本发明专利技术涉及用于车辆底盘的由复合材料制成的结构，所述结构构造成在其各个端部处接纳底架。该结构包括至少一个中央梁(31)，中央梁包括中间箱(314)，该中间箱具有中央部(311)和带有加强结构的两个端部(312、313)，并且中央部又包括增强梁(11)的与由运输负载施加的弯曲应力有关的强度的加强部。中间箱(314)通过在中间箱(314)的整个长度范围上延伸并组装至所述中间箱的两个侧箱(315、316)被加强，所述两个侧箱的上部面与中间箱的上部面一起形成了梁的上部面。该结构还包括铺板(32)，该铺板覆盖中间箱(314)和侧箱(315、316)的上部面。构成该结构的元件具有有利地简单且易于由复合材料制造并且易于组装的形状。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及车辆结构的一般领域。本专利技术更具体地涉及如下的复合梁设计，此复合梁设计意在通过使用复合材料来减小特别是用于通过轨道进行货物运输的轨道运输车辆(有轨车)的结构的重量。
技术介绍
如所有运输领域中的情况那样，有轨车建筑行业试图减小形成车辆的结构的质量，以便通过控制车辆的生产成本以及车辆的能量消耗来增大有效负载以及/或者减小运输成本。目前，有轨车仅由金属结构形成，通常由钢并且有时由铝制成。然而，在考虑运输的情况下，很自然地是设想较轻的实施方式，特别地是使用复合材料的实施方式。然而，还已知不能通过简单的材料替换来用相同形状的复合材料结构代替金属结构。为了利用复合材料特有的所有技术特征及性能，通常有必要完全重新设计这些结构。在使用复合材料的情况下重新设计这些结构的必要性特别地涉及下文中所描述的特定特征。要考虑的第一特定特征是复合材料的各向异性特征，由于复合材料的各向异性特征，复合材料的性能一一特别是复合材料的机械性能一一并非在所有方向上都相同，这是因为存在构成该材料的加强纤维。这种特定特征对适用于各个应用的材料结构予以限定。要考虑的另一特定特征是所采用的制造工艺(模制、真空灌注、RTM(树脂传递模塑)、覆合等)的多样性以及用于组装复合材料元件的组装技术通常是专用于这些材料的。与金属的情况相比，例如，熔接热定形复合材料实际上是几乎不可行的，但是通过胶合来组装这种材料却是完全合适的，这与可以在金属的情况下实现的情况恰好相反。另一特定特征在于可获得的复合材料的多种变体的特殊性，特别是在考虑所使用的纤维一一无论是矿物纤维(玻璃纤维、碳纤维等)还是有机纤维一一的性质的情况下，所使用的纤维的性质给对应的复合材料提供了不同的性能、性状和成本。因而，基于玻璃纤维的复合材料是成本最低的，而碳纤维复合材料是成本最高的。由于这些特定特征，特别是在涉及有轨车且尤其是货车的制造的情况下，目前还没有大量地研发或者根本没有研发使用复合材料结构来生产能够运输重负载的车辆。在此指出，所涉及的复合材料是所谓的“结构性”复合材料，“结构性”复合材料基于占所述材料约50%的长且连续的纤维，其他约50%由通常为热定形树脂(例如，环氧树脂(EP)、邻苯二甲酸二烯丙基酯(DAP)、聚酯或者乙烯基酯的类型)并且例如更罕见地为热塑性树脂(例如，聚酰胺、聚醚醚酮或者聚乙烯亚胺的类型)的基质构成。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提出一种可以用于制造车辆(如以上所提及的车辆)的特定复合材料结构。特别地，本专利技术的一个目的是限定一种有轨车平台结构，该有轨车平台结构的形状特性被优化以使得有轨车平台结构能够由复合材料制造。在此，最终目标是针对使鲁棒性方面的性能等于或优于当前结构的性能，来显著地减小有轨车的结构的质量与此同时对制造成本进行优化。为此，本专利技术在于用于运输货物或乘客的车辆的底盘的复合材料结构，所述结构构造成在所述结构的各个端部处接纳行进装置或转向架，所述结构包括形成平台的至少一个中央梁，车辆的负载置于该平台上。根据本专利技术，所述梁包括:-中间箱，该中间箱具有中央部和两个端部，所述端部具有加强件，该加强件用以承受通过行进装置的铰接元件以及通过设置在车辆的端部处的减震器元件传递至底盘的应力，中间箱的中央部构造成具有增强梁对由运输负载施加的弯曲力的抵抗的加强部；-两个侧箱，所述两个侧箱在中间箱的整个长度范围上延伸并组装至所述中间箱，所述两个侧箱的上部面与中间箱的上部面形成了梁的上部面，所述侧箱构造成加强梁对施加在梁上的纵向弯曲力和横向弯曲力的抵抗；-形成了蒙皮的覆盖铺板，该覆盖铺板构造成覆盖中间箱和侧箱的上部面。根据本专利技术，构成梁的各个元件由复合材料制成，该复合材料以玻璃纤维或者碳纤维或者玻璃纤维与碳纤维的混合物来加强。根据可以单独考虑或者以组合的方式考虑的各个特征，根据本专利技术的结构具有各种互补特征。因此:根据一个特定特征，中间箱由在梁的整个长度范围上延伸的上半箱以及设置在中央部中的下半箱构成，所述两个半箱各自包括底部和两个侧壁。上半箱和下半箱相对于彼此设置成使得上半箱的底部形成了中间箱的上部面并且下半箱的底部形成了所述中间箱的下部面。另外，下半箱的底部在该下半箱的外部朝向梁的端部延伸。根据另一特定特征，在上半箱与下半箱之间布置有复合材料中间隔板，以便加强中间箱的刚度以及加强对上半箱的侧壁以及下半箱的侧壁的屈曲的抵抗。根据另一特定特征，覆盖铺板由主元件61构成，主元件61呈以玻璃纤维加强的整体式复合材料板的形式，并且主元件61在其中间部分包括定尺寸成覆盖中间箱314的上部面的复合材料加强元件62。根据另一特定特征，上半箱的底部、下半箱的底部以及设置在该结构的上部面上的蒙皮的主元件的中间加强元件由主要以单向纤维加强的整体式复合材料制成，所述纤维优选地为碳纤维。根据另一特定特征，根据本专利技术的结构还包括复合材料侧向加强件，该复合材料侧向加强件设置在梁的两侧上并且适于吸收由运输负载施加至该结构的侧部的力。各个加强件通过其端部中的一个端部固定至侧箱并且通过其另一端部固定至中间箱。根据另一特定特征，形成梁的元件由复合材料平坦面构成。根据另一特定特征，上半箱包括由整体式复合材料板构成的底部和具有夹层结构的侧壁，该夹层结构由以玻璃纤维加强的两个复合材料薄蒙皮以及如下的芯体构成，该芯体由聚合物材料泡沫或者蜂窝状结构材料或者轻木型木材形成的元件构成。根据另一特定特征，下半箱包括由整体式复合材料板构成的底部和具有夹层结构的侧壁，该夹层结构由以玻璃纤维加强的两个复合材料薄蒙皮以及如下的芯体构成，该芯体由聚合物材料泡沫或者蜂窝状结构材料或者轻木型木材制成的元件构成。根据另一特定特征，侧向加强元件具有夹层结构，该夹层结构由以玻璃纤维加强的两个复合材料薄蒙皮以及如下的的芯体构成，该芯体由聚合物材料泡沫或者蜂窝状结构材料或者轻木型木材制成的元件构成。根据另一特定特征，根据本专利技术的结构的各个元件包括适于使得能够通过胶合和/或螺栓连接和/或铆接对所述元件进行组装的边缘，组装至彼此的两个元件具有适于在组装时面对面地放置的边缘。【附图说明】借助于参照附图的以下描述，将更好地理解本专利技术的特征及优点，附图示出了:-图1和图2，图1为以侧视图示出了根据本专利技术的底盘的理论结构的示意图，图2为以在根据本专利技术的底盘的中间部分的位置处的正截面示出了该底盘的理论结构的示意图；-图3，图3为根据本专利技术的一个底盘实施方式的截面的示意性侧视图；-图4，图4为图3的底盘的在穿过该结构的中央区域的平面中的横截面的示意图；当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于运输货物或乘客的车辆的底盘的复合材料结构，所述结构构造成在所述结构的各个端部处接纳行进装置，其特征在于，所述结构包括形成平台的至少一个中央梁(31)，所述车辆的负载置于所述平台上，所述梁包括：‑中间箱(314)，所述中间箱(314)具有中央部(311)和两个端部(312、313)，所述端部具有加强件(35、36)，所述加强件(35、36)用于承受通过所述行进装置的铰接元件以及通过设置在所述车辆的所述端部处的减震器元件传递至所述底盘的应力，所述中间箱(314)的所述中央部构造成具有增强所述梁(11)对由运输的负载施加的弯曲力的抵抗的加强部；‑两个侧箱(315、316)，所述两个侧箱(315、316)在所述中间箱(314)的整个长度范围上延伸并组装至所述中间箱，所述两个侧箱(315、316)的上部面与所述中间箱的上部面形成了所述梁的上部面，所述侧箱构造成加强所述梁对施加在所述梁上的纵向弯曲力和横向弯曲力的抵抗；‑形成蒙皮的覆盖铺板(32)，所述覆盖铺板(32)构造成覆盖所述中间箱(314)的所述上部面和所述侧箱(315、316)的所述上部面；构成所述梁(31)的各个元件由复合材料制成，所述复合材料以玻璃纤维或者碳纤维或者玻璃纤维与碳纤维的混合物加强。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：克·瓦尔韦德，让弗朗索瓦·富克斯，马塞尔·奥伯龙，
申请(专利权)人：空中客车防务和空间公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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