JP2020506112A - 鉄道車両に用いられる車体 - Google Patents

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Abstract

本発明は、人員輸送の鉄道車両に用いられる車体を提出する。前記車体は少なくとも、複数の側壁セクションと垂直に配置されるピラーとにより接続される下長手方向支持部材と上長手方向支持部材からそれぞれ構造される二つの側壁と、天井部と、底部と、二つの端壁または一つの端壁と一つの頭部モジュールを備え、前記二つの側壁の下長手方向支持部材が車体の長手方向において、連結要素を介して、前記底部に接続され、前記二つの側壁の上長手方向支持部材が車体長手方向において、連結要素を介して、前記天井部に接続され、前記下長手方向支持部材と上長手方向支持部材が、全体の車体の長さに貫通するマルチチャンバの中空型材になるように構造され、前記下長手方向支持部材と上長手方向支持部材が繊維強化プラスチックから構造され、前記連結要素が少なくとも一部的に金属からなる。

Description

本発明は、人員を輸送するための鉄道車両に用いられる車体に関しており、前記鉄道車両は、特に地下鉄とライトレールのような特に近距離の運行に使用され、このような近距離の運行において、鉄道車両または鉄道車両からなる列車ユニットは、短いインターバルで加速し及び制動しなければならない。
鉄道車両の既知の車体は、従来の構成方式において、二つの端壁を有する管状構成からなり、一般的には、前記二つの端壁が隣接する車体までの過渡部になるように構造される。または、端壁が運転室になるように構造されてもよい。
従来の構成方式において、車体は台枠（底板とも呼ばれる）、二つの側壁、及び天井部からなる。ここで、アセンブリ、特に、側壁と天井部は、支持する骨格型の支持構成を有し、前記支持構成において、鋼軽量化構成型材は既知の溶接方法により、互いに接続されるか、または、外部被覆部材を構成するシート材に接続される。
支持構成と被覆部材に対して、鋼構成型材と鋼軽量化構成型材、及びシート材以外に、アルミまたはアルミ合金からなる軽量で、耐腐食の材料の利用がますます増えている。ここで、アルミの取付は、チャンバ型材より高い安定性を取得するために用いられる。無論、アルミ部材が間違って取り付けられた場合に、腐食性を有する。
前記差異構成形態（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｚｉａｌｂａｕｗｅｉｓｅ）の欠陥は、支持構成を製造するための要素と被覆部材の高いコスト、及び鋼部品または鋼軽量化部材同士または他の材料との形状フィットまたは材料フィットの接続による高い腐食性にある。従って、特に、側壁の窓開口とドア開口の領域において、凝縮水の形成により、激しい腐食を招致し、側壁領域または天井部と側壁との間の過渡領域における支持アセンブリが、一般的には、約１５〜１７年後に交換しなければならない。
特にアセンブリの天井部と側壁に用いられる従来の骨格構成方式以外に、若干年前から、候補の構成原理を実践に導入する試しが存在する。
従って、ＤＥ１９６１９２１２Ａ１から既知になる鉄道車両の車体について、前記車体は、基本的に水平と垂直の壁からなり、水平の壁が、底部と天井部を形成するために用いられ、且つ垂直の、特に側壁を形成する壁が、相応的な開口により、少なくとも一つの窓と進入ドアの取付を実現する。
ここで、以下のモジュールが車体の製造に適用され、前記モジュールは繊維強化プラスチックからなるとともに、前記モジュールは断面において、車体の縦軸線に垂直するように、相応的な半分モジュールを構造する。
ここで、これらの相補するように配置されて、車両横方向の中心で出会う二つの半分モジュールが長手方向セクションを構造する。
車体全体は複数の相応的な二つの半分モジュールからなり、前記モジュール同士は、適当な手段を介して接続される。ここで、特に好ましくは、これらの半分モジュールは中心層または芯層を囲む内壁と外壁を有する。好ましくは、内壁と外壁が繊維強化プラスチックから製造される。
特に好ましくは、繊維強化プラスチックはガラス繊維、炭素繊維、玄武岩繊維、紡績繊維、アラミド繊維及び/または天然繊維を含む。特に好ましくは、前記繊維は熱可塑性または熱硬化性プラスチックからなるマトリックスにより囲まれる。特に好ましくは、マトリックスに配置される熱硬化性プラスチックは、エポキシ樹脂、不飽和のポリエステル樹脂、ＰＵ樹脂、ビニルエステルまたはフェノール樹脂を含む。
前記構成方式の欠陥は、三次元構造であるモジュールのサイズから取得される。また、互いに隣接するモジュールの半分は、車体の底部領域で、且つ天井部領域で、連続的な突合せ継手を形成することで、車体には捩れの通常の荷重が付与される場合に、前記接合領域における材料の早期疲労を考量しなければならない。
ＧＢ２０３０９３４Ａから、車両に用いられる車体及び前記車体が設計される車両が既知になる。
ここで、モジュール化された一部のセクションからなる車体は互いに隣接するように形成されることで、セクションモジュールが同時に車体天井部の部分領域を形成する。そのため、一部のセクションは、角度をなす延長部を有する。
車体に必要な強度を付与するために、各々のモジュールは、それぞれ重畳形式で取り付けられる。従来の構成材料、例えば鋼を利用することで、互いに隣接する一部のセクションまたはセクションモジュールの重畳領域または突き合わせ領域において、激しい腐食現象を招致する。三次元成形の一部のセクション、及びそれを接続する型材の予め製造に対しても、高い製造精度を必要とする。
一部のセクション同士の、またはそれを接続する型材との溶接の場合に、相対的に大きい熱を構成の急勾配に導入することで、激しい反り及びそれによる製造の不正確性を招致する。同様に、相対的に大きい熱影響領域により、接合を弱める。また、望ましくない熱入力により、一般的には、薄肉の、車体の外皮を構造するセクションモジュールの隆起または歪みを招致する。前記著しい歪みを有する領域は、別の熱入力及び機械的なエネルギーの入力（焼均し、歪取焼鈍、矯正）により、高いコストで修正しなければならない。また、一般的には、車体の人を吸引する全体印象を実現するように、高いコストで、可視の外面を平坦化し、レベリングする必要がある。
螺着またはカシメにより、セクションモジュールが互いにまたは隣接する型材に接続されれば、接続領域における隙間腐食の危険を激しく促進する。また、利用される接続セクションとセクションモジュールは異なる鋼または合金鋼からなるから、早期の接触腐食を形成することを招致する。
ＥＰ０９２６０３６Ａ１は、差異構成形態における高速列車に用いられる車体を記載し、前記車体は底板、天井部、端壁と側壁からなり、側壁が車体の縦軸線に沿って設けられるセグメントからなり、セグメントがそれぞれ一体型のキャビティ型材からなり、前記キャビティ型材が繊維強化プラスチックからなり、前記キャビティ型材がこのように設計されることで、車体の剛性を向上させる。底板、側壁と長手方向支持部材はアルミテープ型押出型材から構造され、これによって、不具合的に、さらに腐食性を増加させる。
ＤＥ１０２００９０４５２０２Ａ１から、軽量構成形態のモジュール化された車体は既知になり、前記車体は同様に、特に高速鉄道車両に適用されるように、設計される。
そのため、人員鉄道車両に用いられる車体は、周方向に沿って、縦軸線の周りに閉鎖される複数の車体モジュールを有し、隣接する車体モジュールは周方向に閉鎖され、環状のカップリングモジュールにより互いに接続される。
前記構成原理は、数年前から、特に、旅客交通のための飛行機の機体製造に適用されている。
高い製造精度から、車体モジュールの予め製造と後続取付に対して、高いコストの設備を必要とする。低いフィット精度は、既に、互いに隣接する二つの車体モジュールの接続領域において、ランドが形成されることを起こして、前記ランドが、高いコストの修正（埋め戻し、平削、レベリング）で平坦化しなければならない。また、このようなランドが車体の外皮で、特に本発明による、４００ｋｍ／ｈ以上のピーク速度に達する高速車両である場合に、空気力学による乱流、且つ増強された騒音の発生を招致する。
車体の全質量を減少させるために、モジュール化された構造の、機能集積の車体は、高いシェアの繊維プラスチック複合材料（ＦＫＶ材料）と混合材料を有する。
車体領域に形成される多軸の荷重状況から、カップリングモジュールが、特に金属またはＦＫＶ混合構成に製造される。
ＥＰ０４８９２９４Ａ１は、鉄道車両に用いられる、ＦＫＶ材料による車体を記載する。ここで、ＦＫＶ構成形態の、周回の環状リブにより接合された部材のグループを言及している。その同時に、ＦＫＶからなる上支持部材と下支持部材は車体の縦軸線に沿って延伸する。底部は、Ｕ字状のケースに設計される。いかにＦＫＶ構成形態により、有効荷重の上昇を取得するかという説明は、該文献から把握することができない。
ＥＰ０５７７９４０Ａ１において、ＦＫＶ構成形態の大部品を製造するための巻き方法を開示している。ＦＫＶからなる二つのケースの間に成形された部品を有する、車体内部の製造過程を示す。車体内部の構成と設計方式は、車体の運転から得られる荷重を受ける状況に適用されない。前記原因により、車体内部は、強制的に車体外部に接続しなければならなく、車体外部は、典型的な運転荷重状況に耐えるように設計される。
本発明は、人員輸送の鉄道車両に用いられる車体を改善することを目的として、前記鉄道車両は、特に近距離運転、例えば地下鉄とライトレールに適用され、鉄道車両の有効荷重を、全質量が不変のままである場合に、従来技術から既知になる解決案に対して向上させ、つまり、車体の構成質量を減少させる。
また、このような鉄道車両の長い標準耐用年数を実現するように、構成はなるべく腐食しがたくなる。同様に、車体は、低いメンテナンスに構造される。
本発明によれば、前記目的は、独立請求項１による車体で実現される。本発明の好適な設計案に対して従属請求項において説明する。
従来技術による車体に対して、さらに構成質量を減少させるように、本発明による車体は、少なくとも一部が繊維強化プラスチック複合材料、特に好ましくは、炭素繊維複合材料から構造される。好ましくは、繊維強化プラスチックの、本発明による車体における質量シェアは、８５％の以下で、特に好ましくは、６６％より大きい。好ましくは、繊維強化プラスチックは、選択的に、熱可塑性または熱硬化性プラスチックを含み、特に好ましくは、エポキシ樹脂、不飽和のポリエステル樹脂、ＰＵ樹脂、ビニルエステルまたはフェノール樹脂をマトリックス材料とする。
好ましくは、少なくとも部分的に、繊維強化プラスチックから車体を製造することで、車体の構成質量を効果的に減少させることを実現し、これによって、走行運転における有効荷重を向上させる。
好ましくは、これによって、安定性が不変のままで、車体の重量を著しく減少させるから、さらに、鉄道車両の有効荷重の向上を実現する。特に、地下鉄の場合に、プリセットの列車長さとサイクル時間に基づき、同じ時間において、明らかにより多い人員を輸送することができる。
好ましくは、また、ＦＫＶ材料により、明らかに低減されるメンテナンスコスト、明らかに低減される腐食性を実現する。好ましくは、相応的な同じタイプの底部セクション、天井部セクションと側壁セクションのセクション製造は、繊維強化プラスチックのための常用の製造方法及び製造工具を利用することで実現するとともに、これに関連するように、例えば、本発明による車体の長さにより柔軟にマッチングすることを実現する。また、車体圧力は封止されるように設計される。
本発明による車体は少なくとも、アセンブリ、つまり、側壁、天井部、底部、端壁及び長手方向に沿って車体の全体長さに貫通するように延長される相応的な二つの下長手方向支持部材と上長手方向支持部材、及び選択的に、頭部モジュールを含む。本発明による車体のアセンブリ側壁は、部材、即ち、ピラーと、側壁セクションと、下長手方向支持部材と上長手方向支持部材を含む。本発明による車体のアセンブリ天井部は、部材、即ち、天井部セクションを含む。本発明による車体のアセンブリ底部は、部材、即ち、底部セクションと端部横梁を含む。
特に好ましくは、各アセンブリの側壁セクション、天井部セクションと底部セクションは、板状、ケース状または半ケース状になるように設計される。板状、ケース状、または半ケース状の天井部セクション、または底部セクションは、力フィット及び/または形状フィット及び/または材料フィットするように、上長手方向支持部材または下長手方向支持部材に接続される。板状、ケース状、または半ケース状の側壁セクションは力フィット及び/または形状フィット及び/または材料フィットするように、垂直に設けられるピラー及び上長手方向支持部材と下長手方向支持部材に接続される。端壁は板状、ケース状または半ケース状になるように実施される。
アセンブリ天井部：
好ましくは、天井部は、構成における偏平天井部になり、且つ各天井部セクションが含まれるように構造され、これらの天井部セクションは、機能性に応じて、異なるように構造されてもよい。好ましくは、天井部セクションは板状に構造される。好ましくは、天井部セクションは、基本的に矩形に構造され，前記天井部セクションの長手方向側は、それぞれ車体の縦軸線に垂直するように設けられる。好ましくは、少なくとも七つの天井部セクションはアセンブリ天井部に取り付けられる。
天井部セクション
アセンブリ天井部の天井部セクションは、標準型の天井部セクション、加熱換気空調技術型の天井部セクションまたは端部型の天井部セクションに構造される。好ましくは、アセンブリ天井部は、相応的に、少なくとも一つの標準型の天井部セクション、少なくとも一つの加熱換気空調技術型の天井部セクション及び少なくとも一つの端部型の天井部セクションを含む。
好ましくは、加熱換気空調技術型の天井部セクションは、空調設備のための少なくとも一つの切り欠きを有する。好ましくは、空調設備は上長手方向支持部材に接続される、八つの取付素子に取り付けられるとともに、加熱換気空調技術型の天井部セクションにおける切り欠きに接続される。
好ましくは、空調設備のための取付素子はＦＫＶ材料から構造される。
好ましくは、少なくとも一つの標準型の天井部セクションと少なくとも一つの加熱換気空調技術型の天井部セクションは、それぞれ交互に配置される。または、少なくとも二つの標準型天井部セクションは前後に連続される。他方の候補の実施形態において、少なくとも二つの加熱換気空調技術型の天井部セクションは前後に連続される。他方の候補の実施形態において、加熱換気空調技術型の天井部セクションより多い標準型の天井部セクションが存在する。他方の候補の実施形態において、標準型の天井部セクションより多い加熱換気空調技術型の天井部セクションが存在する。
好ましくは、アセンブリ天井部は、二つの端部型の天井部セクションを含み、ここで、端部型の天井部セクションは前端部と後端部であるから、天井部の、車両の長手方向に沿う終了部である。
好ましくは、天井部セクションはＦＫＶ材料から構造される。
好ましくは、天井部セクションは少なくとも一つの外壁と内壁を含む。
本発明において、外壁を以下の面として理解し、前記面は外に向いて車体を閉鎖するとともに、車体以外の環境との接続にある。本発明において、内壁を以下の面として理解し、前記面は車体の内部空間との接触にあるから、乗員空間との接触にある。
好ましくは、天井部セクションの内壁と外壁は互いに平行するように構造されるとともに、それぞれ一層または多層に、少なくとも一つのＦＫＶ材料から構造される。
好ましくは、内壁と外壁は多軸の繊維により配向され、特に好ましくは、双方向の繊維により配向され、完全に特に好ましくは、０/９０°配向で製造される。
好ましくは、繊維はガラス繊維粗糸及び/または不織布及び/または布及び/または織物及び/または編物として、天井部セクションの繊維強化プラスチック複合体に導入される。
好ましくは、天井部セクションの内壁と外壁との間には、矩形の中空型材になるように実施される補強素子が設けられる。
好ましくは、矩形の中空型材のエッジは、天井部セクションのエッジに平行するように設けられる。
好ましくは、矩形の中空型材は、一層または多層に、少なくとも一つのＦＫＶ材料から製造される。
好ましくは、矩形の中空型材は多軸の繊維により配向され、特に好ましくは、双方向の繊維により配向され製造される。
好ましくは、矩形の中空型材は、付加的に、発泡芯及び/またはセルラ芯及び/または木製芯であるように構造される芯充填材を有する。好ましくは、木製芯は西インドバルサに係わる。また、芯充填材は、コルクから構造されてもよく、または繊維型のバリア材料に構造されてもよい。好ましくは、芯充填材は重力と推力を伝送するために用いられる。
特に好ましくは、矩形の中空型材は硬質発泡材料により充填される。
好ましくは、構成の強度及び修理可能性を確保するように、矩形の中空型材の間において、天井部セクションの内壁と外壁との間には、発泡芯及び/またはセルラ芯及び/または木製芯に構造される面型の芯材料が設けられる。
好ましくは、天井部セクションの芯材料は、硬質発泡材料板に構造される。
好ましくは、押出方法で、各天井部セクションの製造を実現し、付加的に、接着により、矩形の中空型材と、選択的に面型の芯材料と天井部セクションの内壁または外壁との接合を実現する。
好ましくは、天井部セクションの内壁と外壁は、それぞれ車体の縦軸線に垂直するように配向され、以下長手方向側と呼ばれる側において、少なくとも以下の領域を有し、前記領域において、隣接する天井部セクションの間に形状フィットの接続を製造するように、前記内壁と外壁はこのように矩形の中空型材から張り出す。好ましくは、前記好適な実施形態は、底部の下地層、例えばパネルまたは積層板に対する従来技術に類似する既知の方法（パネル叩きまたは積層板叩き（Ｋｌｉｃｋ−Ｐａｒｋｅｔｔ ｂｚｗ．Ｋｌｉｃｋ−Ｌａｍｉｎａｔ）で、各天井部セクションを、アセンブリ天井部に接合することを許可する。特に好ましくは、単独の天井部セクションの二つの長手方向側における一つの箇所において、内壁の領域が基本的に長手方向側の全体の長さに延在し、矩形の中空型材から張り出すとともに、前記長手方向側に対向する長手方向側において、外壁の領域が基本的に長手方向側の全体の長さに延在し、矩形の中空型材から張り出す。さらに特に好ましくは、車体の二つの端部領域に設けられる天井部セクションから、各天井部セクションを、アセンブリ天井部になるように接合することを実現する。前記天井部セクションにおいて、相応的な次の天井部セクションは、車体の端部領域に接続される天井部セクションの外壁の、矩形の中空型材から張り出す領域を、少なくとも間接的に、接着材料の層により次の天井部セクションの外壁に接触させるように配置される。同様に、次の天井部セクションの内壁の、矩形の中空型材から張り出す領域を、少なくとも間接的に、接着材料の層により、車体の端部領域に接続される天井部セクションの内壁に接触させる。言い換えれば、外部、つまり車体の端部領域から、内部、即ち、車体の中心に向いて、各天井部セクションの接合を実現する。アセンブリ天井部の中心に設けられる天井部セクションは、相応的に、前記天井部セクションの外壁が矩形の中空型材から張り出す領域を有していないとともに、前記天井部セクションの内壁が前記天井部セクションの二つの長手方向側において、矩形の中空型材から張り出すように設計される。さらに特に好ましくは、隣接する天井部セクションの、隣接する矩形の中空型材は、材料フィットするように、特に接着材料を介して互いに接続され、これによって、改善される接続安定性の以外に、製造公差を補償するための可能性も実現する。
好ましくは、アセンブリ天井部は空気力学と外観から、天井部被覆部材を含み、特に好ましくは、前記天井部被覆部材が複数の単独素子から構造されるとともに、同様に、繊維強化プラスチック複合体に実施される。
アセンブリ底部：
車体の底部は、乗員と車体との間の界面を形成する。
好ましくは、アセンブリ底部は、各底部セクション及び少なくとも一つの端部横梁を含み、これらの底部セクションは車体の構成における底部を形成する。好ましくは、底部セクションは板状に構造され、二つの下長手方向支持部材の間の空間をジャンパーする。好ましくは、少なくとも１５個底部セクションはアセンブリ底部に取り付けられる。好ましくは、アセンブリ底部は、二つの端部横梁を含み、前記端部横梁が、車体の終了部を形成し、長手方向の力を、長手方向支持部材における接続口に導入するために用いられる。
底部セクション
アセンブリ底部の底部セクションは、中央型の底部セクション、標準型の底部セクションまたは端部型の底部セクションに構造される。好ましくは、アセンブリ底部は相応的に、一つの中央型の底部セクション、少なくとも二つの標準型の底部セクション及び二つの端部型の底部セクションを含む。
好ましくは、車体の底部の中心には中央型の底部セクションが設けられ、ここから、両側にそれぞれ少なくとも一つの標準型の底部セクションが設けられる。好ましくは、中央型の底部セクションより多い標準型の底部セクションが存在する。好ましくは、少なくとも二つ以上の標準型の底部セクションが存在する。好ましくは、少なくとも二つの標準型の底部セクションが互いに前後に連続される。
好ましくは、アセンブリ底部は二つの端部型の底部セクションを含む。ここで、端部型の底部セクションは相応的な端部であるから、底部の終了部である。
好ましくは、底部セクションは少なくとも一つのＦＫＶ材料から構造される。
好ましくは、底部セクションは少なくとも一つの外壁と内壁を含む。
好ましくは、底部セクションの内壁と外壁は互いに平行するように構造されるとともに、それぞれ一層または多層になるように、少なくとも一つのＦＫＶ材料から構造される。
好ましくは、内壁と外壁は多軸の繊維により配向され、特に好ましくは、双方向の繊維により配向され、完全に特に好ましくは、０/９０°配向で製造される。
好ましくは、底部セクションの繊維強化プラスチック複合体における繊維は、ガラス繊維粗糸及び/または不織布、織物、布及び/または編物として導入される。
好ましくは、底部セクションの内壁と外壁との間には、補強素子が設けられ、好ましくは、前記補強素子は、異なるサイズの矩形の中空型材になるように実施される。
好ましくは、矩形の中空型材は、その縦軸線が車体の縦軸線に対して、横方向にあり、間隔がないように互いに配列されて、底部セクションの内壁と外壁との間に配置される。
好ましくは、同様のサイズの矩形の中空型材のみが、底部セクションの内壁と外壁との間の補強素子として設けられるとともに、標準型の底部セクションを形成する。
好ましくは、異なるサイズの矩形の中空型材は、底部セクションの内壁と外壁との間の補強素子として設けられるとともに、中央型の底部セクションまたは端部型の底部セクションを形成する。
好ましくは、矩形の中空型材は一層または多層に、少なくとも一つのＦＫＶ材料から製造される。
好ましくは、矩形の中空型材は多軸の繊維により配向され、特に好ましくは、双方向の繊維により配向され製造される。
好ましくは、矩形の中空型材は、付加的に、発泡芯及び/またはセルラ芯及び/または木製芯に構造される芯充填材を有する。好ましくは、これによって、改善される安定性及び乗員内部空間の音響的及び熱的な分離を実現する。
好ましくは、矩形の中空型材は硬質発泡材料により充填される。
好ましくは、押出方法で、各底部セクションの製造を実現し、矩形の中空型材と、底部セクションの内壁または底部セクションの外壁との接合は、接着により実現される。
好ましくは、底部セクションの内壁と外壁は、それぞれ車体の縦軸線に垂直するように配向され、以下長手方向側と記載される側において、少なくとも以下の領域を有し、前記領域において、隣接する底部セクションの間に形状フィットの接続を製造するように、前記内壁と外壁はこのように矩形の中空型材から張り出す。好ましくは、前記好適な実施形態は、底部の下地層、例えばパネルまたは積層板に対する従来技術に類似する既知の方法（パネルクリックまたは積層板クリック）で、各底部セクションを、アセンブリ底部に接合することを許可する。特に好ましくは、単独の底部セクションの二つの長手方向側における一つの箇所において、内壁の領域が基本的に長手方向側の全体の長さに延在し、矩形の中空型材から張り出すとともに、前記長手方向側に対向する長手方向側において、外壁の領域が基本的に長手方向側の全体の長さに延在し、矩形の中空型材から張り出す。さらに特に好ましくは、車体の二つの端部領域に設けられる底部セクションから、各底部セクションをアセンブリ底部に接合することを実現する。前記底部セクションにおいて、相応的な次の底部セクションは、車体の端部領域に接続される底部セクションの外壁の、矩形の中空型材から張り出す領域を、少なくとも間接的に、接着材料の層により、次の底部セクションの外壁に接触させるように配置される。同様に、次の底部セクションの内壁の、矩形の中空型材から張り出す領域を、少なくとも間接的に、接着材料の層により、車体の端部領域に接続される底部セクションの内壁に接触させる。言い換えれば、外部、つまり車体の端部領域から、内部、即ち、車体の中心に向いて、各底部セクションの接合を実現する。アセンブリ底部の中心に設けられる底部セクションは、相応的に、前記底部セクションの外壁が矩形の中空型材から張り出す領域を有していないとともに、前記底部セクションの内壁が前記底部セクションの二つの長手方向側において、矩形の中空型材から張り出すように設計される。さらに特に好ましくは、隣接する底部セクションの、隣接する矩形の中空型材材料はフィットするように、特に接着材料を介して互いに接続され、これによって、改善される接続安定性の以外に、製造公差を補償するための可能性も実現する。
好ましくは、アセンブリ底部は付加的に、セクションからなる底部被覆部材を含む。
端部横梁
好ましくは、アセンブリ底部の端部横梁は、両側に車体の終了部を形成し、側壁が下長手方向支持部材により互いに接続されるとともに、カップリング力をガイドするために用いられ、前記カップリング力が車体の下長手方向支持部材に導入される。好ましくは、端部横梁は、長手方向の荷重の少なくとも一部を吸収する。好ましくは、端部横梁は、端部型の底部セクションに作用する荷重の少なくとも一部を吸収する。好ましくは、システム取付部材、例えば回路及びケーブルが端部横梁によりガイドされる。
好ましくは、端部横梁は矩形の中空型材に構造される。
好ましくは、端部横梁は巻かれるボックス型材からなり、前記ボックス型材が以降の過程ステップにおいて、切削加工、例えばフライスにより、相応的な幾何学的要件に合う。好ましくは、切り欠きが以降の過程ステップにおいて、切削製造方法、例えばフライスにより、連結要素に接合するための端部横梁に導入され、連結要素がカップリング力を下長手方向支持部材にガイドするために用いられる。
好ましくは、端部横梁は少なくとも一つのＦＫＶ材料から構造される。
好ましくは、ＦＫＶ材料の繊維は多軸で、特に好ましくは、双方向で配向される。
好ましくは、繊維はガラス繊維粗糸、不織布、布、織物及び/または編物として、端部横梁の繊維強化プラスチック複合体に導入される。
アセンブリ側壁：
好ましくは、本発明による車体のアセンブリ側壁は上長手方向支持部材、下長手方向支持部材、側壁セクション及びピラーを含む。上長手方向支持部材と下長手方向支持部材が、車体の縦軸線に垂直するように延伸するピラーとともに、車体の荷重を支持する骨格及び構成における背骨を形成する。
長手方向支持部材
本発明による車体は、それぞれ車体の全体の長さに設けられる二つの上長手方向支持部材と二つの下長手方向支持部材を有する。好ましくは、上長手方向支持部材と下長手方向支持部材は、それぞれ側壁により閉鎖される。これによって、非常に高い安定性を効果的に実現する。
好ましくは、上長手方向支持部材と下長手方向支持部材は、ＦＫＶ材料からなるマルチチャンバの中空型材に構造され、通常の鋼またはアルミ型材に対して、さらに全質量を減少させることに寄与する。
また、好ましくは、上長手方向支持部材と下長手方向支持部材のマルチチャンバの中空型材は、車体に導入される長手方向の力を吸収するために用いられる。
好ましくは、上長手方向支持部材と下長手方向支持部材は、少なくとも二つのチャンバを有し、特に好ましくは、三つ〜五つのチャンバを有するように構造され、こられのチャンバが貫通するように、長手方向支持部材の縦軸線に沿って延伸する。
特に好ましくは、上長手方向支持部材と下長手方向支持部材は、車体の縦軸線に垂直する分離部位または接合部位を有していない。特に好ましくは、長手方向支持部材は一体型の部材として、車体の全体の長さに設けられる。
または、上長手方向支持部材と下長手方向支持部材は複数の単独の領域から形成され、前記領域がそれぞれ車体の縦軸線に沿って、互いに独立するセクションに構造され、前記セクションは通常の接合方法により、その端面に、互いに力フィット及び/または形状フィット及び/または材料フィットするように接続される。
または、マルチチャンバの中空型材のチャンバは外壁により囲まれる。特に好ましくは、外壁が、少なくとも一つのＦＫＶ材料の一つまたは複数の層からなる。特に好ましくは、マルチチャンバの中空型材のチャンバはウェブにより互いに離間され、ウェブの縦軸線が長手方向支持部材の縦軸線に沿って配向される。
好ましくは、マルチチャンバ中空型材の外壁だけではなく、マルチチャンバの中空型材の各チャンバの間のウェブは、一層または多層に構造される。
好ましくは、上長手方向支持部材と下長手方向支持部材のマルチチャンバの中空型材の少なくとも一つの領域、外壁及び/またはウェブは、局所補強部を有する。好ましくは、外壁の及び/またはウェブの各層の間の中間空間に対する拡張により、局所補強部を実現することで、充填領域を発生させる。好ましくは、充填領域は支持部材の縦軸線に沿って配向される連続的な繊維により充填される。特に好ましくは、充填領域は超高弾性率繊維（ＵＨＭ繊維）により充填される。好ましくは、付加的に、上長手方向支持部材と下長手方向支持部材の局所補強部の領域に中間層が導入される。
特に好ましくは、各層内の以下のような繊維は一方向または多軸で配向され、特に好ましくは、一方向または４軸で配向され、前記繊維は、マルチチャンバの中空型材の外壁、及びマルチチャンバの中空型材の各チャンバの間のウェブを形成する。
好ましくは、マルチチャンバの中空型材の外壁の層構成だけではなく、マルチチャンバの中空型材の各チャンバの間のウェブは、交互に、一方向と多軸、特に好ましくは４軸の繊維配向を有する単独層により製造され、特に好ましくは多軸の繊維配向を有する単独層は、布を含む。
特に好ましくは、長手方向支持部材は引抜成形方法で製造される。
上長手方向支持部材（天井部支持部材）：
好ましくは、上長手方向支持部材は直接的にアセンブリ天井部の各天井部セクションに接続される。上長手方向支持部材は天井部セクションと側壁セクションとの間の接続を確立する。以下、上長手方向支持部材を、天井部支持部材として記載する。
特に好ましくは、天井部支持部材は、少なくとも二つのチャンバを有し、特に好ましくは、少なくとも三つのチャンバを有し、好ましくは、五つのチャンバを有するマルチチャンバの中空型材に構造され、前記チャンバが貫通するように、長手方向支持部材の縦軸線に沿って延長する。特に好ましくは、天井部支持部材の各チャンバは四角形横断面を有する。特に好ましくは、マルチチャンバの中空型材のチャンバにおける少なくとも一つの横断面が、直角台形に構造されるとともに、少なくとも一つの他方のチャンバが直角多角形に構造される。特に好ましくは、チャンバの横断面は面取り角を有する。または、チャンバの横断面は角を有する。ここで、角の面取りは、補強繊維の許可の曲率半径に対応する。従って、面取りにより、繊維の破断を効果的に避ける。各チャンバの並列配列により、天井部支持部材の型材を取得する。
好ましくは、各チャンバの角に対する面取るによる、以下充填楔部と記載される中空の空間は、付加的に支持部材の縦軸線に沿って配向される連続的な繊維により充填される。特に好ましくは，充填楔部が超高弾性率繊維（ＵＨＭ繊維）により充填される。
好ましくは、天井部支持部材は少なくとも一つのチャンバを有し、前記チャンバが、連結要素、例えばボルトまたはリベットを有していなく、周辺のシステム取付部材、例えば電気リードを収容するように構造されてもよい。
好ましくは、天井部支持部材の、側セクションまたは天井部セクションに接合するための面は、接合過程の前の、且つ接合過程に調和する表面加工を経る。
下長手方向支持部材（底部支持部材）
好ましくは、下長手方向支持部材は直接的にアセンブリ底部の各底部セクションに接続される。下長手方向支持部材は底部セクションと側壁セクションとの間の接続を確立する。以下、下長手方向支持部材を底部支持部材として記載する。
好ましくは、底部支持部材は、選択的に、長さにおいて変化する横断面を有するマルチチャンバの中空型材に構造し、前記マルチチャンバの中空型材が、少なくとも二つのチャンバを有し、特に好ましくは、三つのチャンバを有し、これらのチャンバが貫通するように、長手方向支持部材の縦軸線に沿って延伸する。特に好ましくは、下長手方向支持部材のマルチチャンバの中空型材が、少なくとも車体の領域において、二つのチャンバを有する。特に好ましくは、底部支持部材のマルチチャンバの中空型材のチャンバにおける少なくとも一つの横断面が、直角多角形に構造される。特に好ましくは、底部支持部材の各チャンバが多角形横断面を有し、特に好ましくは、三角形及び/または四辺形の横断面を有する。特に好ましくは、チャンバの横断面が面取り角を有する。ここで、角の面取りは、補強繊維の許可の曲率半径に対応する。または、チャンバの横断面が角を有する。各チャンバの並列配列により、底部支持部材の型材を取得する。
好ましくは、各チャンバの角に対する面取りによる、以下充填楔部と記載される中空の空間は、付加的に支持部材の縦軸線に沿って配向される連続的な繊維により充填される。特に好ましくは、充填楔部が超高弾性率繊維（ＵＨＭ繊維）により充填される。
好ましくは、底部支持部材は車体の少なくとも一つの一部領域において、車体の他方の一部領域より、数が少ないチャンバを有し、チャンバの数を減少させることによる切り欠きは、台車に置かれるように、補強素子に接合されるために用いられる。
好ましくは、底部支持部材のチャンバ数の減少は以降の過程ステップにおいて、切削製造方法、例えばフライスにより取得される。
好ましくは、底部支持部材の横断面に対する変更は、異なるチャンバ数を有するマルチチャンバの中空型材が車体の縦軸線に沿って並列配列されることで取得される。
好ましくは、底部支持部材の、側セクションまたは底部セクションに接合するために設けられる面は、接合過程の前の、且つ接合過程に調和する表面加工を経る。
天井部支持部材及び底部支持部材と車体のアセンブリとの接続：
好ましくは、天井部支持部材及び底部支持部材は、側壁セクションとピラーとが、アセンブリ側壁になるように接続される。他方の実施形態において、アセンブリ天井部と底部の各セクション、及びアセンブリ端壁及び/または頭部モジュールとの接合を実現する。好ましくは、アセンブリ側壁と天井部の以下の部品のうちの、少なくとも一つとの接続を実現し、即ち、側壁セクション、ピラー、天井部セクションである。また、天井部支持部材及び底部支持部材の一部のみが、側壁セクションに接続されることを実現し、なぜならば、前記側壁セクションがピラーの領域において、連続しないからである。
好ましくは、二つの側壁の下長手方向支持部材が車体の長手方向において、連結要素を介して、底部に接続される。
好ましくは、二つの側壁の上長手方向支持部材が車体の長手方向において、連結要素を介して、天井部に接続される。
さらに好ましくは、上長手方向支持部材は連結要素を介して、天井部セクション、側壁セクション及びピラーに接続される。連結要素に属しているのは、リベット、ネジ、接着材料、またはこれらにより構成される組み合わせである。好ましくは、連結要素の少なくとも一部が金属からなる。
好ましくは、頭部モジュールまたはキャブは、螺着により、天井部支持部材に接続される。好ましくは、端部横梁は螺着により、底部支持部材に接続される。
好ましくは、アセンブリ底部と側壁の、以下部品のうちの少なくとも一つとの接続を実現し、即ち、端部横梁、側壁セクション、ピラーである。
側壁セクション：
好ましくは、アセンブリ側壁の側壁セクションは、板状、ケース状、または半ケース状のセクションに構造される。側壁セクションは、過渡型の側壁セクションまたは窓型の側壁セクションに構造される。過渡型の側壁セクションは本発明において、以下のような側壁セクションとして理解され、即ち、前記側壁セクションは車体の端部に設けられるとともに、切り欠きを備えていない。窓型の側壁セクションは本発明において、以下のような側壁セクションとして理解され、即ち、前記側壁セクションは車体の端部に設けられていないとともに、切り欠きを備える。好ましくは、窓型の側壁セクションは以下のような切り欠きを有し、即ち、窓が前記切り欠きに置かれる。
好ましくは、アセンブリ側壁は、相応的に、少なくとも一つの過渡型の側壁セクションと少なくとも一つの窓型の側壁セクションを含む。
好ましくは，少なくとも一つ過渡型の側壁セクションと少なくとも一つ窓型の側壁セクションはそれぞれ交互に配置される。または、少なくとも二つの窓型の側壁セクション前後に連続される。他方の候補の実施形態において、少なくとも二つの過渡型の側壁セクションが前後に連続される。他方の候補の実施形態において、窓型の側壁セクションより多い過渡型の側壁セクションが存在する。他方の候補の実施形態において、過渡型の側壁セクションより多い窓型の側壁セクションが存在する。
好ましくは、側壁セクションは少なくとも一つのＦＫＶ材料から構造される。
好ましくは、側壁セクションは少なくとも一つの外壁と内壁を含む。
側壁セクションの内壁と外壁は、間隔を隔て、互いに平行するように設けられるとともに、それぞれ一層または多層に、ＦＫＶ材料から構造される。
好ましくは、側セクションの内壁と外壁は、基本的に側壁セクションの全体の高さにおいて、互いに平行するように延伸し、角度をなすことで、内壁と外壁との間の間隔が、側壁セクションの上エッジ及び/または下エッジに向いて減少する。
好ましくは、内壁と外壁は、多軸の繊維により配向され、特に好ましくは、双方向の繊維により配向され製造される。
好ましくは、繊維はガラス繊維粗糸及び/または不織布及び/または布及び/または織物及び/または編物として、側壁セクションの繊維強化プラスチック複合体に導入される。
好ましくは、側壁セクションの内壁と外壁との間には、側壁セクションを支持するための、補強層とも呼ばれる中心層が設けられる。
好ましくは、側壁セクションの中心層により、内壁の一部領域が側壁セクションの外壁の一部領域に接続されるとともに、一層または多層に、ＦＫＶ材料から構造される。
好ましくは、側壁セクションの中心層は少なくとも領域的に、側壁セクションの内壁と外壁に平行するように配向される。
好ましくは、中心層は、側壁に垂直し、長手方向において交互に側壁セクションの内壁と外壁との間に延伸するとともに、内壁と外壁とを互いに接続させる。特に好ましくは、中心層は、交互で、波形のキャップ型材に構造され、前記キャップ型材が、台形で、側セクションの外壁と内壁との間に延伸する。
好ましくは、補強層は多軸の繊維により配向され、特に好ましくは、双方向の繊維により配向され製造される。
好ましくは、中心層は、発泡芯層及び/またはセルラ芯層及び/または木製芯層に構造されるとともに、付加的に音響的及び熱的に、乗員内部空間を分離するために用いられる。好ましくは、中心層は硬質発泡材料に実施される。好ましくは、硬質発泡材料芯は、並列配置される複数の台形テープという形態により実施され、台形テープが車両の長手方向に沿って及び/または垂直（上から下へ）するように、内壁と外壁との間に導入される。好ましくは、中心層は、車体内部空間を音響分離し及び熱分離するために用いられる。
好ましくは、中心層は、各台形の硬発泡芯と、その間に交互に延伸する一層または多層の、ＦＫＶ材料からなる層により構成される組み合わせに構造される。
好ましくは、ウェットラミネートにより、各側壁セクションの製造を実現し、前記ウェットラミネートは、炉中、真空またはオートクレーブにおいて硬化され、付加的に、接着により、発泡芯及び/またはセルラ芯及び/または木製芯と側壁セクションの内壁または側壁セクションの外壁との接合を実現する。
ピラー：
好ましくは、底部支持部材と天井部支持部材を接続するためのピラーにより、本発明による車体の、荷重を支持する骨格を完全にする。好ましくは、ピラーと側壁セクションとともに、本発明による車体の天井部支持部材を底部支持部材に接続させる。
好ましくは、ピラーはＵ字状またはＣ字状の型材または双Ｃ字状の型材を有するとともに、一層または多層に、ＦＫＶ材料から構造される。
好ましくは、繊維は単独層において多軸で配向され、特に好ましくは、双方向で配向される。
好ましくは、繊維はガラス繊維粗糸及び/または不織布及び/または布及び/または織物及び/または編物として、繊維強化プラスチック複合体に導入される。
好ましくは、ピラーにおける切り欠きは、以降の過程ステップにおいて、切削製造方法、例えばフライスにより取得される。
好ましくは、切り欠きは、自動ドアの制御電子部品を収容するためのものである。
好ましくは、ピラーは、全ての隣接するシステム部材のための接続口を有する。そのため、Ｃ−中心面において、フライスにより製造される、任意の幾何構成のキリ穴パターンが存在する。
アセンブリ端壁：
好ましくは、アセンブリ端壁により車体が閉鎖され、各車体は少なくとも一つの端壁を有する。好ましくは、端壁は切り欠きを有し、前記切り欠きが車体にカップリングされる通路領域まで制限されることで、端壁を、一側に開放されるＵ字状のフレームに形成させ、特に好ましくは、前記フレームが下に向いて開放される。
好ましくは、本発明による車体は、他方の車体に接続されるための、相応的な端部に、アセンブリ端壁を有する。好ましくは、本発明による車体は、頭部モジュールまたはカプセルに接続されるための側に、端壁を備えていない。
好ましくは、端壁は、少なくとも一つのＦＫＶ材料から構造される。
好ましくは、端壁は、少なくとも一つの外壁と内壁を含む。
好ましくは、端壁の内壁と外壁は、互いに平行するように構造されるとともに、それぞれ一層または多層になるように繊維強化プラスチックから構造される。
好ましくは、端壁の内壁と外壁は、基本的に、全体のフレーム面において、互いに平行するように延長し、内壁と外壁が互いに直接的な平面型の接触にあるように、角度をなすことで、内壁と外壁との間の間隔が、フレームの外側に向いて減少する。
好ましくは、内壁と外壁は、多軸の繊維により配向され、特に好ましくは、双方向の繊維により配向され製造される。
好ましくは、繊維はガラス繊維粗糸及び/または不織布及び/または布及び/または織物及び/または編物として、端壁の繊維強化プラスチック複合体に導入される。
好ましくは、端壁の内壁と外壁との間には、端壁を支持するための、補強層とも呼ばれる中心層が設けられる。
好ましくは、中心層は、発泡芯及び/またはセルラ芯及び/または木製芯に構造されるとともに、付加的に音響的及び熱的に乗員内部空間を分離するために用いられる。
特に好ましくは、本発明による車体は、人員輸送の鉄道車両のための製造に適用され、前記鉄道車両は近距離の運転、例えば地下鉄とライトレールに利用され、前記地下鉄とライトレールにおいて、鉄道車両または前記鉄道車両からなる列車ユニットは短い区間において加速し及び制動する。
本発明を実現するために、任意の配列で、前記本発明による設計方案、実施形態と請求項の特徴を、互いに組み合わせることができる。
以下、若干の実施例に応じて、本発明を説明する。ここで、実施例は本発明を限定しなく、本発明を説明すべきである。
図面に応じて、より詳しく本発明を説明する。ここで以下のように示す。
平面図により、外側から車体を示す。 車体の、線Ａ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃに沿う横断面を示す。 天井部支持部材と天井部セクションとの間の接合部位の図面を示す。 天井部支持部材の局所図と横断面を示す。 横断面図により、天井部支持部材の細部図面を示す。 底部支持部材の局所図、及び底部支持部材の異なる部位の横断面を示す。 横断面図により、底部支持部材の細部図面を示す。 横断面図により、車体の端壁を示す。 車体の分解図を示す。 車体の立体図面を示す。 窓型の側壁セクション及び車体の窓型の側壁セクションの横断面を示す。 側面図及び、横断面図により、車体のピラーを示す。 車体の端部横梁の立体図面の細部図面を示す。 立体分解図面、横断面図、及び組み立てられた状態における立体図面により、車体の底部セクションを示す。 立体分解図面、横断面図、及び組み立てられた状態における立体図面により、車体の天井部セクションを示す。 天井部の被覆部材の全容を示す。
図１は、外部の側面図（図Ａ）、及び平面図（図Ｂ）により、全体の車体１を示す。側面図（図Ａ）は特に、側壁セクション３０１を有する側壁を示し、前記側壁セクションが端部型の側壁セクション３０２と窓型の側壁セクション３０３を含む。車体１の平面図（図Ｂ）は特に、天井部支持部材６０１及び、特に加熱換気空調技術型の天井部セクション２０３を有する天井部を示す。
図２は、図１における車体の、線Ａ−Ａに沿う横断面（画像Ａ）を示す。
また、図２は、図１における車体の、ドア領域において、線Ｂ−Ｂに沿う横断面（画像Ｂ）を示す。
また、図２は、図１における車体の、線Ｃ−Ｃに沿う横断面（画像Ｃ）を示す。
図２の全ての画像は、特に底部支持部材６０２と天井部支持部材６０１、及び底部セクション４０１の横断面を示す。また、画像Ｂは窓型の側壁セクション３０３の、窓のための切り欠きの近傍の領域における横断面を示し、画像Ｃは、窓型の側壁セクション３０３の、切り欠き３０９の領域における横断面を示す。
図３は、車体の縦軸線に沿う観察方向で天井部支持部材６０１と天井部セクション２０１との間の接合部位の横断面を示す。天井部セクション２０１は内壁２０７を介して、接着部位により、天井部支持部材６０１の、チャンバ６０４とウェブ６０５により形成されるマルチチャンバの中空型材に接続される。天井部支持部材６０１と天井部セクション２０１の外壁２０６との間の他方の接続部位は、角度素子２０４からなる。天井部セクション２０１は補強素子２０９と発泡芯２０８を有する。
図４は、画像Ａにおいて、立体図面により、車体の天井部支持部材６０１の局所図を示し、及び車体の縦軸線に沿う（画像Ｂ）観察方向で、天井部支持部材６０１のマルチチャンバの中空型材が所属する横断面を示す。五つのチャンバ６０４の間にはウェブ６０５が設けられる。また、天井部支持部材６０１は面取り角６０３を有する。
図５は、図４の画像Ｂの図面に類似する天井部支持部材６０１の図面を示し、前記図面は、繊維層構成の細部図面を有する。天井部支持部材６０１は、連続し混合する引抜成形方法（例えば引き回しまたは引っ張り方法）で、五つの芯（図示せず）が製造され、及び２１ｍの長さにおける一定になる横断面を有する。天井部支持部材６０１は、ローマ数字Ｉ〜Ｖにより示される五つのキャビティ６０４を有し、これらのキャビティが相応的に、多角形になるように構造されるとともに、面取り角６０３が実施される。外壁６０６及び各々のチャンバ６０４の間のウェブ６０５は、それぞれ１.８ｍｍの単独厚さと、０°、−４５°、＋４５°及び９０°の繊維配向を有する４層で、４軸の織物から構造される。天井部支持部材６０１、上フランジ６０７と下フランジ６０８の荷重を支持する領域は、異なる層構成を有する。ここで、４層の外壁以外に、相応的に、１.８ｍｍの厚さを有する４軸の織物からなる二つの中間層６１１が追加される。単独層の間の充填領域６０９において、相応的に、一方向のＵＨＭ繊維（超高弾性率繊維）を有し、３ｍｍ厚さの層が導入される。中間層６１１とＵＨＭ繊維により充填された充填領域６０９により、天井部支持部材６０１は上フランジ６０７且つ下フランジ６０８において、相応的に、局所補強部を有する。角６０３に対する面取りから取得された充填楔部６１０は一方向のＵＨＭ繊維により充填される。
一つの実施例において、天井部支持部材６０１は、２１０７０ ｍｍ ｘ ３５０ ｍｍ ｘ３８１ ｍｍ（長さｘ幅ｘ高さ）というサイズを有する。前記実施例において、天井部支持部材６０１は約４９０ｋｇの質量を有する。
図６は、車体の底部支持部材６０２の局所図（画像Ａ）を示し、車体の縦軸線に沿う観察方向で所属する横断面（画像Ｂ）を示し、及び、底部支持部材６０２の他方の領域を通る横断面（画像Ｃ）を示す。底部支持部材６０２の、図６の画像Ｃに示される横断面の面積は、底部支持部材６０２の、図６の画像Ｂに示される横断面の面積に対して、以下のように減少し、即ち、数字IIにより示されるチャンバ６０４が切削されるように除去される。チャンバ６０４の間には、ウェブ６０５が設けられる。底部支持部材６０２は面取り角６０３を有する。
図７は、図６の画像Ｂに類似するように、繊維層構成を有する細部図面の底部支持部材６０２の横断面を示す。底部支持部材６０２は連続し混合する引抜成形方法（例えば引き回しまたは引っ張り方法）で、三つの芯が製造され、及び２１ｍの長さにおける一定になる横断面を有する。底部支持部材６０２は、ローマ数字Ｉ〜IIIにより示される三つの四角の横断面を有するキャビティ６０４を備え、一つのチャンバ（III）が三角の横断面を有するように構成され、且つ二つのチャンバ（Ｉ、II）が四角の横断面を有するとともに、それぞれ面取り角６０３を有するように構成される。外壁６０６と各々チャンバ６０４の間のウェブ６０５は、それぞれ１.８ｍｍの単独の厚さと０°、−４５°、＋４５°及び９０°の繊維配向を有する４層で４軸の織物から構造される。底部支持部材６０１、上フランジ６０７と下フランジ６０８の荷重を支持する領域は、異なる層構成を有する。ここで、４層の外壁以外に、相応的に、１.８ｍｍの厚さを有する４軸の織物からなる二つの中間層６１１が追加される。単独層の間の充填領域６０９において、相応的に、一方向のＵＨＭ繊維（超高弾性率繊維）を有し、３ｍｍ厚さの層が導入される。中間層６１１とＵＨＭ繊維により充填された充填領域６０９により、底部支持部材６０１は上フランジ６０７且つ下フランジ６０８において、相応的に、局所補強部を有する。角６０３に対する面取りから取得された充填楔部６１０は一方向のＵＨＭ繊維により充填される。
一つの実施例において、底部支持部材６０２は、２１０３０ ｍｍ ｘ ２１５ ｍｍ ｘ ２３２ ｍｍ（長さｘ幅ｘ高さ）というサイズ、及び約３７０ｋｇの質量を有する。
図８は、画像Ａにおいて、隣接する車体への端壁５０１の例示において、アセンブリ端壁５を示し、画像Ｂにおいて、その横断面を示す。端壁５０１は、相応的に、３ｍｍ厚さの内壁５０４と外壁５０３からなり、内壁と外壁は、それぞれ０°方向と９０°方向にある繊維配向、及び０.５ｍｍ厚さを有する双方向布の相応的な複数の単独層から構造される。内壁と外壁との間には、面型のＰＥＴ-硬質発泡材料芯５０５が導入される。手動方法（Ｈａｎｄｌｅｇｅｖｅｒｆａｈｒｅｎ）及び熱プレス過程により、端壁５０１を製造することで、単独素子が最後に、完成部材に接続される。
図９は、車体１の分解図を示し、図１０は、図９の車体１の立体図面を示し、車体の以下の部品を示し、天井部支持部材６０１と底部支持部材６０２、側壁セクション３０１の内壁３０６、外壁３０５及び中心層３０７、発泡芯セクション３０８からなる側壁セクション３０１、ピラー３０４と３０４'、底部セクション４０１、端壁５、端部横梁４０５、各々天井部セクション、例えば端部型の天井部セクション２０２、標準型の天井部セクション２０１及び加熱換気空調技術型の天井部セクション２０３である。図１０は付加的に天井部被覆部材２０５を示す。
図１１は、車体の窓型側の壁セクション３０３（図１１の画像Ａ）及び側壁セクション３０３の接線Ｎ−Ｎに沿う横断面（図１１の画像Ｂ）を示し、図１１の画像Ｃにおいて、横断面の細部図面（図１１の画像Ｂにおいて、フレームにより示される）を示す。窓型側の壁セクション３０３は、相応的に、３ｍｍ厚さの内壁３０６と外壁３０５からなり、内壁と外壁はそれぞれ０°方向と９０°方向にある繊維配向、及び各単独層が０.５ｍｍである厚さを有する双方向布の複数の単独層からなる。内壁３０６と外壁３０５との間には、台形横断面を有するＰＥＴ硬質発泡材料芯３０８が交互に置かれて接着され、芯３０８が窓型側の壁セクション３０３の下領域において、車両の長手方向に沿って、窓型の側壁セクション３０３の上領域において、窓のための切り欠き３０９の周りに、車両に垂直するように長手方向に置かれる。接着は、０.２５ｍｍ〜０.４０ｍｍの接着隙間を有する従来の構成接着に係わる。その以外、双方向布からなる３ｍｍ厚さの中間層３０７は交互に発泡芯の間に伸びる。窓型の側壁セクション３０３は手動方法及び熱プレス過程により製造され、単独素子が最後に、完成部材に接続される。
窓型の側壁セクション３０３の実施例は、３１５０ ｍｍ ｘ ２２６０ ｍｍ ｘ ５０ ｍｍ（長さｘ幅ｘ高さ）というサイズを有する。前記実施例は約８５ｋｇの質量を有する。
図１２は、側面図（図１２の画像Ａと図１２の画像Ｃ）及び横断面（図１２の画像Ｂと図１２の画像Ｄ）で、車体のピラーの二つの実施例３０４と３０４'を示す。ピラー３０４、３０４'は６ｍｍの厚さで、押出方法により製造され、前記ピラーは双方向織物の単独層からなり、前記双方向布の単独層は相応的に、各単独層が０.５ｍｍである厚さを有する。好ましくは類似するピラー３０４'において、例えばドアの開放手段を制御する電気リードが設けられてもよい。
図１３は、車体の縦軸線に沿う観察方向を有する図面（図１３の画像Ｂ）で、車体の端部横梁４０５の立体図面（図１３の画像Ａ）を示し、前記端部横梁は、後に導入される切り欠き４１０を有し、前記切り欠きが連結要素を収容し、前記連結要素が主横方向支持部材を介して（図示せず）、長手方向の力を、底部支持部材に導入することを確保する。図１３の画像Ｃは、端部横梁４０５の横断面を示す。
図１４は、立体の分解図面で、車体の底部セクション４０１（図１４の画像Ａ）、及び取り付けられる状態にある隣接する二つの底部セクション４０１を通る横断面（図１４の画像Ｂ）を示す。底部セクション４０１は６０ｍｍの構成高さで製造される。底部セクション４０１は内壁４０７と外壁４０６を有し、前記内壁と外壁がそれぞれ２.０ｍｍの総厚さを有し、０.５ｍｍの厚さ、及び４００ｇ／ｍ2の単位面積重量を有する単独層からなる。単独層の炭素繊維は、双方向布という形態で、接着硬化を有する層圧方法で、真空において、エポキシ樹脂からなるプラスチックマトリックスに導入され、０°方向と９０°方向に延伸する。底部セクション４０１の内壁４０７と外壁４０６との間に、相応的に、六つの矩形の中空型材は補強素子４０８として、車体の縦軸線に対して、横方向にあり、直接的に互いに寄りかかるように設けられるとともに、内壁４０７に接着される。ここで、０.２５ｍｍ〜０.４０ｍｍの接着隙間を有する従来の構成接着に係わる。２５０ｍｍ x ５６.５ｍｍのサイズを有する矩形の中空型材４０８は、１.０ｍｍの肉厚で、編み方法により、直接的にＡｉｒｅｘＴ９０.６０からなる構造化されたＰＥＴ硬発泡芯に編まれ（引っ張り方法）、繊維は、±４５°方向にある繊維配向を有し、エポキシ樹脂からなる熱硬化性マトリックスに埋め込まれる。押出方法で、底部セクション４０１の製造を実現することで、内壁４０７と接続するとともに、隣接する底部セクションに接続するための接合部位４０９が含まれる底部セクション４０１の最終の形状を構造する。図１４の画像Ｂは、取り付けられた後に、材料フィットの接着接続部の以外に存在する、隣接する底部セクション４０１の間に、接合部位４０９を介して実現される形状フィットの接続部を示す。
図１５は、車体の標準型の天井部セクション２０１の立体分解図面（図１５の画像Ａ）を示し、取り付けられる状態にある隣接する二つの天井部セクション２０１を通る横断面（図１５の画像Ｂ）を示す。天井部セクション２０１は、５０ｍｍの構成高さで製造される。天井部セクション２０１は内壁２０７と外壁２０６を有し、前記内壁と外壁は１.０ｍｍまたは２.０ｍｍの総厚さを有し、０.５ｍｍの厚さ及び４００ｇ／ｍ2の単位面積重量を有する単独層からなる。炭素繊維は双方向織物という形態で、エポキシ樹脂からなるプラスチックマトリックスに導入するとともに、０°方向と９０°方向に延伸する。天井部セクション２０１の内壁２０７と外壁２０６との間に、天井部セクション２０１の外エッジに沿って、補強素子２０９としての中空型材が設けられるとともに、中空型材が外壁２０６に接着される。ここで、０.２５ｍｍ〜０.４０ｍｍの接着隙間を有する従来の構成接着に係わる。１００ｍｍ x ５６.５ｍｍというサイズを有し、１.５ｍｍの肉厚を有する矩形の中空型材２０９は、編み方法で、直接的にＰＥＴ硬発泡芯に編まれ（引っ張り方法）、繊維は、±４５°方向にある繊維配向を有し、エポキシ樹脂からなる熱硬化性マトリックスに埋め込まれる。内壁２０７、外壁２０６と矩形のＰＥＴ発泡により充填された中空型材からなるフレームとの間には、ＡｉｒｅｘＴ９０.６０からなる面型の構造化されたＰＥＴ硬発泡芯２０８が設けられるとともに、ＰＥＴ硬発泡芯が外壁２０６に接着される。ここで、０.２５ｍｍ〜０.４０ｍｍの接着隙間を有する従来の構成接着に係わる。押出方法で、天井部セクション４０１の製造を実現することで、内壁と接続するとともに、他方の天井部セクション２０１に接続するための接合部位２１０が含まれる天井部セクション４０１の最終の形状を構造する。図１５の画像Ｂは、取り付けられた後に、材料フィットの接着接続部の以外に存在する、隣接する天井部セクション２０１の間に、接合部位２１０を介して実現される形状フィットの接続部を示す。
図１６は、天井部被覆部材２０５の分解図を示す。
１ ・・・車体
２ ・・・アセンブリ天井部
２０１ ・・・標準型の天井部セクション
２０２ ・・・端部型の天井部セクション
２０３ ・・・加熱換気空調技術型の天井部セクション
２０４ ・・・角度素子
２０５ ・・・天井部被覆部材
２０６ ・・・天井部セクションの外壁
２０７ ・・・天井部セクションの内壁
２０８ ・・・天井部セクションの発泡芯
２０９ ・・・天井部セクションの補強素子
２１０ ・・・隣接する天井部セクションへの接合部位
３ ・・・アセンブリ側壁
３０１ ・・・側壁セクション
３０２ ・・・過渡型の側壁セクション
３０３ ・・・窓型側の壁セクション
３０４ ・・・ピラー
３０４' ・・・ピラー
３０５ ・・・窓型側の壁セクションの外壁
３０６ ・・・窓型側の壁セクションの内壁
３０７ ・・・中間層
３０８ ・・・発泡芯セクション
３０９ ・・・切り欠き
４ ・・・アセンブリ底部
４０１ ・・・底部セクション
４０２ ・・・中央型の底部セクション
４０３ ・・・標準型の底部セクション
４０４ ・・・端部型の底部セクション
４０５ ・・・端部横梁
４０６ ・・・底部セクションの外壁
４０７ ・・・底部セクションの内壁
４０８ ・・・底部セクションの補強素子
４０９ ・・・隣接する底部セクションへの接合部位
４１０ ・・・挿通部
５ ・・・アセンブリ端壁
５０１ ・・・隣接する車体への端壁
５０２ ・・・隣接するキャブへの端壁
５０３ ・・・端壁の外壁
５０４ ・・・端壁の内壁
５０５ ・・・端壁の発泡芯
６ ・・・長手方向支持部材
６０１ ・・・天井部支持部材
６０２ ・・・底部支持部材
６０３ ・・・面取り角
６０４ ・・・キャビティ（四角多角形）
６０５ ・・・ウェブ
６０６ ・・・長手方向支持部材の外壁
６０７ ・・・上フランジ
６０８ ・・・下フランジ
６０９ ・・・充填領域
６１０ ・・・充填楔部
６１１ ・・・中間層

Claims (22)

  1. 近距離の運行に使用され人員を輸送する鉄道車両に用いられる車体であって、
    前記車体は少なくとも、
    二つの側壁と、
    天井部と、
    底部と、
    二つの端壁または一つの端壁と一つの頭部モジュールと、を備え、
    前記二つの側壁は、それぞれ下長手方向支持部材と上長手方向支持部材から形成され、前記下長手方向支持部材と上長手方向支持部材は、複数の側壁セクションと垂直に配置されるピラーとにより接続され、
    前記二つの側壁の下長手方向支持部材は、車体の長手方向において、連結要素を介して、前記底部に接続され、
    前記二つの側壁の上長手方向支持部材は、車体の長手方向において、連結要素を介して、前記天井部に接続され、
    前記下長手方向支持部材と上長手方向支持部材は、マルチチャンバの中空型材として形成され、前記マルチチャンバの中空型材は、車体全長にわたり連続的であり、それぞれ少なくとも二つのチャンバを有し、
    前記下長手方向支持部材と上長手方向支持部材は、繊維強化プラスチックから形成され、
    前記二つの端壁または一つの端壁と一つの頭部モジュールとは、車体の長手方向に直交する前記上長手方向支持部材と下長手方向支持部材に、連結要素により、摩擦ロッキング、及び/またはポジティブロッキング、及び/または材料フィットによって連結され、
    前記側壁、前記天井部、前記底部と前記端壁または前記一つの端壁及び前記頭部モジュールが、少なくとも部分的に、繊維強化プラスチック複合体からなり、
    前記連結要素が、少なくとも部分的に、金属からなる、
    ことを特徴とする車体。
  2. 前記繊維強化プラスチック複合体は、熱可塑性または熱硬化性のプラスチックからなるマトリックスにおけるガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、玄武岩繊維、紡績繊維及び/または天然繊維を含む、
    請求項１に記載の車体。
  3. 前記熱硬化性プラスチックは、エポキシ樹脂、不飽和のポリエステル樹脂、ＰＵ樹脂、ビニルエステルまたはフェノール樹脂を含む、
    請求項１または２に記載の車体。
  4. 前記繊維強化プラスチック複合体の繊維は、一方向及び/または多軸に配向される、
    請求項１〜３のいずれか一項に記載の車体。
  5. 前記繊維強化プラスチック複合体の繊維は、ガラス繊維粗糸、不織布、織物、布及び/または編物として導入される、
    請求項１〜４のいずれか一項に記載の車体。
  6. 前記上長手方向支持部材のマルチチャンバの中空型材は、少なくとも二つの、特に好ましくは、三つ〜五つのチャンバを有する、
    請求項１〜５のいずれか一項に記載の車体。
  7. 前記下長手方向支持部材のマルチチャンバの中空型材は、前記車体の端部に、少なくとも二つの、特に好ましくは、三つのチャンバを有する、
    請求項１〜６のいずれか一項に記載の車体。
  8. 前記下長手方向支持部材のマルチチャンバの中空型材は、少なくとも前記車体の領域において、二つのチャンバを有する、
    請求項１〜７のいずれか一項に記載の車体。
  9. 前記下長手方向支持部材と前記上長手方向支持部材のマルチチャンバの中空型材は、車体の縦軸線に沿って、互いに独立するセクションになるように構造され、前記セクションがその端面において互いに接続される、
    請求項１〜８のいずれか一項に記載の車体。
  10. 前記下長手方向支持部材と前記上長手方向支持部材のチャンバは、ウェブにより、互いに離間され、少なくとも一つの外壁により囲まれ、前記外壁が一つまたは複数の層の繊維強化プラスチック複合体からなる、
    請求項１〜９のいずれか一項に記載の車体。
  11. 前記下長手方向支持部材と前記上長手方向支持部材のチャンバは、四角横断面に形成され、前記横断面が角において、丸められているように設計されている、
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の車体。
  12. 前記上長手方向支持部材と前記下長手方向支持部材は、少なくとも前記外壁及び/または前記ウェブの領域において、局所補強部を有する、
    請求項１〜１１のいずれか一項に記載の車体。
  13. 前記上長手方向支持部材と前記下長手方向支持部材の局所補強部の領域において、各層及び/または充填楔部の間の充填領域は、連続的な繊維により充填される、
    請求項１〜１２のいずれか一項に記載の車体。
  14. 前記上長手方向支持部材と前記下長手方向支持部材の局所補強部の領域には、少なくとも一つの中間層が設けられている、
    請求項１〜１３のいずれか一項に記載の車体。
  15. 前記下長手方向支持部材のチャンバは、三角及び/または四角の横断面に形成され、前記横断面は角が丸められている、
    請求項１〜１４のいずれか一項に記載の車体。
  16. 前記上長手方向支持部材の少なくとも一つのチャンバは横断面において、直角の多角形に形成され、且つ前記下長手方向支持部材の少なくとも一つのチャンバは横断面において、直角の多角形に形成され、前記横断面は角が丸められている、
    請求項１〜１５のいずれか一項に記載の車体。
  17. 前記天井部と前記底部は、一つまたは複数の板状、シェル状または半シェル状のセクションからなる、
    請求項１〜１６のいずれか一項に記載の車体。
  18. 前記端壁は、板状、シェル状または半シェル状に形成されている、
    請求項１〜１７のいずれか一項に記載の車体。
  19. 前記板状、シェル状または半シェル状のセクション及び/または前記板状、シェル状または半シェル状の端壁は、外壁と、前記外壁に対して間隔をおいた内壁からなり、前記外壁と内壁は、発泡芯及び/またはセルラ芯及び/または木製芯を有する中心層により接続されている、
    請求項１〜１８のいずれか一項に記載の車体。
  20. 前記中心層は、繊維強化プラスチック複合体に形成され、一つまたは複数層の繊維複合材料が交互に延長することで、内壁と外壁とを接続し、形成される中空空間は発泡芯及び/またはセルラ芯及び/または木製芯により充填されている、
    請求項１〜１９のいずれか一項に記載の車体。
  21. 前記板状、シェル状または半シェル状のセクション、及び前記垂直に設けられるピラーは、摩擦ロッキング及び/またはポジティブロッキング及び/または材料フィットするように、前記上長手方向支持部材と前記下長手方向支持部材に接続されている、
    請求項１〜２０のいずれか一項に記載の車体。
  22. 前記請求項１〜２１のいずれか一項に記載の車体の使用は、人員輸送のための鉄道車両の製造に適用され、前記鉄道車両が、地下鉄とライトレールのような近距離の運行に使用され、前記地下鉄とライトレールにおいて、前記鉄道車両または前記鉄道車両から構造される列車ユニットが短いインターバルで加速し及び制動することを特徴とする車体の使用。
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