铁路车辆车身结构及其制造方法技术

一种用于铁路车辆的车身结构(1)，其中，所述车身结构包括：框架，所述框架包括至少主要由钢合金制成的至少一个支撑元件(10)，以及至少一个设备元件(2)，所述设备元件主要由铝合金制成并且包括至少一个第一板(16，18)，所述第一板具有至少一个纵向边缘(22，24)和由所述纵向边缘围成的第一面(26，32)，其中，所述车身结构(1)的特征在于其还包括与所述支撑元件(10)一体成型的由钢合金制成的至少一个纵向压条(56，58)，并且其中，所述纵向压条通过摩擦熔融粘结(S)平坦地固定在所述第一面(26，32)上。

Body structure of railway vehicle and its manufacturing method

A body structure (1) for a railway vehicle, in which the body structure comprises a frame, which comprises at least one supporting element (10) made of at least a steel alloy, and at least one device element (2), which is mainly made of aluminum alloy and includes at least one first plate (16, 18). The first plate has at least one longitudinal edge (22, 24) and a first surface (26, 32) enclosed by the longitudinal edge, wherein the body structure (1) is characterized by at least one longitudinal bar (56, 58) made of a steel alloy formed in integration with the support element (10), and the longitudinal bar is passed through the longitudinal bar. Friction melting bonding (S) is fixed on the first surface (26, 32) flat.

【技术实现步骤摘要】
铁路车辆车身结构及其制造方法本专利技术涉及一种用于铁路车辆的车身结构和一种用于制造这种车身结构的方法。为了制造铁路车辆(诸如客车或货车)的车身结构，已知的是对由不同金属材料制成的元件进行组装，以优化车身的重量。特别地，这种结构的底板可以由铝制成，而其他部分(诸如底板的支撑桁架)由钢制成。为了确保结构的坚固性和寿命，优选的是通过焊接将组成该结构的各个元件结合在一起。然而，将钢元件焊接至铝元件需要特殊的预防措施，因为这些材料难以焊接在一起并且会在彼此接触时产生电蚀。FR-A1-2630698公开了一种设置有车身的车辆，该车身的结构包括由挤出铝板形成的两个底板平面以及由被设计为支撑这两个底板平面的竖直支柱和钢纵梁组成的面。设置复合元件来将底板固定至这些面上。这些复合元件各自包括焊接至这些底板之一的铝部分以及焊接至这些钢面之一的钢部分。为了制造复合元件，已知的是通过紧固元件(螺栓、铆钉等等)或者通过爆炸焊接将铝部分附接到钢部分，成本高且复杂。而且，由于其特定的实现方式，这种爆炸焊接通常提前进行，与结构的其他组装步骤分开。为了实现这一点，必须通过铝到铝焊接将复合元件焊接至底板并且通过钢到钢焊接将复合元件焊接至这些面。结果是，需要总共三种不同的焊接技术将铝底板与刚面组装在一起。相应地，本专利技术旨在克服现有技术的上述缺点并且提出了一种制造更简单且便宜的新的车身结构，而这种新的车身结构比已知的结构更坚固且持久。本专利技术的目的是一种用于铁路车辆的车身结构，该车身结构包括：-框架，所述框架包括至少主要由钢合金制成的至少一个支撑元件，以及-至少一个设备元件，所述设备元件至少主要由铝合金制成并且至少包括第一板，所述第一板具有至少一个纵向边缘和由所述纵向边缘围成的第一面。根据本专利技术，所述车身结构还包括与所述支撑元件一体成型的由钢合金制成的至少一个纵向压条，并且其中，所述纵向压条通过摩擦熔融粘结平坦地固定在所述第一面上。根据本专利技术，所述设备元件通过最小数量的中间件和焊接件固定至所述支撑元件。可以有利地在制造本专利技术的车身结构期间直接实现在例如EPA2844415中描述的最近的且高效的技术的摩擦熔融粘结。事实上，可以通过在所述纵向压条的自由面运用转动摩擦熔融粘结工具来进行这种摩擦熔融粘结，其中，所述自由面与抵靠所述第一面支撑的面相对设置。因此通过所述纵向金属压条来进行导通以实现所述摩擦熔融粘结，以将所述纵向金属压条固定至位于下方的所述设备元件。因此获得的车身结构特别结实、耐用并且便宜。根据本专利技术的单独或组合考虑的其他有利特征：-纵向平坦部设置在所述第一面内并且仅位于所述第一面的从所述纵向边缘延伸的部分上，其中，所述纵向压条以抵靠所述纵向平坦部的方式二被平坦地固定至所述设备元件。-设置有两个板，其中，第一板包括与所述第一面相对的第二面，并且第二板平行于所述第一板，并且其中，所述设备元件包括从所述第二面的侧向部分伸出的纵向腹板，其中，所述侧向部分从所述纵向边缘延伸并且面朝所述纵向压条，所述腹板将所述第一板连接至所述第二板。-所述纵向压条与所述支撑元件一体成型并且属于所述支撑元件。-所述纵向压条具有纵向外边缘，所述纵向压条通过所述纵向外边缘焊接至所述支撑元件。-所述纵向压条具有从所述纵向外边缘延伸的额外加厚部分。-所述纵向压条具有倒棱纵向内边缘，其中，所述车身结构包括抵靠所述纵向内边缘而安装的密封圈。-所述支撑元件形成桁架，而所述设备元件形成底板。本专利技术的目的还在于提供一种用于制造根据上述描述的车身结构的方法，其中，该制造方法包括通过在所述纵向压条的自由面使用转动摩擦熔融粘结工具对所述纵向压条进行摩擦熔融粘结而将所述纵向压条固定至所述第一面的步骤，其中，抵靠所述第一面的所述自由面与所述纵向压条的支撑面相对设置。最终，根据本专利技术的另一个有利特征，在面朝所述第一面的所述自由面上使用所述摩擦熔融粘结工具，并且伸出所述纵向边缘。将通过仅作为非限制性和非穷尽性示例并且参照附图给出的以下说明更好地理解本专利技术，在附图中：图1示出根据本专利技术的第一实施例的车身结构的部分剖面图；图2示出图1中的细节II的放大图，以及图3示出根据本专利技术的第二实施例的车身结构的部分剖面图。在以下内容中，图1至图3的剖面被称为“横向平面”，使得术语“纵向”和“长度”指代相对于该横向平面的正交的或者至少相交的方向。而且，术语“上部”和“顶部”指代图1至图3中的向上横向方向，而术语“下部”和“底部”指代相反的横向方向。最终，当车辆停在轨道上时，术语“水平”和“竖直”在车辆使用的正常情况下分别指代水平方向和竖直方向：在这种情况下，水平方向在附图中水平地表示，而竖直方向竖直地表示。图1和图2的结构1属于例如旨在形成火车的组成部分的客车、货车或火车头类型的铁路车辆的车身。术语“车身”指代停在车辆的转向架上的车辆的上部部分。车身旨在包含由车辆承载的个人或货物或者在火车头的情况下指代牵引单元。常规地，车身包括至少一个水平底板2和侧壁4，仅其中一个侧壁在图1中部分地可见并且从底板2升高，以界定车身的内部体积V。可替代地，可以提供若干个底板来在车身内形成多个平面。车身优选地包括封闭上述体积V并且包括内部包覆元件和外部包覆元件(未示出)的屋顶或盖板(未示出)。底板2、侧壁4和屋顶因此构成结构1的设备元件。结构1还包括主要由横梁和桁架类型的支撑元件的组装形成的底盘6。优选地，大部分支撑元件至少主要或者甚至全部由钢或钢合金制成，从而为底盘6提供预定的机械强度，以适应车辆使用情况。对于大部分，这意味着每个支撑元件的多于50wt.-％由钢或钢合金制成。优选地，至少大部分支撑元件形成金属型材。支撑构件通过焊接、铆接、螺栓或任何其他合适的技术组装在一起。因此，底盘6构成刚性框架，其目的特别地支撑包括底板2和侧壁4的设备元件。有利地，两行纵向竖直支柱8形成用于车身的侧壁4的支撑元件。框架6还包括至少两个桁架10，仅其中一个桁架在图1和图2可见，并且其中，每个桁架形成框架6的纵向横梁。每个桁架10通过焊接至这些竖直支柱8将一行纵向竖直支柱8彼此连接。每个桁架10至少主要或者优选地全部由钢或钢合金制成。每个桁架10优选地由型材(即，通过材料挤出获得的部分)形成，或者由固定至彼此的型材元件的组装形成。桁架10在两行竖直支柱8之间布置在相同的高度，并且形成用于结构1的底板2的支撑元件。特别地，每个桁架10具有平面的并且在平行于侧壁4的纵向平面中定向的固定表面12。每个固定表面12转向车身内部，使得两个固定表面12面朝彼此。每个桁架10还优选地包括部分14，该部分被成形为接纳竖直支柱8的下端9，与固定表面12相对。底板2包括至少主要或者甚至全部由铝或铝合金制成的型材，使得特别容易制造并且包括少量部件。“主要”是指底板2的多于90wt.-％由铝或铝合金制成。底板2包括布置为与板16相距一段距离并且与其平行的第一水平上板16和第二下板18。板16具有彼此相对的上面26和下面28，而板18具有彼此相对的上面30和下面32。板16并且特别地其面26和28在两个纵向边缘22中相对于固定表面12侧向地结束，仅其中一个纵向边缘在图1和图2中可见，其中，每个纵向边缘形成于纵向平面中延伸的竖直表面，并且板16的车身在这两个纵向边缘之本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于铁路车辆的车身结构(1；101)，其中，所述车身结构包括：框架(6；106)，所述框架包括至少主要由钢合金制成的至少一个支撑元件，以及至少一个设备元件(2)，所述至少一个设备元件至少主要由铝合金制成并且包括至少一个第一板(16,18)，所述第一板包括至少一个纵向边缘(22,24)和由所述纵向边缘围成的第一面(26,32)，其中，所述车身结构(1；101)的特征在于其还包括与所述支撑元件(10；110)构成整体的至少一个纵向钢压条(56,58；156)，并且其中，所述纵向压条通过摩擦熔融粘合(S)平坦地固定在所述第一面(26,32)上。

【技术特征摘要】
2016.10.27 FR 16604511.用于铁路车辆的车身结构(1；101)，其中，所述车身结构包括：框架(6；106)，所述框架包括至少主要由钢合金制成的至少一个支撑元件，以及至少一个设备元件(2)，所述至少一个设备元件至少主要由铝合金制成并且包括至少一个第一板(16,18)，所述第一板包括至少一个纵向边缘(22,24)和由所述纵向边缘围成的第一面(26,32)，其中，所述车身结构(1；101)的特征在于其还包括与所述支撑元件(10；110)构成整体的至少一个纵向钢压条(56,58；156)，并且其中，所述纵向压条通过摩擦熔融粘合(S)平坦地固定在所述第一面(26,32)上。2.根据权利要求1所述的车身结构(1；101)，其特征在于，所述第一面(26,32)内，仅在所述第一面(26，32)的自所述纵向边缘(22,24)延伸的部分上设置纵向平点(34,40)，其中，所述纵向压条(56,58；156)抵靠所述纵向平点平坦地固定到所述平坦元件(2)。3.根据权利要求1或2所述的车身结构(1；101)，其特征在于，设置两个板(16,18)，其中，第一板(16)包括与所述第一面(26,32)相对的第二面(28,30)，并且第二板(18)平行于所述第一板，并且其特征在于，所述设备元件(2)包括从所述第二面(28,30)的侧向部分(46,52)伸出的纵向腹板(54)，其中，所述侧向部分相对于所述纵向压条(56,58；156)从所述纵向边缘(22,24)延伸，并且其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂芬·罗尔，布鲁诺·德尔菲格，
申请(专利权)人：阿尔斯通运输科技公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR