultrusión.

Largueros superiores (vigas de techo):

De preferencia, los largueros superiores están conectados directamente a los segmentos individuales de techo del conjunto de techo. Los largueros superiores establecen la conexión entre los segmentos de techo y las paredes laterales. En lo sucesivo, los largueros superiores se denominarán vigas de techo.

De modo especialmente preferente, las vigas de techo están diseñadas como perfiles huecos multicámara con al menos dos cámaras, de modo especialmente preferente, con al menos tres cámaras, ventajosamente con cinco cámaras, que discurren en forma continua a lo largo del eje longitudinal de los largueros. De manera especialmente preferente, las cámaras individuales de las vigas de techo tienen secciones transversales poligonales. De manera especialmente preferente, al menos una de las cámaras del perfil hueco multicámara está formado en sección transversal como un trapecio rectangular y al menos otra cámara está formada como un polígono rectangular. Es especialmente preferible que la sección transversal de la cámara presente esquinas redondeadas. Alternativamente, la sección transversal de la cámara presenta esquinas. El redondeo de las esquinas corresponde, en este caso, al radio de curvatura admisible de las fibras de refuerzo. De este modo, el redondeo evita ventajosamente una rotura de las fibras. La yuxtaposición de las cámaras individuales da como resultado el perfil de las vigas de techo.

De preferencia, las cavidades creadas al redondear las esquinas de las cámaras individuales, denominadas en lo sucesivo fuelles de relleno, se rellenan, además, con fibras continuas alineadas a lo largo del eje longitudinal del soporte. De manera especialmente preferente, los fuelles de relleno se rellenan con fibras de módulo ultraalto (fibras UHM).

De preferencia, un portaequipajes presenta al menos una cámara libre de elementos de fijación, tales como pernos o remaches, y puede diseñarse ventajosamente para alojar instalaciones de sistemas periféricos, por ejemplo, líneas de alimentación eléctrica.

De preferencia, las superficies de las vigas de techo previstas para unirse con los segmentos laterales o de techo se someten a un tratamiento superficial previo al proceso de unión y adaptado al proceso de unión.

Largueros inferiores (vigas de piso):

De preferencia, los largueros inferiores están conectados directamente a los segmentos individuales de piso del conjunto de piso. Los largueros inferiores establecen la conexión entre los segmentos de piso y de las paredes laterales. En lo sucesivo, los largueros inferiores se denominarán vigas de piso.

De preferencia, las vigas de piso están diseñadas como perfiles huecos multicámara con una sección transversal opcionalmente variable a lo largo de la longitud con al menos dos cámaras, de particular preferencia, con tres cámaras, que discurren en forma continua a lo largo del eje longitudinal de los largueros. De manera particularmente preferente, el perfil hueco multicámara de un larguero inferior presenta dos cámaras al menos en una región de la carrocería. De manera especialmente preferente, al menos una de las cámaras del perfil hueco multicámara de los largueros del piso está formada en sección transversal como un polígono en ángulo recto. De manera especialmente preferente, las cámaras individuales de las vigas de piso presentan secciones transversales poligonales, de manera especialmente preferente, secciones transversales triangulares y/o cuadradas. Con especial preferencia, la sección transversal de la cámara presenta esquinas redondeadas. El redondeo de las esquinas corresponde al radio de flexión admisible de las fibras de refuerzo. Alternativamente, la sección transversal de la cámara presenta esquinas. La yuxtaposición de las cámaras individuales da como resultado el perfil de las vigas de piso.

De preferencia, una viga de piso presenta un número menor de cámaras en al menos una región parcial de la carrocería que en otra región parcial de la carrocería, sirviendo los rebajes creados al reducir el número de cámaras para unirse con los elementos de refuerzo para el apoyo en el bogie.

De preferencia, la reducción del número de cámaras de las vigas de piso se consigue en un paso posterior del proceso mediante procesos de mecanizado, por ejemplo, fresado.

De preferencia, la variación de la sección transversal de las vigas de piso resulta de una yuxtaposición de perfiles huecos multicámara con diferente número de cámaras a lo largo del eje longitudinal de la carrocería.

De preferencia, las superficies de las vigas de piso inferiores previstas para unirse con segmentos laterales o inferiores se someten a un tratamiento superficial previo al proceso de unión y adaptado al proceso de unión.

Unión de las vigas de techo y de piso a los conjuntos de la carrocería

De preferencia, las vigas de techo y las vigas de piso se unen con los segmentos de la pared lateral y los pilares de la puerta para formar el conjunto de pared lateral. En otra realización, la unión se realiza a continuación con los segmentos individuales del conjunto de techo y piso y los conjuntos de pared frontal y/o módulo de cabecera. De preferencia, la unión se realiza con al menos uno de los siguientes componentes del conjunto de pared lateral y techo: segmentos de pared lateral, pilares de puerta, segmentos de techo. Además, las vigas de techo y las vigas de piso solo se unen parcialmente a los segmentos de la pared lateral, ya que estos no son continuos en la zona de los pilares de las puertas.

De preferencia, los largueros inferiores de las dos paredes laterales están conectados al piso en la dirección longitudinal de la carrocería mediante elementos de unión.

De preferencia, los largueros superiores de las dos paredes laterales están unidos al techo en la dirección longitudinal de la carrocería mediante elementos de unión.

De preferencia, los largueros superiores están unidos a los segmentos de techo y de paredes laterales y a los pilares de las puertas mediante elementos de unión. Los elementos de unión incluyen remaches, tornillos o adhesivos o una combinación de los mismos. De preferencia, al menos una parte de los elementos de unión es de metal.

De preferencia, un módulo de cabecera o una cabina de conductor están conectados a las vigas de techo mediante pernos. De preferencia, los travesaños finales están conectados a las vigas de piso mediante pernos.

De preferencia, la unión se realiza con al menos uno de los siguientes componentes del conjunto de piso y pared lateral: travesaño final, segmento de pared lateral, pilares de puerta.

Segmentos de pared lateral

De preferencia, los segmentos de pared lateral del conjunto de pared lateral están formados como segmentos en forma de placa, en forma de cáscara o en forma de media cáscara. Los segmentos de pared lateral están diseñados como segmento de pared lateral de tipo transición o segmento de pared lateral de tipo ventana. A los efectos de la invención, se entiende por segmento de pared lateral de transición un segmento de pared lateral que está dispuesto en los extremos del cuerpo de la carrocería y no presenta ningún rebaje. A efectos de la invención, se entiende por segmento de pared lateral de tipo ventana un segmento de pared lateral que no está dispuesto en los extremos de la carrocería y que presenta un rebaje. De preferencia, el segmento de pared lateral de tipo ventana presenta un rebaje en el que se puede insertar una ventana.

De preferencia, el conjunto de pared lateral incluye al menos un segmento de pared lateral de tipo transición y al menos un segmento de pared lateral de tipo ventana.

De preferencia, al menos un segmento lateral de tipo transición y al menos un segmento lateral de tipo ventana están dispuestos en forma alternativa. Alternativamente, al menos dos segmentos laterales de tipo ventana se suceden. En otra realización alternativa, al menos dos segmentos laterales de tipo transición se suceden. En otra realización alternativa, hay más segmentos de pared lateral de tipo transición que segmentos de pared lateral de tipo ventana. En otra realización alternativa, hay más segmentos de pared lateral de tipo ventana que segmentos de pared lateral de tipo transición.

De preferencia, los segmentos de pared lateral están hechos de al menos un material FRP.

De preferencia, los segmentos de pared lateral comprenden al menos una pared exterior y una pared interior.

De preferencia, la pared interior y la pared exterior del segmento de pared lateral están dispuestas a una distancia paralela entre sí y están hechas cada una de una o más capas de un material FRP.

De preferencia, las paredes interior y exterior de los segmentos laterales discurren paralelas entre sí esencialmente en toda la altura del segmento de pared lateral, disminuyendo la distancia entre las paredes interior y exterior hacia el borde superior y/o inferior del segmento de pared lateral debido a la angulación.

De preferencia, las paredes interior y exterior están fabricadas con orientación multiaxial de las fibras, de especial preferencia, la orientación bidireccional de las fibras.

De preferencia, las fibras se incorporan en el compuesto de plástico reforzado con fibra de los segmentos laterales en forma de mecha y/o vellón y/o tejido y/o malla y/o trenza.

De preferencia, entre la pared interior y la exterior de los segmentos de pared lateral, se dispone una capa intermedia para rigidizar el segmento de pared lateral, también denominada capa de rigidización.

De preferencia, la capa intermedia del segmento de pared lateral conecta zonas parciales de la pared interior con zonas parciales de la pared exterior del segmento de pared lateral y está hecha de una o más capas de un material FRP.

De preferencia, la capa intermedia de los segmentos de pared lateral está alineada paralelamente a las paredes interior y exterior del segmento de pared lateral, al menos en algunas zonas.

De preferencia, la capa intermedia discurre perpendicular a la dirección longitudinal de la pared lateral, alternativamente entre la pared interior y exterior del segmento de pared lateral, y las conecta entre sí. De manera especialmente preferente, la capa intermedia está diseñada como un perfil de sombrero alternante y serpenteante, que discurre de modo trapezoidal entre la pared exterior e interior del segmento de pared lateral.

De preferencia, la capa de rigidización está hecha con orientación de fibra multiaxial, de especial preferencia, con orientación de fibra bidireccional.

De preferencia, la capa intermedia está diseñada como una capa de núcleo de espuma y/o de panal y/o de madera y sirve, además, como aislamiento acústico y térmico del habitáculo. De preferencia, la capa intermedia está diseñada como una espuma rígida. De preferencia, el núcleo de espuma rígida está diseñado en forma de varias tiras trapezoidales colocadas unas contra otras, que se insertan en y/o verticalmente (de arriba abajo) a la dirección longitudinal del vehículo entre las paredes interior y exterior. Ventajosamente, la capa intermedia sirve para aislar el interior de la carrocería del vehículo contra el sonido y el calor.

De preferencia, la capa intermedia está formada por una combinación de núcleos trapezoidales individuales de espuma rígida y una capa de una o varias capas de un material FRP que discurre alternativamente entre ellos. De preferencia, los segmentos de pared lateral individuales se fabrican mediante un laminado húmedo que se cura en un horno al vacío o en un autoclave, por lo que la unión de los núcleos de espuma y/o de panal y/o de madera con la pared interior o exterior del segmento de pared lateral se realiza adicionalmente mediante encolado.

Pilares de puerta

De preferencia, el esqueleto portante de la carrocería según la invención se completa con pilares de puerta para conectar las vigas de piso y del techo. De preferencia, los pilares de puerta junto con los segmentos de paredes laterales conectan las vigas de techo y de piso de la carrocería según la invención.

De preferencia, los pilares de puerta presentan un perfil en forma de U o de C o un perfil doble en forma de C y están hechos de una o varias capas de un material FRP.

De preferencia, las fibras en las capas individuales están alineadas multiaxialmente, de especial preferencia, bidireccionalmente.

De preferencia, las fibras se incorporan en el compuesto plástico reforzado con fibra en forma de mecha y/o vellón y/o tejido y/o malla y/o trenza.

De preferencia, los rebajes en los pilares de la puerta se consiguen en un paso posterior del proceso mediante procedimientos de mecanizado, por ejemplo, fresado.

De preferencia, los rebajes sirven para alojar la electrónica de control de las puertas automáticas.

De preferencia, los pilares de la puerta presentan interfaces con todos los componentes contiguos del sistema. Para ello, se dispone de un patrón de orificios de cualquier geometría producido por fresado en la superficie intermedia C. Conjunto de pared frontal

De preferencia, el conjunto de paredes frontales cierra la carrocería, por lo que cada carrocería presenta al menos una pared frontal. De preferencia, la pared frontal presenta un rebaje que define la zona de paso a las carrocerías acopladas, de modo que la pared frontal forma un marco en forma de U que está abierto por un lado y está particularmente abierto en la parte inferior.

De preferencia, la carrocería de acuerdo con la invención presenta el conjunto de paredes frontales en sus respectivos extremos que están previstos para la conexión con otras carrocerías. De preferencia, la carrocería según la invención no presenta una pared frontal en el lado destinado a la conexión con el módulo de cabecera o la cabina.

De preferencia, la pared frontal está hecha de al menos un material FRP.

De preferencia, la pared frontal comprende al menos una pared exterior y una pared interior.

De preferencia, las paredes interior y exterior de la pared frontal son paralelas entre sí y cada una de ellas está hecha de una o más capas de plástico reforzado con fibra.

De preferencia, las paredes interior y exterior de la pared frontal discurren esencialmente paralelas entre sí a lo largo de toda la superficie del armazón, por lo que la distancia entre las paredes interior y exterior se reduce hacia el exterior del armazón doblándose hasta tal punto que las paredes interior y exterior están en contacto superficial directo entre sí.

De preferencia, las fibras se incorporan en el compuesto de plástico reforzado con fibra de la pared frontal en forma de mecha y/o vellón y/o tejido y/o malla y/o trenza.

De preferencia, una capa intermedia para rigidizar la pared frontal, también denominada capa de rigidización, está dispuesta entre la pared interior y exterior de la pared frontal.

De preferencia, la capa intermedia está diseñada como un núcleo de espuma y/o de panal y/o de madera y sirve, además, como aislamiento acústico y térmico del habitáculo.

De manera particularmente preferente, la carrocería según la invención se utiliza para la fabricación de un vehículo ferroviario para el transporte de pasajeros para su uso en la explotación de distancias cortas, como en los ferrocarriles subterráneos y suburbanos, en los que los vehículos ferroviarios o las unidades de tren formadas a partir de ellos se aceleran y frenan a intervalos cortos.

Para la realización de la invención, también es conveniente combinar las mencionadas conformaciones, realizaciones y características de las reivindicaciones según la invención en cualquier disposición.

La invención se explica a continuación mediante una serie de ejemplos de realización. Los ejemplos de realización pretenden describir la invención sin limitarla.

La invención se explica con más detalle con ayuda de los dibujos. En ellos, se muestra:

Fig. 1 carrocería en vista en planta y lateral desde el exterior,

Fig. 2 secciones transversales de la carrocería a lo largo de las líneas A-A, B-B y C-C,

Fig. 3 vista de una junta entre la viga de techo y el segmento de techo,

Fig. 4 sección y corte transversal de una viga de techo,

Fig. 5 vista detallada de una viga de techo en sección transversal,

Fig. 6 sección de una viga de piso y secciones transversales en varios puntos de la viga de piso,

Fig. 7 vista detallada de una viga de piso en sección transversal,

Fig. 8 pared frontal de la carrocería en sección transversal,

Fig. 9 vista despiezada de la carrocería,

Fig. 10 vista en perspectiva de la carrocería,

Fig. 11 segmento de pared lateral de tipo ventana y sección transversal de un segmento de pared lateral de tipo ventana de la carrocería,

Fig. 12 pilar de puerta de la carrocería en vista lateral y en sección transversal,

Fig. 13 vista en perspectiva del travesaño final de la carrocería en detalle,

Fig. 14 segmento de piso de la carrocería en una vista en perspectiva despiezada, en sección transversal y en una vista en perspectiva en estado montado,

Fig. 15 segmento de techo de la carrocería en una vista en perspectiva despiezada, en sección transversal y en una vista en perspectiva en estado montado,

Fig. 16 vista general del revestimiento de techo.

La Figura 1 muestra toda la carrocería 1 en vista lateral desde el exterior (Fig. A) y en vista en planta (Fig. B). La vista lateral (Fig. A) muestra en particular la pared lateral con los segmentos 301 de pared lateral, en donde estos comprenden segmentos 302 de pared lateral de tipo final y segmentos 303 de pared lateral de tipo ventana. La vista superior de la carrocería 1 (Fig. B) muestra en particular las vidas 601 de techo y el techo, en particular con los segmentos 203 de techo del tipo calefacción-ventilación-aire acondicionado.

La Figura 2 muestra una sección transversal de la carrocería de la Figura 1 a lo largo de la línea A-A (Figura A). La Figura 2 también muestra una sección transversal de la carrocería de la Figura 1 en la zona de la puerta a lo largo de la línea B-B (Figura B).

La Figura 2 también muestra una sección transversal de la carrocería de la Figura 1 a lo largo de la línea C-C (Figura C).

En particular, todas las Figuras de la Figura 2 muestran las secciones transversales de las vigas 602 de piso y de las vigas 601 de techo, así como un segmento 401 de piso. La Figura B también muestra la sección transversal de un segmento 303 de pared lateral de tipo ventana en la zona adyacente al rebaje previsto para una ventana, mientras que la Figura C muestra la sección transversal de un segmento 303 de pared lateral de tipo ventana en la zona del rebaje 309.

La Figura 3 muestra la unión entre una viga 601 de techo y un segmento 201 de techo en sección transversal con una vista a lo largo del eje longitudinal de la carrocería del vehículo. El segmento 201 de techo está unido a través de la pared 207 interior al perfil hueco multicámara de la viga 601 de techo formado por las cámaras 604 y las bandas 605 mediante una junta adhesiva. Existe otro punto de unión entre la viga 601 de techo y la pared 206 exterior del segmento 201 de techo a través del elemento 204 angular. El segmento 201 de techo presenta elementos 209 de refuerzo y un núcleo 208 de espuma.

La Figura 4 muestra en la Figura A una sección de una viga 601 de techo de la carrocería en vista en perspectiva y la correspondiente sección transversal con dirección de visión a lo largo del eje longitudinal de la carrocería del vehículo (Figura B) del perfil hueco multicámara de la vida 601 de techo. Entre las cinco cámaras 604, se disponen bandas 605. Además, la viga 601 de techo presenta esquinas 603 redondeadas.

La Figura 5 muestra una vista de una viga 601 de techo análoga a la ilustración de la Fig. 4, Figura B, con una representación detallada de la estructura de capas de fibra. Las vigas 601 de techo están fabricadas en un proceso de pultrusión híbrido continuo (por ejemplo, un proceso de “pullwinding” o “pullbraiding”) con 5 núcleos (no mostrados) y una sección transversal constante a lo largo de 21 m. La viga 601 de techo presenta cinco números romanos I a V. La sección transversal de los núcleos es constante. La viga 601 de techo presenta cinco cámaras 604 huecas marcadas con los números romanos I a V, cada una de ellas formada como un polígono y con las esquinas 603 redondeadas. Al menos una cámara (V) es hueca. Al menos una cámara (V) está diseñada como un trapecio rectangular. La pared 606 exterior y las bandas 605 entre las cámaras 604 individuales están hechas cada una de 4 capas de malla cuadraxial con un grosor individual de 1,8 mm y una orientación de las fibras de 0°, -45°, 45° y 90°. Las zonas portantes de la viga 601 de techo, el cordón 607 superior y el cordón 608 inferior, presentan una estructura de capas diferenciada. Aquí, además de las 4 capas de la pared exterior, se insertan en cada caso dos capas 611 intermedias de malla cuadraxial con un grosor de 1,8 mm. En las zonas 609 de relleno entre las capas individuales, se insertan en cada caso capas de 3 mm de grosor de fibras unidireccionales UHM (fibras de módulo ultraalto). Debido a las capas 611 intermedias y a las zonas 609 de relleno rellenas con fibras UHM, la viga 601 de techo presenta un refuerzo local en el cordón 607 superior y en el cordón 608 inferior, respectivamente. Los fuelles 610 de relleno, resultantes del redondeo de las esquinas 603, están rellenas de fibras UHM unidireccionales.

En un ejemplo de realización, la viga 601 de techo presenta dimensiones de 21070 mm x 350 mm x 381 mm (largo x ancho x alto). En esta realización, la viga 601 de techo presenta una masa aproximada de 490 kg.

La Figura 6 muestra una sección de una viga 602 de piso de la carrocería (Fig. A) y la sección transversal correspondiente con vista en el eje longitudinal de la carrocería (Fig. B), así como una sección transversal a través de otra área de la viga 602 de piso (Fig. C). El área de sección transversal de la viga 602 de piso mostrada en la Fig. 6, Fig. C se reduce en tamaño en comparación con el área de sección transversal de la viga 602 de piso mostrada en la Fig. 6, Figura B por el hecho de que la cámara 604 designada por el número II se ha eliminado mediante mecanizado. Entre las cámaras 604, se disponen bandas 605. La viga 602 de piso presenta esquinas redondeadas 603.

La Figura 7 muestra una sección transversal de la viga 602 de piso similar a la mostrada en la Fig. 6, Figura B con una vista detallada de la estructura de la capa de fibra. La viga 602 de piso está fabricada en un proceso de pultrusión híbrido continuo (por ejemplo, un proceso de “pullwinding” o “pullbraiding”) con tres núcleos y una sección transversal constante a lo largo de 21 m. La viga 602 de piso presenta tres cámaras 604 huecas con secciones transversales poligonales identificadas por los números romanos I a III, en donde una cámara (III) se diseña con una sección transversal triangular y dos cámaras (I, II) se diseñan con una sección transversal cuadrada, cada una con esquinas 603 redondeadas. La pared 606 exterior y las bandas 605 entre las cámaras 604 individuales están hechas cada una de 4 capas de malla cuadraxial con un grosor individual de 1,8 mm y una orientación de las fibras de 0°, -45°, 45° y 90°. Las zonas portantes de la viga 601 de piso, el cordón 607 superior y el cordón 608 inferior presentan una estructura de capas diferenciada. Aquí, además de las 4 capas de la pared exterior, se insertan en cada caso dos capas 611 intermedias de malla cuadraxial con un grosor de 1,8 mm. En las zonas de relleno 609 entre las capas individuales, se insertan en cada caso capas de 3 mm de grosor de fibras unidireccionales UHM (fibras de módulo ultraalto). Debido a las capas 611 intermedias y a las zonas 609 de relleno rellenas con fibras UHM, la viga 601 de piso presenta un refuerzo local en el cordón 607 superior y en el cordón 608 inferior, respectivamente. Los fuelles 610 de relleno, resultantes del redondeo de las esquinas 603, están rellenos de fibras UHM unidireccionales.

En un ejemplo de realización, una viga 602 de piso tiene unas dimensiones de 21030 mm x 215 mm x 232 mm (largo x ancho x alto) y una masa de aproximadamente 370 kg.

La Figura 8 muestra en la Fig. A un conjunto de pared 5 frontal utilizando el ejemplo de una pared 501 frontal a una carrocería adyacente y, en la Fig. B, su sección transversal. La pared 501 frontal está formada por una pared 504 interior y una pared 503 exterior, cada una de ellas de 3 mm de grosor, cada una de las cuales está formada por varias capas individuales de tejido bidireccional con fibras que discurren en las direcciones 0° y 90° y un grosor de 0,5 mm. Entre las paredes interior y exterior, se inserta un núcleo 505 plano de espuma rígida de PET. La pared 501 frontal se fabrica mediante un proceso de laminado manual y un proceso en autoclave para la unión final de los elementos individuales para formar el componente acabado.

La Figura 9 muestra una vista en despiece de la carrocería 1 y la Figura 10, una vista en perspectiva de la carrocería 1 de la Figura 9, en donde se muestran los siguientes componentes de la carrocería: las vigas 601 de techo y las vigas 602 de piso, los segmentos 301 de la pared lateral consistentes en la pared 306 interior y la pared 305 exterior del segmento 301 de pared lateral y la capa 307 intermedia, los segmentos 308 del núcleo de espuma, los pilares 304 y 304' de las puertas, los segmentos 401 de piso, la pared 5 frontal, los travesaños 405 finales, los segmentos individuales de techo, tales como el segmento 202 de techo de tipo final, el segmento 201 de techo de tipo estándar y el segmento 203 de techo de calefacción-ventilación-aire acondicionado. La Figura 10 también muestra el revestimiento 205 del techo.

La Figura 11 muestra un segmento 303 de pared lateral de tipo ventana de una carrocería (Fig. 11, Figura A) y una sección transversal asociada del segmento 303 de pared lateral a lo largo de la línea de intersección N-N (Fig. 11, Figura B), así como una vista detallada de la sección transversal en la Fig. 11, Figura C (marcada por un marco en la Fig. 11, Figura B). El segmento 303 de pared lateral de tipo ventana consta de una pared 306 interior, cada una de 3 mm de grosor, y una pared 305 exterior, cada una de las cuales consta de múltiples capas únicas de tejido bidireccional con fibras en las direcciones 0° y 90° y un grosor de 0,5 mm por capa única. Los núcleos 308 de espuma rígida de PET con sección transversal trapezoidal se insertan y pegan alternativamente entre la pared 306 interior y la pared 305 exterior, insertándose los núcleos 308 en la región inferior del segmento 303 de la pared lateral de tipo ventana en la dirección longitudinal del vehículo y en la región superior del segmento 303 de la pared lateral de tipo ventana alrededor del rebaje 309 para la ventana verticalmente con respecto a la dirección longitudinal del vehículo. En el caso de la unión, se trata de una unión estructural clásica con una separación de unión de 0,25-0,40 mm. Además, una capa 307 intermedia de tejido bidireccional de 3 mm de grosor discurre alternativamente entre los núcleos de espuma. Los segmentos 303 de pared lateral de tipo ventana se fabrican mediante un proceso de laminado manual y un proceso en autoclave para la unión final de los elementos individuales para formar el componente acabado.

Un ejemplo de realización de un segmento 303 de pared lateral de tipo ventana presenta dimensiones de 3150 mm x 2260 mm x 50 mm (longitud x anchura x altura). Este ejemplo de realización presenta una masa de aproximadamente 85 kg.

La Figura 12 muestra dos ejemplos de realización 304 y 304' de un pilar de puerta de la carrocería en vista lateral (Fig. 12, Figura A y Fig. 12, Figura C) y en sección transversal (Fig. 12, Figura B y Fig. 12, Figura D). Los pilares 304, 304' de puerta se fabrican con un grosor de 6 mm, consistente en capas únicas de tejido bidireccional, cada una con un grosor de 0,5 mm por capa única, en un procedimiento de prensado. Los pilares de puerta del tipo 304' pueden contener ventajosamente líneas de alimentación eléctrica, por ejemplo, para controlar el mecanismo de apertura de la puerta.

La Figura 13 muestra una vista en perspectiva (Fig. 13, Figura A) del travesaño final 405 de la carrocería en una vista que mira en el eje longitudinal de la carrocería (Fig. 13, Figura B) con los rebajes 410 realizados posteriormente, que alojan elementos de unión que aseguran la transmisión de las fuerzas longitudinales a las vigas de piso a través de un travesaño principal (no mostrado). La Figura 13, Figura C, muestra la sección transversal del travesaño 405 final.

La Figura 14 muestra un segmento 401 de piso de la carrocería en una vista en perspectiva despiezada (Fig. 14, Figura A), así como una sección transversal a través de dos segmentos 401 de piso adyacentes (Fig. 14, Figura B) durante el montaje. El segmento 401 de piso se fabrica con una altura total de 60 mm. El segmento 401 de piso presenta una pared 407 interior y una pared 406 exterior, cada una con un grosor total de 2,0 mm, compuestas por capas individuales con un grosor de 0,5 mm y un peso de base de 400 g/m2. Las fibras de carbono de las capas individuales se introducen en forma de tejido bidireccional en la matriz plástica de resina epoxídica mediante un procedimiento de laminación con posterior curado al vacío y recorrido en las direcciones 0° y 90°. Entre la pared 407 interior y la pared 406 exterior del segmento 401 de piso, se disponen seis perfiles huecos rectangulares directamente enfrentados como elementos 408 de refuerzo transversales al eje longitudinal de la carrocería y pegados a la pared 407 interior. En este caso, se trata de un encolado estructural clásico con una distancia de encolado de 0,25 - 0,40 mm. Los perfiles 408 huecos rectangulares con un tamaño de 250 mm x 56,5 mm se trenzan con un grosor de pared de 1,0 mm directamente sobre un núcleo de espuma dura de PET estructurado de Airex T90.60 en un proceso de trenzado (proceso “pullbraiding”), en donde las fibras presentan un curso de fibra en dirección ±45° y están incrustadas en una matriz termoendurecible de resina epoxídica. Un segmento 401 inferior se termina mediante un procedimiento de prensado para realizar la unión con la pared 407 interior y para lograr la forma final del segmento 401 inferior, incluidas las juntas 409 para conectar con segmentos inferiores adyacentes. La Fig. 14, Figura B ilustra la unión positiva entre segmentos 401 de piso adyacentes a través de las juntas 409 después del montaje, además de la unión adhesiva.

La Figura 15 muestra un segmento 201 de techo de tipo estándar de la carrocería en una vista en perspectiva despiezada (Fig. 15, Figura A), así como una sección transversal a través de dos segmentos 201 de techo adyacentes (Fig. 15, Figura B) durante el montaje. El segmento 201 de techo se fabrica con una altura total de 50 mm. El segmento 201 de techo presenta una pared 207 interior y una pared 206 exterior, con un grosor total de 1,0 mm y 2,0 mm, respectivamente, compuestas por capas individuales con un grosor de 0,5 mm y un peso de base de 400 g/m2. Las fibras de carbono se incorporan en forma de malla bidireccional en la matriz plástica de resina epoxídica y discurren en dirección 0° y 90°. Entre la pared 207 interior y la pared 206 exterior del segmento 201 de techo, se disponen perfiles huecos rectangulares a lo largo de los bordes exteriores del segmento 201 de techo como elementos 209 de refuerzo y se pegan a la pared 206 exterior. En este caso, se trata de una unión estructural clásica con un espacio de unión de 0,25-0,40 mm. Los perfiles 209 huecos rectangulares con un tamaño de 100 mm x 56,5 mm y un grosor de pared de 1,5 mm se trenzan directamente sobre un núcleo de espuma rígida de PET en un procedimiento de trenzado (proceso “pullbraiding”), en donde las fibras presentan un curso de fibra en dirección ±45° y están incrustadas en una matriz termoendurecible de resina epoxídica. Entre la pared 207 interior y la pared 206 exterior y el marco formado por perfiles huecos rectangulares rellenos de espuma de PET, se dispone un núcleo 208 de espuma rígida de PET de estructura plana fabricado con Airex T90.60, que se pega a la pared 206 exterior. En este caso, se trata de un encolado estructural clásico con una separación de encolado de 0,25-0,40 mm. El acabado de un segmento 401 de techo se realiza mediante un procedimiento de prensado para hacer la unión con la pared interior y para lograr la forma final del segmento 401 de techo incluyendo las juntas 210 para unir con otros segmentos 201 de techo. La Fig. 15, Figura B ilustra la unión positiva entre segmentos 201 de techo adyacentes a través de las juntas 210 después del montaje, además de la unión adhesiva.

La Figura 16 muestra un plano despiezado de un revestimiento 205 de techo.

Signos de referencia

1 Carrocería

2 Conjunto de techo

201 Segmento de techo de tipo estándar

202 Segmento de techo tipo final

203 Segmento de techo de tipo calefacción-ventilación-aire acondicionado

204 Elemento angular

205 Revestimiento de techo

206 Pared exterior del segmento de techo

207 Pared interior del segmento de techo

208 Núcleo de espuma del segmento de techo

209 Elemento de refuerzo del segmento de techo

210 Junta con el segmento de techo adyacente

3 Conjunto de pared lateral

301 Segmento de pared lateral

302 Segmento de pared lateral de tipo transición

303 Segmento de pared lateral de tipo ventana

304 Pilar de puerta

304' Pilar de puerta

305 Pared exterior del segmento de pared lateral de tipo ventana

306 Pared interior del segmento de pared lateral de tipo ventana

307 Capa intermedia

308 Segmentos de núcleo de espuma

309 Rebaje

4 Conjunto de piso

401 Segmento de piso

402 Segmento de piso de tipo central

403 Segmento de piso de tipo estándar

404 Segmento de piso de tipo final

405 Travesaño final

406 Pared exterior del segmento de piso

407 Pared interior del segmento de piso

408 Elemento de refuerzo del segmento de piso

409 Unión con el segmento de piso adyacente

410 Realización

5 Conjunto de pared frontal

501 Pared frontal a la carrocería adyacente

502 Pared frontal a la cabina del conductor adyacente

503 Pared exterior de la pared frontal

504 Pared interior de la pared frontal

505 Núcleo de espuma de la pared frontal

6 Larguero

Viga de techo

Viga de piso

Esquina redondeada

Cámara hueca (polígono cuadrado)

Banda

Pared exterior del larguero

Cordón superior

Cordón inferior

Zona de relleno

Fuelle de relleno

Capas intermedias

Claims

REIVINDICACIONES

1. Carrocería (1) de un vehículo ferroviario para el transporte de pasajeros destinado a recorridos cortos, en donde - la carrocería (1) presenta al menos:

- dos paredes (3) laterales, cada una de ellas formada por un larguero inferior y otro superior (602, 601), que están unidos por una pluralidad de segmentos (301) de pared lateral y columnas (304, 304') dispuestas verticalmente, y - un techo (2), y

- un piso (4), y

- dos paredes (5) frontales o una pared (5) frontal y un módulo de cabecera,

- los largueros (602) inferiores de las dos paredes (3) laterales están unidos al piso (4) en la dirección longitudinal de la carrocería mediante elementos de unión,

- los largueros (601) superiores de las dos paredes (3) laterales están unidos al techo (2) en la dirección longitudinal de la carrocería mediante elementos de unión,

- los largueros (602, 601) inferior y superior están diseñados como perfiles huecos multicámara que se extienden por toda la longitud de la carrocería, cada uno de ellos con al menos dos cámaras (604),

- los largueros (602, 601) inferior y superior son de plástico reforzado con fibras,

- las dos paredes (5) frontales o una pared (5) frontal y un módulo de cabecera están conectados perpendicularmente a la dirección longitudinal de la carrocería en forma forzada y/o mediante bloqueo de forma y/o de material a los largueros (601, 602) superior e inferior mediante elementos de unión,

- las paredes (3) laterales, el techo (2), el piso (4) y las paredes (5) frontales o la pared (5) frontal y el módulo de cabecera están compuestos, al menos parcialmente, de plástico reforzado con fibras,

- los elementos de unión son, al menos en parte, metálicos, y

- las cámaras (604) de los largueros (602, 601) inferior y superior están separadas entre sí por bandas (605) y están rodeadas por al menos una pared (606) exterior formada por una o varias capas de material compuesto plástico reforzado con fibras.

2. Carrocería (1) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto plástico reforzado con fibras comprende fibras de vidrio, de carbono, de aramida, de basalto, textiles y/o naturales en una matriz de plásticos termoplásticos o termoestables.

3. Carrocería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque los plásticos termoestables comprenden resinas epoxídicas, resinas de poliéster insaturadas, resinas PU, resinas de éster vinílico o resinas fenólicas.

4. Carrocería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las fibras del compuesto plástico reforzado con fibras están alineadas unidireccional y/o multiaxialmente.

5. Carrocería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque las fibras del compuesto plástico reforzado con fibras se introducen en forma de mechas, vellones, tejidos, mallas y/o trenzas.

6. Carrocería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los perfiles huecos multicámara de los largueros (601) superiores presentan al menos dos, de particular preferencia, de tres a cinco cámaras (604).

7. Carrocería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el perfil hueco multicámara de un larguero (602) inferior en los extremos de la carrocería (1) presenta al menos dos, de particular preferencia, tres cámaras (604).

8. Carrocería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque los perfiles huecos multicámara de los largueros (602, 601) inferior y superior están formadas a lo largo del eje longitudinal de la carrocería como secciones independientes entre sí y unidas entre sí por sus caras frontales.

9. Carrocería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque las cámaras (604) de los largueros (602, 601) inferior y superior están formadas como secciones transversales cuadradas, estando las secciones transversales redondeadas en las esquinas.

10. Carrocería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque los largueros (601, 602) superior e inferior presentan un refuerzo local al menos en una región de la pared (606) exterior y/o de la banda (605).

11. Carrocería (1) de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque, en la región del refuerzo local de los largueros (601,602) superior e inferior, las zonas (609) de relleno entre las capas individuales y/o los fuelles (610) de relleno están rellenas de fibras continuas.

12. Carrocería (1) de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizada porque al menos una capa intermedia está dispuesta en la región del refuerzo local del larguero (601,602) superior e inferior.

13. Carrocería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque las cámaras (604) de los largueros (602) inferiores están diseñadas como secciones transversales triangulares y/o cuadradas, estando las secciones transversales redondeadas en las esquinas.

14. Carrocería (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizada porque al menos una cámara (604) de los largueros (601) superiores está diseñada en sección transversal como un polígono en ángulo recto y al menos una cámara (604) de los largueros (602) inferiores está diseñada en sección transversal como un polígono en ángulo recto, estando las secciones transversales redondeadas en las esquinas.