ES2941724T3 - Procedimiento para fabricar un componente grande para un vehículo ferroviario a partir de perfiles huecos de metal ligero - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método para producir un gran componente (1) para vehículos sobre raíles, consistente dicho componente en perfiles huecos de metal ligero (2), en el que dichos perfiles huecos de metal ligero (2) están interconectados en una secuencia específica por mediante un método de soldadura, y se eliminan al menos algunas secciones de una capa superior (3) de las secciones perfiladas huecas de metal ligero (2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para fabricar un componente grande para un vehículo ferroviario a partir de perfiles huecos de metal ligero

Sector de la técnica

La invención se refiere a un procedimiento para fabricar un componente grande para un vehículo ferroviario a partir de perfiles huecos de metal ligero, así como a un perfil hueco de metal ligero.

Estado de la técnica

La carrocería de un vehículo ferroviario para pasajeros puede fabricarse mediante la llamada forma constructiva integral, en la que se unen perfiles metálicos para formar componentes grandes y los mismos a su vez para formar una carrocería. Los componentes grandes son usualmente una pared lateral, un bastidor inferior, un techo o una pared frontal, utilizándose usualmente como técnica de unión de los perfiles metálicos entre sí, así como para la unión de los componentes grandes, un procedimiento de soldadura. Esta forma constructiva permite un elevado grado de automatización de la fabricación y, cuando se utilizan perfiles de metal ligero, también que la carrocería tenga una masa relativamente reducida. Los propios perfiles metálicos están configurados usualmente como perfiles huecos cerrados y pueden presentar características adicionales, como bandas de fijación o seguros del baño de soldadura para la fabricación subsiguiente. Estos cordones de soldadura tienen, debido a determinados nexos metalúrgicos, una resistencia inferior a la de los perfiles de metal ligero a unir, lo cual hace que sea conveniente disponer estos cordones de soldadura en lo posible en zonas sometidas a poca carga. Sólo se puede incidir en pequeña medida en la necesidad de un aumento de resistencia local en carrocerías, por ejemplo junto a aberturas de puertas o ventanas, ya que los perfiles metálicos tienen a lo largo de su extensión longitudinal siempre la misma sección transversal. Así tiene una carrocería en la forma constructiva integral a menudo una masa mayor que la que sería necesaria para cumplir las exigencias de resistencia. Una solución posible a este problema puede encontrarse fabricando una carrocería de metal ligero en forma constructiva diferencial. En carrocerías de acero es común esta forma constructiva, en la cual los componentes grandes están constituidos a partir de un entramado de cuadernas y largueros revestidos de chapa. La chapa exterior se ensambla entonces con la estructura del marco usualmente mediante cordones de soldadura por puntos o cordones de filete. No es realizable tecnológicamente una forma constructiva integral de acero, que implicaría un menor coste de fabricación. En carrocerías de aluminio exige una forma constructiva diferencial tradicional una gran cantidad de cordones de soldadura, que tampoco puede realizarse a menudo de forma automatizada y que por lo tanto genera elevados costes de fabricación. Por lo tanto, además del debilitamiento del material debido a soldaduras, se evita esta forma constructiva en metal ligero. En la solicitud de patente europea EP 0790 168 A1 se da a conocer una estructura de carrocería para un vehículo ferroviario que está constituida a partir de una pluralidad de perfiles de cámara, unidos entre sí tal que no pueden separarse. Aberturas, como ventanas, se practican entonces una vez ensamblados los perfiles de cámara.

Presentación de la invención

La invención tiene por tanto el objetivo básico de especificar un procedimiento para fabricar un componente grande para un vehículo ferroviario a partir de perfiles huecos de metal ligero, el cual permita cumplir exigencias específicas en cuanto a resistencia en determinadas posiciones del componente grande y a la vez lograr un peso del componente grande lo más reducido posible con un grado de automatización elevado y lograr, debido a ello, bajos costes de fabricación.

El objetivo se logra mediante un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Ventajosas variantes de configuración son objeto de reivindicaciones subordinadas.

Así puede lograrse la ventaja de poder construir un componente grande para un vehículo ferroviario que por un lado pueda fabricarse de forma automatizada y económica y por otro lado pueda realizarse tan flexible en cuanto a exigencias de resistencia local como mediante una forma constructiva diferencial.

De acuerdo con la invención se unen usualmente varios perfiles huecos de metal ligero entre sí y a continuación se retiran partes de una capa de cubierta de los perfiles huecos de metal ligero ensamblados. De esta manera puede ahorrarse peso en posiciones en las cuales no existe ninguna exigencia elevada en cuanto a resistencia (por ejemplo a una distancia suficiente de entalladuras de ventana), sin reducir apreciablemente la resistencia necesaria del componente grande.

La superficie a retirar de la capa de cubierta viene determinada por las exigencias en cuanto a resistencia al componente grande y/o a la carrocería. Para poder lograr un ahorro relevante en cuanto a peso, debe retirarse una gran parte de la capa de cubierta, siendo ventajoso retirar al menos un 50% de la superficie de la capa de cubierta interior de un componente grande.

Entonces es especialmente ventajoso ensamblar los perfiles huecos de metal ligero entre sí mediante un procedimiento de soldadura que puede automatizarse y a continuación retirar parcialmente la capa de cubierta de los perfiles huecos de metal ligero ensamblados mediante un procedimiento de fresado igualmente automatizable. Esto es ventajoso en particular ya que en una fabricación tradicional de un componente grande para un vehículo ferroviario en forma constructiva integral ha de realizarse de todos modos una mecanización con arranque de viruta (por ejemplo para fabricar entalladuras de ventanas y de puertas). Entonces puede estar prevista la retirada de la capa de cubierta sencillamente como etapa adicional de trabajo y no es necesario ningún trabajo adicional de transporte o instalación. Es especialmente ventajoso retirar, al menos parcialmente, la capa de cubierta de los perfiles huecos de metal ligero ensamblados en aquel lugar que tras el ensamblaje del componente grande constituye el lado interior del vehículo ferroviario.

Los puentes que quedan tras retirar la capa de cubierta forman por un lado nervios de refuerzo en el componente grande y por otro lado pueden utilizarse los mismos para fijar accesorios del interior, como revestimientos de ventana, etc.

La invención prevé que debajo de las zonas de la capa de cubierta retiradas permanezcan también segmentos de los puentes que se encuentran debajo, es decir, no retirar por completo estos puentes. Así se logra la ventaja de reducir la masa del componente sin una reducción significativa de la estabilidad de forma. Ya segmentos cortos de los puentes que permanezcan provocan un gran refuerzo de la pared exterior, en particular una resistencia al abollamiento claramente mayor.

Una forma de realización especialmente ventajosa de la invención prevé utilizar perfiles huecos de metal ligero optimizados en cuanto a la retirada parcial de los puentes, estando configurados los segmentos que permanecen de los puentes tal que aumentan especialmente la rigidez.

Entonces puede estar realizado el perfil hueco cerrado con dos capas de cubierta, estando unidas entre sí las capas de cubierta con puentes y teniendo los puentes un primer segmento dispuesto en perpendicular a una capa de cubierta y presentando los puentes, tras este primer segmento, una ramificación. Cuando se mecaniza un tal perfil, retirándose los puentes de forma tal que el primer segmento orientado en perpendicular a la capa de cubierta y un determinado segmento permanezcan tras la ramificación, entonces muestra el segmento completo que queda una sección transversal esencialmente con forma de T. Una tal sección transversal con forma de T de un segmento que queda de un puente es extremadamente ventajosa, ya que el mismo garantiza un refuerzo especialmente elevado de la capa de cubierta que queda y es además especialmente adecuado para fijar otros componentes (por ejemplo un revestimiento interior).

Breve descripción de los dibujos

A modo de ejemplo muestran:

Figura 1 perfil hueco de metal ligero.

Figura 2 perfiles huecos de metal ligero unidos.

Figura 3 componente grande de vehículo ferroviario.

Figura 4 perfil hueco de metal ligero mecanizado.

Figura 5 perfil hueco de metal ligero, puente con forma de T.

Figura 6 perfil hueco de metal ligero, puente con forma de I.

Figura 7 perfil hueco de metal ligero, puente doble.

Figura 8 nervio hueco de metal ligero, ranura en C.

Figura 9 perfil hueco de metal ligero, cámara cerrada.

Figura 10 perfil hueco de metal ligero, puente con forma de L.

Figura 11 perfil hueco de metal ligero, puente en ángulo.

Figura 12 perfil hueco de metal ligero, puente con forma de T, con rebabas reducidas.

Figura 13 perfil hueco de metal ligero, puente con forma de T, con rebabas reducidas, puentes centrales.

Realización de la invención

La figura 1 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un perfil hueco de metal ligero. Se representa una sección transversal de un perfil hueco de metal ligero 2, tal como puede utilizarse en el procedimiento de fabricación del que aquí se trata. El perfil hueco de metal ligero 2 está realizado cerrado y tiene una capa de cubierta interior 3 y una capa de cubierta exterior 4. Al respecto haremos referencia a la configuración de montaje del perfil en un vehículo ferroviario ya terminado de ensamblar. Por el lado del borde, incluye el perfil hueco de metal ligero 2 elementos de unión para la unión en arrastre de forma o de fuerza con otros perfiles. Entre las capas de cubierta 3, 4 están dispuestos puentes 5, estando previstos en el ejemplo de realización mostrado tres puentes 5. Los puentes 5 tienen un primer segmento 6 que parte de la capa de cubierta exterior 4, orientado en perpendicular a la capa de cubierta exterior 4. En secuencia a continuación, tienen los puentes tras el primer segmento 6 una ramificación, que incluye un segmento que discurre en paralelo a la capa de cubierta exterior 4. El trazado a continuación de los puentes 5 está, tal como es usual en perfiles tradicionales, orientado oblicuamente respecto a las capas de cubierta 3, 4.

La figura 2 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente perfiles huecos de metal ligero unidos. Se representan dos perfiles huecos de metal ligero 2 dispuestos uno junto a otro, encajando entre sí los elementos de unión para constituir una unión en arrastre de forma o de fuerza. De esta manera puede ensamblarse un componente grande de un vehículo ferroviario usualmente en toda la longitud del vagón, no existiendo aún ninguna entalladura para puerta o ventana. La figura 3 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un componente grande de un vehículo ferroviario. Se representa un segmento de un componente grande 1 de un vehículo ferroviario, realizado como pared lateral. El componente grande 1 del vehículo ferroviario está constituido entonces por varios perfiles huecos de metal ligero 2, tal como se representan en la figura 1. Tras el ensamblaje de los distintos perfiles huecos de metal ligero 2, se han realizado entalladuras de ventana 7, así como una retirada parcial de la capa de cubierta interior 4 y de los puentes 5. En el ejemplo de realización mostrado están realizados los segmentos que permanecen 9 de la capa de cubierta interior 4 como refuerzos diagonales, lo cual provoca una resistencia al cizallamiento especialmente elevada del componente grande del vehículo ferroviario 1. Un tal refuerzo es necesario para compensar el debilitamiento debido a las entalladuras para las ventanas 7. En las zonas 8 parcialmente retiradas, han permanecido segmentos de los puentes 5 y forman una estructura de soporte resistente al abollamiento próxima a la capa de cubierta exterior 4.

La figura 4 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un perfil hueco de metal ligero mecanizado. Se representa el perfil hueco de metal ligero 2 de la figura 1 tras retirar una parte de la capa de cubierta interior 3 y de los puentes 5. La parte que permanece de los puentes 5 tiene entonces una sección transversal esencialmente con forma de T y ofrece así un aumento importante de la resistencia frente al abollamiento.

Las figuras 5 a 12 son formas de realización de perfiles huecos de metal ligero, que pueden utilizarse en el procedimiento del que aquí se trata. Al respecto se muestra en cada caso una sección a través de un perfil mecanizado, representándose respectivas secciones transversales de un nervio. Al respecto se señalizan con línea discontinua los segmentos del puente a retirar y la capa de cubierta interior retirada.

La figura 5 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un perfil hueco de metal ligero con un puente en forma de T. El perfil hueco de metal ligero 2 se representa en aquella forma de realización que se muestra aplicada a las figuras 1 a 4. El perfil 2 tiene una capa de cubierta interior 3 que tras el ensamblaje está orientada al espacio interior de un vehículo ferroviario constituido a partir del perfil 2 y además una capa de cubierta exterior 4. Las capas de cubierta 3, 4 están unidas con puentes 5, partiendo un primer segmento 6 de la capa de cubierta exterior 4 perpendicularmente y derivando distanciado de la capa de cubierta exterior 4 en un cinturón interior 10. Este cinturón interior provoca un fuerte aumento de la resistencia al abollamiento de la capa de cubierta exterior 4 que permanece tras retirar los puentes 5 y la capa de cubierta interior 3. Partiendo de las líneas del borde del cinturón interior 10, se extienden los puentes 5 en ángulo respecto a la capa de cubierta interior 3.

La figura 6 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un perfil hueco de metal ligero con un nervio con forma de I. Se representa un perfil hueco de metal ligero 2 similar al de la figura 5, pero en el que no está previsto ningún cinturón interior, sino derivar en ángulo los puentes 5 en el extremo del primer segmento 6 opuesto a la capa de cubierta exterior 4. Esta forma de realización puede utilizarse cuando no es necesaria la gran resistencia al abollamiento del perfil de la figura 1.

La figura 7 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un perfil hueco de metal ligero con un nervio doble. Según esta forma de realización tiene el perfil hueco de metal ligero 2 una cámara hueca adosada directamente a la capa de cubierta exterior 4, formada por dos puentes perpendiculares y un cinturón, discurriendo en ángulo desde las esquinas de esta cámara cerrada respectivos puentes 5 hacía la capa de cubierta interior 3. Tras la mecanización de este perfil hueco de metal ligero 2, permanecen dos segmentos 6 perpendiculares en forma de un puente doble.

La figura 8 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un perfil hueco de metal ligero con una ranura en C. La figura 8 representa el perfil hueco de metal ligero 2 de la figura 7, pero realizándose la mecanización de forma tal que sólo se retiran los puentes 5 en ángulo y una parte central del cinturón interior 10. Así permanecen dos puentes con forma de L orientados uno hacia otro, que forman una ranura en C y que pueden utilizarse para fijar otros componentes. La figura 9 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un perfil hueco de metal ligero con una cámara cerrada. La figura 9 muestra el perfil hueco de metal ligero 2 de la figura 7, pero realizándose la mecanización tal que sólo se retiran los puentes en ángulo 5 y permanece el cinturón interior 10. Así está dispuesta en el perfil hueco 2 mecanizado una cámara cerrada en la capa de cubierta exterior 4.

La figura 10 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un perfil hueco de metal ligero con un puente en forma de L. El perfil hueco de metal ligero 2 tiene un cinturón interior 10 que sigue al primer segmento 6, de cuyos extremos parten respectivos nervios 5 en ángulo. El nervio interior 10 se extiende entonces sólo por un lado del primer segmento 6 y forma así, junto con este primer segmento 6, un nervio con forma de L.

La figura 11 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un perfil hueco de metal ligero con un puente en ángulo. Esta forma de realización de un perfil hueco de metal ligero 2 se corresponde esencialmente con la representada en la figura 6, estando dispuesto el primer segmento 6 en ángulo respecto a la capa de cubierta exterior 4.

La figura 12 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un perfil hueco de metal ligero con un puente en forma de T. Se representa un perfil hueco de metal ligero 2 de estructura muy similar al perfil de la figura 5. El perfil de la figura 5 tiene un inconveniente, ya que tras la mecanización con arranque de viruta para retirar los puentes 5, quedan rebabas en el cinturón interior 10, ya que el borde cortante para retirar los puentes 5 corta desgastándolo el cinturón interior 10. En un tal lugar es inevitable que se formen rebabas y son necesarios trabajos de repaso para retirar esas rebabas. La figura 11 representa un perfil hueco de metal ligero 2, que garantiza un corte con rebabas muy reducidas al eliminar los puentes 5. Para ello está realizado el cinturón interior 10 en sus extremos con respectivos engrosamientos y los puentes 5 parten del lado de estos engrosamientos orientado a la capa de cubierta interior 3. Cuando se eliminan los puentes 5 mediante un procedimiento de mecanización con arranque de viruta, se reduce así claramente la formación de rebabas en ese lugar.

La figura 13 muestra a modo de ejemplo y esquemáticamente un perfil hueco de metal ligero con un puente en forma de T. Se representa un perfil hueco de metal ligero 2, que esencialmente se corresponde con el de la figura 5, pero partiendo los puentes 5 centralmente del cinturón interior 10. Mediante el desplazamiento del suplemento de los puentes 5 desde los bordes hacia el centro, se evitan los cortes con peligro de rebabas al eliminar los puentes 5.

Lista de referencias

1 componente grande de un vehículo ferroviario

2 perfiles huecos de metal ligero

3 capa de cubierta interior

4 capa de cubierta exterior

5 puente

6 primer segmento

7 entalladura para ventana

8 segmentos retirados de la capa de cubierta interior

9 segmentos que permanecen de la capa de cubierta interior

10 cinturón interior

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para fabricar un componente grande para un vehículo ferroviario (1) a partir de perfiles huecos de metal ligero (2), con las siguientes etapas del procedimiento:

- Disponer los perfiles huecos de metal ligero (2) en un determinado encadenamiento,

- ensamblar los perfiles huecos de metal ligero (2) con los perfiles huecos de metal ligero (2) contiguos en cada caso, mediante un procedimiento de soldadura,

caracterizado porque

- se realiza una retirada al menos parcial de una capa de cubierta (3) de los perfiles huecos de metal ligero (2), retirándose, además de la capa de cubierta (3), también puentes (5) dentro de los perfiles huecos de metal ligero (2), permaneciendo debajo de las zonas retiradas de la capa de cubierta (3) segmentos de puentes (6).

2. Procedimiento para fabricar un componente grande para un vehículo ferroviario (1) a partir de perfiles huecos de metal ligero (2) de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque la capa de cubierta (3) retirada al menos parcialmente está configurada como lado interior de un vehículo ferroviario.

3. Procedimiento para fabricar un componente grande para un vehículo ferroviario (1) a partir de perfiles huecos de metal ligero (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2,

caracterizado porque para retirar la capa de cubierta (3) y los puentes (5) se utiliza un procedimiento de fresado.

4. Procedimiento para fabricar un componente grande para un vehículo ferroviario (1) a partir de perfiles huecos de metal ligero (2) de acuerdo con la reivindicación 3,

caracterizado porque los segmentos de los nervios (6) que permanecen tienen una sección transversal esencialmente con forma de T.

5. Procedimiento para fabricar un componente grande para un vehículo ferroviario (1) a partir de perfiles huecos de metal ligero (2) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4,

caracterizado porque se retira más del 50% de la superficie de una capa de cubierta (3) de los perfiles huecos de metal ligero (2).