具有声学优化固定的集电装置的轨道车辆的制造方法

本发明涉及一种轨道车辆，特别用于高速运输，包含具有内部空间并且限定了车辆纵向和车辆横向以及车辆垂向的车厢，在车厢的车顶区域的凹陷安装的集电装置。车厢在凹陷区域具有明显地在车辆垂向上延伸的侧壁结构，与侧壁结构呈一角度并基本上在车辆横向上延伸的车顶结构。集电装置通过在车辆横向上突出于集电装置的支承装置支撑在车厢上。本发明还涉及一种这样车辆的相应的集电构造。

背景技术：
现代的、通过车顶滑接线来供应电能的轨道车辆，例如在FR2880604A1中已知的，通常在相对高的额定速度行驶中会产生这样的问题，即激活的集电装置既通过作用其上的空气动力学载荷又通过与车顶滑接线的接触载荷激起振动。该振动一方面通过集电装置的结构(作为所谓的结构噪声)向车厢的支撑的车顶结构传导，因而引起了车顶结构的颤动。此外集电装置的振动还引起了声波在集电装置的表面的直接发出，其(作为所谓的空气噪音)在周围的环境中传播。这些声波的一部分重新回到邻近的车厢车顶结构上并且同样提供出振动。车顶结构的两种途径产生的振动都再次作为结构噪声在车辆结构中传播并且最终引起车辆内部空间中或多或少的强烈发声。集电装置导电的构件必须通常具有确定的与相邻的车厢结构的最小距离，以确保防止在车厢结构上的电压击穿。为此FR2880604A1中的车辆设置有多个相应高度的绝缘体，集电装置的导电的构件通过该绝缘体支撑在支承装置上并且与之电绝缘。这样的设计受限于，集电装置即便在静止状态下也具有相对大的设计高度。此外，设置在车厢的纵向中心平面区域的中心绝缘体和两个设置为车辆横向上对齐，在中心平面的两面上的侧面绝缘体构成了三点支撑。此外，两个侧面绝缘体支撑了围绕车辆纵轴作用在集电装置上的振荡的由接触力引起的扭矩，该接触力与在(由于珩磨条的尽可能均匀的磨损)珩磨条的在车辆横向上来回延伸的接触点上与车顶滑接线配合。在车辆横向上的侧面绝缘体的距离在该设计中通常尽可能小，以保持迎风面的作用表面和集电装置的空气动力学阻力尽可能小。为了进一步降低在集电装置上的空气动力学的载荷和车辆的空气动力学阻力，常常在车厢的车顶的凹陷设置集电装置。这样设置的缺陷在于集电装置机械连接车顶结构的区域更接近于车辆的内部空间，于是内部空间的集电装置产生的噪声的声学问题更加严重。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种之前提到的车辆以及集电构造，其不具有或者至少很少具有上面提到的缺陷，特别是能够以简单的方式使车辆在运行中受到尽可能低的流体阻力并且使车辆内部空间的噪音尽可能低。本发明的目的通过按照权利要求1的前序部分的车辆具有权利要求1的特征部分给出的特征来实现。本发明的目的还通过根据权利要求15的集电构造来实现。本发明给出的技术启示在于，能够这样以简单的方式达到车辆运行中尽可能低的流体阻力并且车辆内部空间噪音发出尽可能低，即，支承装置及安装在其上的集电装置没有支撑在基本上水平面的或者垂直于车辆的垂向延伸的车顶结构上，而是基本上直接支撑在车厢的侧壁结构之上。由于增加了电流集电装置支撑的支撑宽度，在车厢结构中与结构噪声的传导有关的性能得以改善，这样可以达到例如在围绕车辆纵轴的扭矩的支撑中更小的，由车厢结构提供的支撑力，最终达到更小的振幅。此外，支承装置将支撑力作用点从车顶结构的主要水平面或者垂直于车辆垂向的区域延伸转移到通常主要在车辆垂向上延伸的车厢的侧壁区域。由此实现传入车厢的车厢壁结构的支承力不再主要垂直于支撑结构的车厢壁平面传入车顶结构，而是主要作用在车厢侧壁的平面上。只要支承的车厢壁结构的振动减小为弯曲振动(弯曲振动在声学角度来说是有非常严格的限定的)，受力点的转移就是有利的。进一步通过延伸了各个侧壁结构的支撑装置、作用于其上的支承装置和位于支承装置之下的、同样作用于侧壁结构上的车顶结构产生了(垂直于车辆纵向的截面中)通常环形的，基本上梯形的结构，该结构导致了车厢结构的有利加固，至少部分地补偿了车厢结构由于凹陷带来的结构性削弱。此外，加固还有这样的优点，即将安装完成的总结构的固有频率推移到更高的、乘客感受到更少干扰的频率范围中。最后，该设计还以简便的方式经由合适的空气动力性噪声降噪装置改善了与车厢结构中的空气噪音的传导相关的性能，例如在集电装置和车顶结构之间设置一个侧面突出的隔离装置，该隔离装置使车顶结构大面积与从集电装置发出的噪声声波相隔离。因此，车顶结构激发振动和因而向车辆内部空间发出的噪音都大幅降低。一方面本发明涉及一种轨道车辆，特别用于高速运输，包含具有内部空间并且限定了车辆纵向和车辆横向以及车辆垂向的车厢，安装在车厢的车顶区域的凹陷内的集电装置。车厢在凹陷区域具有明显地在车辆垂向延伸上延伸的侧壁结构，和与侧壁结构呈一角度以及基本上在车辆横向上延伸的车顶结构。集电装置通过在车辆横向上突出于集电装置的支承装置支撑在车厢上。支承装置通过支撑装置支撑在车厢上，支承装置用于降低由集电装置引起的振动向车顶结构的传入，支撑装置基本上延续了侧壁结构的走向并在车辆垂向上突出于车顶结构。支撑装置的设计以及支承装置支撑或连接到支撑装置或者侧壁结构上的方式原则上可以任意适合的，只要能够尽可能的避免提供车顶结构的振动，将来自支承装置的振动能量尽可能不经过车顶结构传导到侧壁结构中。在本发明优选的、简易设计的变体中，为了机械连接或固定支承装置，支撑装置具有支承连接区域，其中支承连接区域在车辆垂向上位于支承连接水平面上，支承连接水平面位于在底部水平面之上的支承连接高度上，底部水平面限定了在凹陷的底部上车顶结构的顶面，支承连接区域优选以设置在相对的车辆面上的(优选基本上镜面对称于车厢的中心纵向平面的)支承连接区域在车辆横向上限定了连接宽度。(在车辆垂向)在车顶结构之外的支撑装置延伸了侧壁结构的支撑装置的突起原则上可以这样选择，其中通过尽可能高的突起来降低车厢由于凹陷造成的基本结构削弱。唯一的限制在于设置开启的集电装置所需要的凹陷宽度(即在车辆横向上的尺寸)。在本发明优选的实施例中，车厢在车辆纵向上与凹陷相邻的区域具有在车辆垂向上的底部水平面上的最大的车顶高度，支承连接高度至少为最大车顶高度的20％，特别为最大车顶高度的20％-50％，优选为最大车顶高度的25％-40％，更优选为最大车顶高度的30％-35％。从而达到了在刚性点和振动点下具有足够的宽度的凹陷(特别在在强烈弯曲的车厢的车顶区域中)的特别有利设置。车厢在车辆纵向上与凹陷相邻的区域能够额外的或者选择的具有在连接水平面上在车辆横向上的第一车厢宽度，其中连接宽度至少为第一车厢宽度的80％，特别是第一车厢宽度的80％到99％，优选为第一车厢宽度的85％-97％，更优选为第一车厢宽度的90％-95％。通过支承装置的特别继续向外延伸的机械连接(同样借助特别高的围绕车辆纵轴的力矩的支撑宽度)，特别能够使得振动提供的反作用力的振幅及其直接向侧壁结构中的传导大幅降低。支撑装置额外地或者选择地构成了侧壁结构的壁区段，其平行于车辆纵向的侧壁区段中心平面在支承连接水平面区域与由底部水平限定的底部水平面面呈45°到65°，优选呈45°到60°，更优选50°到55°。从而得到了侧壁结构的基本上完整的或者无缝的延伸，其延伸(在车辆纵向上)对应着凹陷区域外的侧壁结构。支撑装置原则上能够以任意合适的方式设计和/或与侧壁结构相连。例如支撑装置能够由一个或多个分开的、与侧壁结构以合适的方式相连的部件制成。例如可以是(车辆纵向)在凹陷总长度上延伸的型材部件。同样或者仅在支承装置的连接点区域中设置对应的支撑部件，该支撑部件与侧壁结构相连。在本发明的优选的、特别坚固的变体中，支撑装置与侧壁结构一件式成型，特别是与所述侧壁结构的车顶纵支架一件式成型。当支撑装置以挤压型材的方式成型时，得到了特别有利的设计。特别的优点在于，尽管侧壁结构自身或者侧壁结构的邻近支撑装置的部分自身已经成型为挤压型材，两个部件依然能够作为共同的、一件式的构件来生产。可以这样理解，在支撑装置区域的侧壁的轮廓能够与通常的车厢邻近的侧壁轮廓有所不同。优选这样设置，即支撑装置基本上在车辆纵向上在凹陷区域中延续了在车辆纵向上侧壁结构的基本上棱柱形的轮廓，特别是侧壁结构的基本上的棱柱形的外部轮廓。因而得到了向侧壁结构中的力量传导上有利的变体。特别是这种设计在车辆的空气动力学性能方面具有优势。原则上能够以任意合适的方式进行支承装置在支撑装置上的连接。为此能够利用形状配合、力量配合和/材料配合的连接中的一种或者任意几种的组合。用于连接支承装置的支撑装置优选具有支承连接区段，该支承连接区段优选具有至少一个以C型轨道的形式成型的连接部件。从而以特别简便的方式达到了支撑装置和支承装置之间可靠的机械连接。原则上能够在任意合适的方向上进行支承装置在支撑装置上的连接。例如支承装置能够在车辆横向上自里与支承装置相连。支撑装置优选具有支承连接区域，该支承连接区域自上方成型用于支承装置的连接。这样以特别简便的方式得到了待完成和待安装的设置。原则上能够任意选择在车顶结构水平面上的支承装置或者由其支撑的集电装置的高度，其中由于支撑装置在车顶结构水平面上的突起选择为尽可能的低，在这种设置下，集电装置设置为在车顶结构上尽可能小的间距。在空气动力学的视角上具有这样的优势，即集电装置能够完全位于车厢的棱柱形轮廓内。通常集电装置在至少一个集电连接区域支撑在支承装置上，其中在车辆垂向上的集电连接区域位于在底部水平面之上的集电装置连接高度上的中间的集电装置连接水平面，底部水平面在凹陷的底部上限定了车顶结构的上面。车厢在车辆纵向上与凹陷相邻的区域具有在车辆垂向上的底部水平面上的最大的顶部高度，集电连接高度至少为最大顶部高度的50％，特别为最大顶部高度的10％-50％，优选为最大顶部高度的20％-40％，更优选为最大顶部高度的25％-35％。因而特别有利地达到了紧密的或者更低的构造，其中集电装置有利地邻近于车顶结构设置。此外，用于连接支承装置的支撑装置具有位于车辆垂向上的底部水平面上的支承连接水平面上的支承连接区域，其中支承装置在车辆垂向上限定了支承中心平面。在本发明紧密的或者低的构造的变体中，支承中心平面优选位于支承连接水平面之下。支承装置能够在多个位置上，或者可能是贯穿式地与支撑装置或者侧壁结构相连。可以特别在车辆横向上设置多于两个的与支撑装置或者侧壁结构相连的连接点。本发明其他变体中，在车顶连接区域之外沿车辆垂向在支承装置和车顶结构之间设置有第一间隙。这样防止了在各个车厢连接区域外的顶部结构的直接机械激发。原则上能够任意选择第一间隙的大小，其中在车辆垂向上的间隙高度这样选择，即在一般运行状态下所预期的载荷(以及所导致的支承装置的变形)在该区域不让支承装置和顶部结构之间产生接触。第一间隙沿车辆垂向优选具有第一间隙高度，第一间隙高度为2mm至20mm，优选为5mm至15mm，更优选为8mm至12mm。这样以简便的方式得到了相对低构造的设置。原则上第一间隙能够在车辆横向具有任意尺寸。第一间隙优选在车辆横向上具有第一间隙宽度，第一间隙宽度为40％至98％，优选为60％至98％，更优选为80％至98％的支承装置在车辆横向上的最大横向尺寸。该第一间隙可以由一种或多种减震材料或减震部件填充。第一间隙优选设置为空气间隙，以此产生特别容易实现的结构。原则上支承装置能够以任意合适的方式设计，只要该装置具有足够的刚性和强度以支撑集电装置的载重。支承装置优选具有至少一个构成车厢连接区域和集电连接区域的支承架，这样能够得到特别轻然而却足够坚固的设计。原则上支承架能够具有任意形状。在优选的、容易实现的变体中，支承架成型为基本上梯子形的。在特别简单设计的实施例中，支承架在车辆横向上具有两个侧端，在侧端上各形成一个车顶连接区域。支承架优选在车辆横向上在中间区域中构成了集电连接区域。原则上支承架可以由任意合适的部件构造而成，例如由一个或者多个板状的部件构成。支承架优选包含多个型材部件，特别是空心型材部件，因为能够得到特别轻的和坚固的设计。在特别有利的、简便的和坚固的变体中，支承架包含至少两个，优选至少三个在车辆横向延伸的型材部件，车厢连接区域分别成型在其末端上。原则上支承架在支撑装置上的连接也可以以任意合适的方式进行。在特别简便设计的，能够特别低的构造的变体中，支承架特别包含至少一个成型为角板的连接部件，连接部件构成了车厢连接区域的一部分。原则上任意合适材料能够用于支承架。特别是与车顶结构相对应或者相似的材料能够用作支承架的材料。这样就降低了所谓电腐蚀的危险。例如可以使用这样的材料，即含铝，从而达到特别轻和坚固的设计。在另外的变体中为了减震方面的特别有利的性能，支承架由至少含钢材的材料构成。原则上支承架设计为基本刚性的构件，支承架优选具有至少一个降震部件或者减震部件，成型该部件用于降低由集电装置引起的振动向车顶结构中的传入。至少一个减震部件能够以隔声部件和/或消声部件和/或所谓的阻挡块的形式设计，该部件或挡块相应地调节支承装置的振动(特别是其固有频率和/或固有形状和/或固有形状的振幅)，以降低在相关频率范围内的振动向顶部结构中的传入。减震部件能够在集电装置和所述车厢的结构间的直接力传递之外设置在支承装置上并且例如单独在(提供振动的)支承装置上发挥消声和/或隔声和/或调节振动的作用。本发明优选的变体中，至少一个减震部件能够以技术减震器的形式设计。由于在减震器没有静力传导，减震器仅用于振动的消声并且在宽的频率范围内使用或者优化。这样减震器特别能够用于特别嘈杂的、通常更低的频率范围。至少一个减震器优选地作用于在集电构造的重心和车厢间。可以这样设置，至少一个减震器以尽可能短的路径(例如垂直于顶部结构)与车厢或者顶部结构相连。同样可以设置其他的减震器的方向或作用方向。还可以这么理解，能够设置两个或者更多的，互相平行和/或倾斜设置或者作用的减震器的联合。于是这些减震器能够特别地产生取决于方向的不同的消声效果，从而与具体的车辆的特殊需求相适应。特别的优点在于，当这样的减震部件设置在支撑装置上的支承装置的支承连接区域中时，在该向支承装置的力传入位置上可以预期通常在此出现特别高的(通常最大的)振幅，减震部件在此可以施展特别出色的减震作用和调节作用。减震部件能够额外地地或者选择地地连通至集电装置和车厢的车顶结构之间的力传递。本发明的变体中，减震部件设置在车顶区域中。减震部件可以额外地或选择地设置在集电连接区域中。原则上减震部件能够由任意合适的方式以一种或多种材料制造，以达到所期望的隔音效果和/或消声效果和/或调节振动的效果。减震部件优选由至少一种含有塑料，特别是橡胶的材料制造。按照本发明的轨道车辆的其他变体中，在集电装置和车厢的车顶结构之间为集电装置引起的空气噪音设置隔离装置。隔离装置特别可以设置在支承装置和顶部结构之间。为了实现尽可能大的隔离空气动力性噪声的车顶结构的隔离面积，隔离装置沿车辆横向和/或沿车辆纵向从绝缘装置突出。起到有效的降噪作用的频谱，能够以有利的方式与在内部空间的受到干扰的频率和分别在内部空间产生的声压相协调。在此，在内部空间中引起强烈共振并因此引起高声压的频率得到有针对性地降低或减震。因此优选选择至少在本发明中取决于车厢形状特别是车厢结构的减震的频率。特别通过对部件的隔离减震性能和/或设置和/或形状，特别是隔离装置的隔离减震性能和/或设置和/或形状，特别是各个减震区段的隔离减震性能和/或设置和/或形状进行合适的选择而实现。隔离装置优选成型为衰减由频率范围为10Hz到1200Hz,优选20Hz到1000Hz，进一步优选100Hz到800Hz的由集电装置引起的振动，因为这样，特别是在大于250km/h高速运输中能够得到特别有效的降噪作用。原则上隔离装置能够以任意合适的方式在一个或多个点上与车顶结构相连。隔离装置优选通过多个在车顶结构上的振动去耦合部件支承在车顶结构上。这对于上述高速运输的车辆有特别的优势，因为在车辆运行时可能部分地出现罕见的巨大压力波动或压力峰值(例如在车辆发生碰撞、驶入隧道的时候等)。振动去耦合的支承以有利的方式保证了隔离装置在这种罕见的压力下不发生严重变形，而对针对由集电装置引起的空气动力性噪声的隔离特性没有明显的影响。如同振动去耦合部件的固有频率一样，隔离装置的固有频率也尽可能广泛地与集电装置起的空气动力性噪声的预期频谱相协调，从而实现良好的隔离作用。于是这样设计隔离装置，即，使其具有在20Hz至800Hz频率范围的良好减震性能，特别不具有显著的固有频率。原则...