一种轨道车辆车身的结构阻尼 【技术领域】
本发明涉及一种用于模块结构的轨道车辆的车身的结构阻尼。
背景技术
车身是轨道车辆的支撑结构。在通常已知的结构中，车身是从铝型材被整体地焊接在一起或者不同地从薄钢板被焊接或点焊成一钢框架。车身也可包括通过焊接、粘接、铆接或螺钉连接的方法连接在一起的模块。
车身的动力学直接与轨道车辆的乘坐舒适性相关。在轨道车辆的运行期间，第二系弹簧悬挂将循环转向架运动传送到车身结构上。如果激发频率与结构的固有频率中的一个固有频率一致，那么激发振动在振幅上可不受阻碍地传送和增加，尤其是如果车身结构显示出一相对低的阻尼。因此，转向架的振荡频率和车身结构地最低固有频率需要被分开。
固有频率的需要常常导致车身重量的增加。在一车身特定的结构阻尼上，乘坐舒适性可通过附加的加劲措施提高。当车身的截面是一定量时，这可利用较厚的结构部件来获得，该结构部件增加了车身的重量。对于高速火车的长车身这种效果明显地增加了，该高速火车中的每一车身都承受额外的1-2吨的重量以实现刚度需要。这反过来增加了例如原料成本，对车轮和车轴的要求，轨道的磨损率以及能源成本。
除了内部装备和配件、通风道以及外部设备例如胶合窗配件、车门和风箱之外，对现今车辆的阻尼所起的主要贡献是由支撑结构的阻尼产生的。在车身中依据横向加速度的乘坐舒适性取决于车身的基本固有频率和结构阻尼。根据定性的综述，在乘坐舒适性上增加结构阻尼的效果越大，车身的固有频率就越低。物理原因是阻尼，作为一种振动控制措施，仅仅在阻尼结构产生共振的频率上有效。相似地，如果轨道车辆的速度增加，或者车辆运行在狭窄的轨道上，那么由于在弹性模式的频率范围内存在较高的激发能级，车身阻尼的效果更明显了。
因此，车身阻尼的增加允许降低车身的重量和/或在转向架的振荡频率和最低的车身固有频率之间提供较小的安全限度。
国际专利申请第WO 00/44601号揭示了一种具有一自支撑车身的轨道车辆，其具有一地板和一车顶以及侧壁，该侧壁上存在有窗户和可触及区。每一侧壁都由一与地板刚性相连的框架构成并且该框架上存在有侧壁元件。车身外壳元件以支撑的形式成形并且通过摩擦被固定在框架元件上以形成一肋板支撑结构。车身外壳元件包括一具有减振特性的完整的中间层。可在框架元件和支撑车身外壳元件之间提供摩擦粘接或者摩擦螺钉连接或铆接。所述支撑车身外壳元件形成支撑夹层元件，该支撑夹层元件包括一外层，一内层和一中间层，所述中间层具有隔热和/或隔声以及减振的特性，并且保持外层和内层彼此相隔一定距离。当激发的车身振动通过粘接被阻尼时，这种轨道车辆的问题是相同的振动会通过摩擦铆接传送。
如第DE 42 18 751 A1号专利中的用于轨道车辆的车身包括以不同的结构方式连接在一起的模块装配件，并且具有外部外壳板和横向加固外形。所述装配件的邻近的端部区域形成U形和相应的Z形以形成抗纽结和抗剪切的纵向外形。这些外形通过压力接合的方式彼此相连，并且通过摩擦紧固元件，例如锁止螺栓，与车身的其它部件相连。为了声阻尼和作为一种防腐蚀的保护，弹性粘合剂的中间层被插入在对向表面之间。所述中间层的厚度由一距离元件界定，高度预拉伸的紧固元件的力被作用到所述的距离元件上。这种结合的可能强度被所述中间层降低了，这是因为通过具有距离元件的装配件外形的对向表面的可接触区域，发生在这种轨道车辆的运行中的力由摩擦来传递。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种用于轨道车辆的车身，所述车身在结构部件和结构部件之间的结合中具有高的结构阻尼。
所述问题通过如权利要求1中所规定的车身得到了解决，在所述权利要求中，结构部件的对向表面在紧固装置的附近有一直接接触的区域。提供了从一个结构部件到另一个结构部件的最佳的摩擦传递。避免了对向表面之间的有限厚度的附加的中间装置，所述中间装置削弱了接合强度或者降低了疲劳强度。当减振装置被置于对向表面之间并与直接接触的区域相隔一定距离时，一方面阻尼装置不会降低结合的摩擦传递，另一方面提供了结合的减振特性。因此，由于车身固有频率和转向架振荡频率之间存在较大的裕度，这个优点使车身的总阻尼被增加了。另外或者二者择一地，可降低由刚度需要而施加的车身的重量。当仍然使用已知的机械紧固方式例如具有摩擦负荷转移的螺钉连接和哈克钉连接时，可得到轨道车辆的较高的乘坐舒适性。哈克钉是加肋螺钉，该加肋螺钉用很大的以使螺钉变形的扭矩被拧紧。减振装置能被置于紧固装置之间或者被置于沿着与紧固装置相隔一定距离的结合处。
优选地，应用具有阻尼特性的结构部件，例如具有中间芯的结构双外壳夹层，其中夹层的层通过胶接合在一起。所述芯是由低密度的材料制成，例如泡沫塑料，所述芯可有效地减弱振动和声音，并且也是一种好的热绝缘材料。
本发明更多的优点，特征和细节将通过下面的一个较佳实施例的描述和通过附图进行揭示。
【附图说明】
图1是一模块车身组件的分解示意图。
图2是位于一侧壁模块和地板模块之间的接合的横断面视图。
【具体实施方式】
如图1所示，一种轨道车辆的车身包括许多连接在一起的结构部件。有一个地板模块1，两个侧壁，两个前端壁2和一个车顶模块3。每一个侧壁包括位于中间的一长侧壁模块6和两个位于所述侧壁端部的短侧壁模块7，每一个侧壁模块都包括窗户17。车门模块8被安装在长侧壁元件6和邻近的短侧壁元件7之间。端壁2可包括门洞9。所述壁模块在它们的下端处被连接到所述地板模块1上，在垂直的对向表面上被彼此连接，并且在它们的上端处被连接到车顶模块3上。车身模块通过紧固装置10(图2所示)，例如螺钉，优选的是哈克钉，或者铆钉，优选的是自攻铆钉被连接在一起以在时间效益和简单的方式上获得组件。所述壁和车顶模块是由通过胶结合的钢-Divinycell-钢的夹心板制成。Divinycell是一泡沫塑料芯材的商标。所述芯材具有减振的特性。
根据图2，在车身两个结构部件之间的结合，也就是在一侧壁模块7和一地板模块1之间的接合，包括一固定在地板模块1上的Z形外形11和一通过哈克钉13连接到Z形外形11上的C形外形12的接合。在底部区域中，侧壁模块7包括一空心的矩形外形14，其通过两排作为紧固装置10的哈克钉在这些外形的对向表面处被固定到C形外形12上。矩形外形14和C形外形12通过紧固装置10被压在一起，因此在紧固装置10的附近形成直接接触的区域用于在结构部件之间摩擦传递载荷。减振装置15被置于对向表面之间并与直接接触的区域相隔一定距离d。减振装置15由粘弹性材料，例如聚氨酯、MS-聚合物、硅酮或者丁基橡胶制成并被安装，例如成一带状物地沿着紧固装置10的排被安装。减振装置10被置于与紧固装置相隔的最近距离d处，其位于30-200mm的范围内，优选的是大约100mm。另外减振装置15在内层16和侧壁模块17之间还可位于离散的位置处。尽管根据本发明上面所描述的结合用于一侧壁和一地板模块之间的连接，但是它并不被限定在这个应用中。它当然也可被应用在车身结构部件之间的任何结合上。