铁路机车车体及其制造方法

专利名称：铁路机车车体及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于铁路机车车辆的铁路机车车体的结构。更具体地说，它涉及到用于高速客车的轻型机车车辆的车体结构。本发明还涉及到这种车体结构的制造方法。
本发明为适用于高速列车的轻型铁路机车提出了一种由轻金属合金的钎焊叠层板构造的车体结构。此叠层板是通过将一块金属芯板，具体地，说是把一块蜂窝式结构板夹入一对金属面板之间，并通过钎焊将这些部件接合而制成的。这些部件最好由铝合金构成。连接部件，例如挤压金属部件等，沿面板边缘排列，起到加固部件的作用，它们也是通过钎焊而连接到这两块面板上的。相邻叠层板的连接部件通过焊接连接在一起构成一些侧面结构和一个顶部结构，而上述侧面结构和顶部结构则连接在一起构成一个车体结构。这样的一种车体已在EP-A-579500中公开。本发明的实施例中使用的就是这样的叠层板。
近来铁路列车的运行速度日益加快，已带来了一些问题。例如机车车辆对铁轨上的冲击力增加，运行中的机车车辆所产生的噪音的增加，机车车辆的功率消耗，以及为制动机车车辆停车所消耗能量的增加。鉴于这些问题，具有轻型结构的机车车辆就成为必需的了。构造一轻型机车时，最重要的是在一种轻型结构中构造出质量占机车质量绝大部分的车体结构。
众所周知，当列车高速运行穿过一隧道时，作用在车体结构上的外部压力会突然变化。特别是当有两列列车以相反方向运行在一隧道中而正相错开时，上述压力即急剧变化，而有一巨大的压力作用在车体结构上。作为一般常识，压力的大小取决于运行速度，且与运行速度的平方成正比。为此，必须提高车体结构的抗压刚度及强度。但是车体结构的刚度及强度的增加与希望减轻车体结构的重量相矛盾，因此很难实现。
本发明人等已注意到下列问题。
具体地说，由于将顶部结构与侧面结构连接在一起用作联接件的檐部结构有着一曲率半径很小的曲面，因此，难以制造和加工出用于上述檐部结构的叠层板。另外，由于檐部结构中会出现应力集中，檐部结构就可能要用到多个加固部件，这样就增加了制造的劳动量。
环绕车窗的侧面结构的那些部分中会引发出高应力，因此这些部分需要用加固部件加固，这就增加了侧面结构的成本和重量。由于设置在车窗之间作垂直支承板的叠层板较小，这些叠层板的相对成本也有可能较高。
EP-A-474510公开了一种具有由上述叠层板构成的侧面结构的车体，其中每块叠层板都延伸到侧面结构的全高度，并围绕着窗口。顶部也由叠层板构成。顶部和侧面结构由延伸到车体的纵向全长的铝合金构件的檐板(也称中层板)相连接。此种挤压构件则具有一外板和多个T形剖面的加强肋。
EP-A-260200说明了一种类似的结构，其中有一些挤压的箱式结构框架构件位于一檐板之后，并间接地连接到顶部。其中所涉及到的车体不是为高速列车所用的。
US-A-4993329说明了一种不包括上述叠层板的车体，但是此车体有一些挤压金属檐板，而这些檐板中则有一些横腹板连接的内板和外板构成的纵向延伸的小舱。
上述檐板还为窗口提供了檐板上部边缘。FR-A-2635064描述了双层铁路机车车体的一个与以上相似的结构。位于檐板及中层高度处的构件提供了窗口的上部边缘。
EP-A-354436说明了市郊旅客类列车车体中在檐板高度处的一种复杂结构，该结构具有与挤压型条相连接的倾斜叠层板。
US-A-5042395也公开了市郊旅客类列车的一种车体结构，其中的车体板使用的是非金属材料的叠层结构，而在檐板处的一大型顶部板则具有很小的曲率半径。
也提出过完全由挤压中空构件制成的车体，例如，见于JP-A-2-246683中。这种挤压构件的最大宽度受到限制，且成本也高。
在此是把上述EP-A-579500中所公开的向上弯曲部用于下面对本发明的实施例的描述中。
为此，本发明的一个目的是为铁路机车提供一种轻型的高刚度的车体结构，此种结构可以比较低的制造成本生产。
本发明的另一个目的是提供一檐部结构作为接合部件，得以用较低的制造成本将顶部结构和侧面结构连接在一起。
本发明的又一个目的在于以较低的制造成本来提供环绕窗口的一个侧面结构的一些部分。
本发明的再一个目的是为这种车体提供简单的制造方法。
根据本发明的第一方面，提供了一种铁路车车体，它具有(ⅰ)一个带有一对邻近车体相对两端的转向轴承的底架，(ⅱ)两个各自包括一批成排的窗口的侧面结构，(ⅲ)一个顶部结构和(ⅳ)两个端面结构，(ⅴ)两个侧面结构，每一个包括多个彼此焊接在一起的叠层板，每个叠层板具有一对其间夹有一金属芯板的金属面板，这对金属面板通过金属对金属粘合而连接到芯板上，(ⅵ)车体包括一个位于每个侧面结构与顶部结构相接合处的纵向连续的金属檐板，该檐板具有由用来界定出一些按纵向延伸的小舱且和纵向延伸的腹板连接在一起的内板及外板，该檐板边的一边则焊接在相邻侧面结构中，一批成排的连续的且焊合的叠层板上，(ⅶ)檐板及成排连续的叠层板则连续地延伸到至少与转向轴承之间的所述车体长度相等。
檐板最好至少是一种其挤压方向是车体纵向，且连续地延伸到至少与转向轴承之间的车体长度相等的挤压构件。檐板也可以是沿相纵向边缘焊接在一起的一对挤压构件。
檐板最好具有一匀称弯曲的外表面，如横剖面所见，从檐板所焊接上的侧面结构到顶部结构成一弧形。
由于车体檐板可被制成一具有小曲率半径的弯曲形状，而且是完整体式的挤压型件，车体结构的材料费用就较低，并且避免了为制造檐板而需的复杂生产劳动。车体结构具有一较高的面外弯曲刚度和一轻型结构，且能够以一较低的造价制造。
在第二方面，本发明提供一铁路机车车体，它具有(1)一个底架，(2)两个侧面结构，(3)一个顶部结构和(4)两个面结构，(5)上述两个侧面结构都包括多个彼此相互焊接的叠层板，每个叠层板具有一对厚度在0.8至1.6mm的范围内的其间夹有一金属芯板的金属面板，这些面板通过金属对金属粘合而接合到芯板上，(6)车体在每个侧面结构与顶部结构的接合处包括有一檐部结构，如横剖面所见，其曲率半径小于侧面结构和顶部结构的曲率半径。
(7)檐部结构至少包括一个由平行的弯曲的内板和外板构成的纵向延伸的金属檐板，内板与外板的厚度均大于所说面板的厚度，并且如横剖面所见，纵向延伸的腹板互连着内板及外板并界定出多个纵向延伸的小舱，(8)从外板的外表面到内板的内表面，檐板具有一不小于相应侧面结构的叠层板厚度的整体厚度，且此厚度不大于侧面结构的叠层板厚度与檐板的内板及外板的平均厚度之和，(9)檐板的内板及外板分别直接焊接到至少一个相邻前述侧面结构中所述叠层板的内部及外部面板上。
本发明的这一方面提供了一个简单，紧凑且易于装配的结构。
在第三方面，本发明提供了一种铁路机车车体，它具有(1)一个底架，(2)两个分别包括有成排的一批窗口的侧面结构，(3)一个顶部结构和(4)两个端面结构，(5)两个侧面结构都包括有多个彼此相互焊接的叠层板，每个叠层板具有一对其间夹有一金属芯板的金属面板，这些面板通过金属对金属粘合而接合到芯板上，(6)每个侧面结构包括多个位于一对相邻窗口的垂直支承部分，每个垂直支承部分至少包括一个由一批相隔的内板及外板构成的金属垂直支承板，这些内板及外板由用于在其中界定出细长内部小舱的腹板连接在一起。每个垂直支承板最好是一挤压板。此挤压板的延伸方向为板中细长小舱的纵向。这样就提供了一种坚固而造价较低的结构。
在第四方面，本发明提供了一种铁路机车车体，它具有(1)一个底架，(2)两个侧面结构，(3)一个顶部结构，(4)两个端面结构，(5)顶部结构包括多个叠层板，每个叠层板具有一对其间夹有一金属芯板的金属面板，面板通过金属对金属粘合连接到芯板上，所说叠层板彼此相互焊接构成一第一顶部部分。
(6)顶部结构还包括一第二顶部部分，此部分至少包括一个由一些相隔的内板及外板构成的一挤压金属板，这些内板及外板由用于在其中界定出细长的内部小舱的腹板连接在一起，(7)第二顶部部分通过焊接与第一顶部部分相接合。
第二顶部部分尤其适合安装较重的顶部设备，例如电力设备等。
在第五方面，本发明提供了一种铁路机车车体，它具有(1)一个底架，(2)两个侧面结构，(3)一个顶部结构和(4)两个端面结构，
(5)底架上的每一侧具有一所说车体的在纵向延伸的挤压金属侧梁构件，此构件连接到相应的所说侧面结构上，(6)一种车体，它包括位于每个侧面结构与顶部结构相接合处的一纵向延伸的挤压金属檐板，此檐板连接到相应的侧面结构和顶部结构上，(7)每个侧梁构件和每个檐部构件在其相对于车体的内侧同时还整体地挤压出至少一个固定轨条，用来安装所说车体内部的设备。
这些固定轨条仅占据一小块空间，而且允许稳固、简单并紧凑地安装内部设备。
在第六方面，本发明提供了一种铁路机车车体的制造方法，这种车体具有一个底架，两个侧面结构，两个安装在底架上的端面结构和一个安装在侧面及端面结构上的顶部结构，此车体在每一侧具有一连接相应的侧面结构和顶部结构的在纵向连续的金属檐板，此方法包括如下几个步骤(1)弯曲每片檐板，得以沿该板纵向形成一预定的向上弯曲部。
(2)在檐板的一侧将每片檐板焊接到相邻的侧面构架中的一批大体为矩形的金属板上，将这批大体呈矩形的板彼此焊接，以构成侧面结构的至少一个部分，这些侧面板被焊接在一起之前具有这样的形状，使得在它们焊接到檐板上并彼此相互焊接时，侧面结构便具有一预定的总体向上弯曲部。
这样，前述车体中侧面结构的向上弯曲部在受到预期的正常工作荷载作用下，便会由于车体的弯曲而抵消至少一部分。
在第七方面，本发明提供了一种铁路机车车体的制造方法，它包括如下几个步骤(1)装配所说车体的两个侧面结构，每个侧面结构包括多个焊合的金属侧板以及一个金属制横向弯曲的第一檐板，该檐板沿侧面结构的一条上部边缘作纵向延伸并在它的一条第一纵边处焊接到多个侧板上，(2)装配一顶部结构，此结构包括多个焊合的金属顶板和一对金属制的横向弯曲的第二檐板，这两个檐板沿顶部结构的相应侧边纵向延伸，且各自在其一条第一纵边外焊接到多个所说顶板上，和(3)在所说步骤(1)和(2)之后，通过将所说第一檐板的第二纵边焊接到所说第二檐板的第二纵边上，而把顶部及两个侧面结构装配在一起。
在此方法中，檐板使得预先装配的侧面及顶部结构具有较高的刚度和固定的形状，并且此檐板可沿其第二纵边很容易地连接。
下面通过非限定性例子并参考作一般性示意的附图来描述本发明的实施例，在附图中

图1是据本发明第一实施例的一种车体结构的剖面透视图。
图2是图1中车体结构的一般性透视图。
图3是图1中车体结构所用叠层板的剖面图。
图4是图1的车体结构中包括叠层板在内的一部分的横剖面图。
图5是据本发明第二实施例的一种车体结构的剖面透视图。
图6是沿图5中6-6线所截取的剖面图。
图7是从图6中左侧所截取的侧视图。
图8是沿图7中8-8线所截取的局部剖面图。
图9是据本发明第三实施例的一种车体结构的横剖面图。
图10是沿图9中9-9线所截取的剖面图。
图11是依图10中箭头11的方向所取的示图。
图12是说明铁路机车车体的比刚度对机车车辆运行速度函数关系的曲线图。
图13是说明铁路机车车体的比耐压度对机车车辆运行速度函数关系的曲线图。
图14是据本发明第四实施例的一种车体结构的剖面透视图。
图15是图14中车体结构中所包括的顶部结构的局部透视图。
图16是沿图15中16-16线所截取的部分剖面图。
图17是图14中车体结构使用的挤压檐部结构的部分剖面图。
图18是图14中装有内部设备的车体结构的部分剖面图。
图19表示出图1到图4的实施例装置中构面侧面结构的各种板的布置。
图20表示出位于机架上的图19中的各种板。
图21表示出装配在一机架上的图14到图18中的顶部结构的各种板。
这些附图中，相应的部件具有相同的参考编号。
下面参考图1到图4描述根据本发明第一实施例的铁路客车车体。车体1包括两个设有窗口W的侧面结构2，一个底架3，一个顶部结构4和两个端面结构5。侧面结构2和顶部结构4各自由多个焊合的叠层板10构成，这些叠层板将在以后描述。端面结构按常规构成，并且是由相似的叠层板制成。由于本发明不一定需要涉及到这些端面结构，所以在此对它们不予描述。每个侧面结构2包括一排构成一个壁板且在窗口W之下延伸的叠层板10，一排构成窗楣且在窗口W之上延伸的叠层板10和一些构成窗口W之间的垂直支承板的叠层板10。
底架3包括沿车体相对侧边纵向延伸的侧梁6，多个横向伸过车体而到侧梁6上的横梁7，以及在横梁7上的底板8。车体支承架(未示明)按常规方式安装到底板3上车体结构由转向架所支承的部位上，图2中的箭头B指出了这些转向架支承部位。有一纵向中梁(未示明)按常规方式在两相对纵端之间延伸，并连接到车体支承架上。中梁上设有联接器(未示明)，通过联接器作用到中梁上的压缩荷载传送到车体支承架上，而把此压缩荷载通过车体支承架分配给底架。
侧面结构2连接到侧梁6上。侧梁6是轻合金的中空的挤压型件，它具有一闭合的横剖面，例如纵向延伸的闭合小槽就是这种形状。横梁7焊接到侧梁6的侧面结构上。横梁7以平行的形式。分间隔地排列在车体的纵向上。6底板8是将在下文描述的叠层板，底板8连接到车体支承架上，且使底板8的上表面与车体支承架的上表面齐平。直接连接到车体支承架上的底板8的面板厚度比其它底板8的面板厚度大，以增强底板8抵抗施加在与其表面平行的底板8上的荷载的抗弯强度。
参看图3，构成侧面结构2，顶部结构4和底板8的每片叠层板包括一对面板11和12，夹在面板11与12之间，且呈蜂窝状小舱的沿纵向垂直于面板11与12的铝合金制的蜂窝状芯板13，分间隔地设在芯板13之间的挤压金属增强构件14和沿面板11及12周边延伸的挤压金属连接构件15。这些构成叠层板10的部件都由如铝合金之类的轻合金构成，且通过钎焊连接在一起。每片叠层板的连接构件15及面板11和12焊接到侧梁6及檐板构件20上的相邻叠层板的相应部件上，以构成车体结构。檐板将在以下描述。面板为1.2mm厚。
每个侧面结构2包括有一个在窗口W之上延伸的窗楣板块2a;一个在窗口W之下延伸壁板板块2b;以及一些位于相邻窗口W之间的垂直支承板2c;和界定出车门口的门口板2d。窗楣板块2a通过按纵向连续排列上述车体结构的矩形叠层板10，并焊合叠层板10构制而成。叠层板10的连接部件在将叠层板连接在一起之前已机加工成具有很高的精密度。侧面结构2的每片叠层板10都加工成大致的梯形，而得以仿随所希望的车体结构的弯曲形状，其中相对于车体结构纵向的中间部位则隆起成弧状;即每一叠层板10都是四边形，例如梯形，此四边形有上边，当使之就位以形成前述结构时，上边长于下边。因此，由连续排列且连接在一起的多个叠层板10构成的窗楣板块2a有一相对于纵向的弯曲形状，且其中间部位向上弯曲凸出。一25m长的车体构架的窗楣板块2a的拱度在20至30mm的范围之间。
壁板板块2b，和窗楣板块2a相似，由连续排列且连接在一起的多个叠层板10以一弯曲形状构成。垂直支承板2c按等同于窗口W沿车体结构纵向的长度间隔分设在窗楣板块2a与壁板板块2b之间。垂直支承板2c焊接在窗楣板块2a和壁板板块2b上。每个窗口W为由两个垂直支承板2c，窗楣板块2a及壁板板块2b界定。垂直支承板2c，窗楣板块2a和壁板板块2b通过焊接相连接。
顶部结构4由纵向排列的焊合的多个叠层板10构造而成。顶部结构4具有一横向的弯曲部。顶部结构4的曲率半径与侧面结构的曲率半径相似，相对较大。
每个檐板构件20至少在支承点B之间是连续的，在此实施例中，此檐板延伸到车体结构1的全长，它是由铝合金等轻合金制成的中空挤压的整体型件，具有一闭合的横剖面。檐板用于将侧面结构2和顶部结构4连接在一起。它具有由在构件20中界定出多个闭合小舱20h的内部腹板20g连接的相隔开的内板及外板20b和20d。挤压方向与车体纵向平行，且在横剖面上，构件20具有圆弧形状。挤压檐板构件20的外板20b连接到侧面结构2和顶部结构4上，使其外表面20a在接合面处以可能的最小间距与角度平滑地并入侧面结构2的外表面。邻近侧面结构2的外板20b的一边缘部分20c焊接到窗楣板块2a上，使得其外表面在一均匀的连续的表面上平滑地并入窗楣板块2a的外表面;即构成窗楣板块2a的叠层板的面板和邻近的挤压构件20的边缘部分20c，经焊接在一起，而构成一平滑的连续的表面。窗楣板块2a依圆弧形状弯曲，且檐部构件20的边缘部分20c以一与窗楣板块2a的曲率大致相等的曲率弯曲。
邻近顶部结构4的外板20b的另一边缘部分20i以与构成顶部结构4的叠层板的曲率大致相等的曲率弯曲。边缘部分20i搭接在构成顶部结构4的叠层板边缘上且与之焊接在一起以构成一表面。侧面结构2的侧面上的内壁20d之上的一凸缘20e搭接在并焊接到窗楣板块2a的连接构件和面板上，以在接合面处以尽可能最小的阶差构成一平滑的连续的表面。顶部结构4侧面中内板20d的另一凸缘搭接在并焊接到构成顶部结构4的叠层板的边缘上。凸缘20f焊接到叠层板10的连接构件和面板上，以在接合面处以可能最小的阶差构成一平滑的连续表面。
挤压构件20在其全长上基本上都通过连续焊接而焊接到侧面结构2和顶部结构4的窗楣板块2a上，这样，挤压构件20的外板20a和内板20d都分别直接焊接到窗楣块2a的叠层板10的外部面板和内部面板上。
由于侧面结构2和挤压檐部构件20沿它们的全长连续地连接在一起，所以当由外部压力的变化或作用在车体结构1之上时，不会在侧面结构2和挤压构件20之间的接合点引发应力集中。由于挤压构件20比转向架支承车体结构处的两支承点B之间的距离长，挤压构件20便起到一种支承着作用在机车上的垂直负荷载的梁的作用。在此方面，挤压构件20可有效地防止应力集中现象出现。
由于侧面结构2的窗楣板块及挤压构件20通过焊合面板11，12，叠层板10的连接构件15和外板20b及内板20d而连接在一起，作用力可平稳地传递到窗楣板块2a和挤压构件20之间。在不同方向作用的力可平稳地传送到挤压构件20的外板20b和叠层板10的外部面板之间，以及挤压构件20的内板20d之间。因此，应力集中而带来的种种问题不会出现在侧面结构2与挤压构件20的接合点，所以，可减小组成构件的壁的厚度，而车体结构1也因此可由一轻型结构构成。
侧梁6和用作檐部构件的挤压型件20，如上所述，具有闭合小舱的横剖面，极大的抗扭刚度和抗弯刚度。由于车体1是通过将侧面结构2和底梁3连接到侧梁6上，并将侧面结构2和顶部结构4连接到挤压型件20上构制而成的，因而车体结构1具有极大的刚度。
与叠层板的面板厚度相比，目前可用为数众多的挤压构件的厚度较大。因此，挤压构件的强度及刚度都更高，且它们的重量也大于叠层板的重量。由于车体结构1具有窗口W，由垂直支承板2c构成的车体结构1的部分的强度及刚度都低于挤压构件20的强度及刚度。车体结构1上设有由在垂直支承板2c和具有较高强度及刚度的挤压构件20之间的连续地纵向地排列且连接在一起的叠层板构成的窗楣板块2a，因此挤压构件20和垂直支承板2c在车体结构上彼此相互分开。在这种车体结构1中，强度及刚度按挤压构件20，窗楣板块2a和垂直支承板2c的顺序逐步变化。因此，强度及刚度在相邻构件的结合处不会急剧变化，于是就避免了应力集中的出现。
由于叠层板10是通过将芯板13连接到面板11及12的整个外表面而构成的，所以叠层板10具有一较高的面外抗弯刚度。所希望的侧梁6与挤压构件20之间的固定距离可由具有较高面外抗弯刚度的叠层板10牢固地固定。叠层板10具有足够的强度及足够的刚度来对抗从垂直于叠层板厚度方向作用的荷载。所以，侧面结构2或是车体结构1就具有了一增强的相等的抗弯刚度(EI)。在通过将壳板与框架构件连接在一起构制而成的传统车体结构中，壳板在其厚度的方向上发生变形。当这种车体构架承载荷载时，且壳板变形时，车体结构变得有力而稳固，使得作用力可有效地在壳板和框架构件之间传递。在用一般的机车车辆制造方法构制传统车体结构时，很难阻止面外弯形的发生。因此，具有不同面外变形程度的壳板承载不同的荷载，所以应力集中可能在车体结构中出现。由于叠层板10是通过将一对面板与芯板连接而构成的，叠层板10的面外变形很小。所以作用力可通过叠层板10与挤压构件20之间的接合件均匀地传递，而叠形板10则不会产生无用的变形。因此，由于壳板变形而引起的传统车体结构强度的减小在本发明的车体结构中不会出现。
由叠层板10组成的底板8除横梁7外还连接到侧梁6的内侧面上。由于侧梁6的每个接合件及底板8都在侧梁6的中部高度之上，底板提高了侧梁6的抗弯刚度。底板8还提高了横梁7的抗弯刚度。因此，侧梁6的高度及宽度可比传统车体结构中的小，所以，车体结构1也可以用一轻型结构构成。
挤压檐部构件20横剖面的高度，即外壁20b的外表面与内壁20d的外表面之间距离，约等于侧结构20和顶部结构4的叠层板的厚度。因此，车体结构1具有均匀的强度及刚度，且车体结构1的外表面可以一平滑表面构成。
由于配对的侧面结构2，底架3和顶部结构4都连接到侧梁6和两个挤压构件20上，在接合处的应力集中就可以避免，并且，配对的侧面结构2，底架3和顶部结构4的组成构件的厚度可因此较小，而车体结构1也能够用一轻型结构构成。
沿挤压构件20边缘的凸缘20e，20f分别搭接在窗楣板块2a的叠层板的一部分上和顶部结构4的叠层板的侧面部分上。由于构成焊接结合部的组成构件的部分彼此搭接，在准备焊接时，这些构件可以很容易的相互相对定位。
挤压檐部构件20的厚度可与侧面结构2和顶部构架4的叠层板10的厚度相等，这些叠层板连接在挤压型件20上，或者仅仅增加连接凸缘20e和20f的表面与侧面结构2和顶部结构4的表面相连续，而提高车体1的平滑度。另一种方法则是使檐部构件20的厚度可略大于叠层板10的厚度，同时构件20的面板邻接或者落在叠层板10的面板之上，以制造牢固的焊接接合面。
这样，侧面结构2，底架3，顶部结构4，侧梁6和檐部构件20每个都具有一轻型结构，因此，整体的车体就具有了一轻型结构。
由于每个挤压檐部构件20都是作为一内部构件通过挤压而构成的，包括车体结构1的侧面结构2和顶部结构4在内的组成部件的数目远小于传统车体结构组成部件的数目。如果希望的话，挤压构件20可以一较小的曲率很容易地构成。由钎焊构件构成的蜂窝状板具有一曲率较小的弯曲形状，它无法制造，即使可以制造，也会很昂贵。
由于每个挤压檐部构件20的外表面平滑地并入侧面结构2和顶部结构4的外表面，并且内板20b和外板20d都具有圆弧的形状，对车体强度产生影响的局部应力集中很少出现。
具有一弯曲圆形形状的每个挤压檐部构件的内板20d有利于提供一能够经受得住外部和内部加力变化的抗压结构。
特别是，在这种情况下，檐部构件20通过其延伸到车体等长的零件而连接到提供了窗口上缘的连续成排的叠层板2a上，并提供了一种稳固且易于装配的结构。这排2a叠层板10延伸到与端部门口，板之间的车体侧面全长，例如，它可延伸到长于转向架支承点B之间的距离。
具有闭合横剖面的檐部构件20在此实施例中是一轻金属挤压型件，它是由至少在支承点B之间的件体全长上没有焊缝的一个整体元件构成的。替代构件20可通过将多个纵向延伸的部件连接在一起制造而成。特别是它可由多个各自至少在支承点B之间延伸并沿纵向边缘连接的挤压型件制成。
参看图19和20，将对车体结构1的一构制过程加以描述，制造车体结构1的基本部件，如叠层板10，且通过机加工精制叠层板10的周边。当装配侧面构架2时，首先制造窗楣板块2a及壁板板块2b。将多个叠层板10纵向排列，且相邻的叠层板10连接在一起构成窗楣板块2a及壁板板块2b。上述工作完成之后，窗楣板块2a和壁板板块2b定位在机架G1上，1然后将多个垂直支承板2c设置于窗楣板块2a和壁板板块2b之间。将挤压构件20在顶部结构4边缘上靠窗楣板块2a边缘排列。挤压构件20以一笔直的形状构成，当将其靠窗楣板块2a边缘排列时，通过将其紧固在机架G1上，使其被迫弯曲从而与弯曲的窗楣板块2a的形状相仿随。在此状态下，将铁箍Ga安装在机架G1上，而将挤压构件20紧固在机架G1的支承面上。然后，焊合窗楣板块2，壁板板块2b，多个垂直支承板2c和门上板2d，接着将弯曲的挤压构件20焊接到窗楣板块2a和门口板2d上。
机架G1具有分别与侧面结构2的外表面和车体结构1的挤压构件20的外表面的形状相仿随的支承面。在装配侧面构架2时，把窗楣板块2a，壁板块2b，多个垂直支承板2c及挤压构件20紧固在支承面上。
同样，顶部结构4是通过将多个叠层板10紧固在顶部结构的装配机架上，并将叠层板焊合装配而成的。顶部结构的装配机架具有与顶部结构外表面相仿随的支承面。
在装配底架3时，首先将多个横梁7排列在配对侧梁6之间，并将其焊接到侧梁6上。然后，将底板8放在通过将横梁7焊接到侧梁6上而构成的一个框架上，拉着，焊合相邻的底板，并将底板8焊接到侧梁6和横梁7上，以完成底架3的装配。
在装配端面结构5时，将外板和框架构件排列在并紧固于一机架上，且将外板与框架构件焊合。由于端面结构5和强度及刚度不必像侧面结构的那么高，外板不一定为叠层板10。
以下将说明配对的侧面结构2，底架3，顶部结构4和配对的端部结构5的装配过程。首先，将配对的侧面结构2彼此相对固定，将配对的端面结构5分别置于侧面结构2相对的纵向端部，将顶部结构4放在侧面结构2和端面结构5之上。在此状态下，调整结构相对于彼此的各自的位置，然后将结构紧固。将顶部结构4以与侧面结构2和挤压构件20的弯曲形状相仿随的一弯曲形状而固定。焊合配对的侧面结构2与配对的端面结构5，然后将顶部结构4焊接到侧面结构2和端面结构5上。
将如此构制的五面结构放在底架3上，然后将配对的侧面结构2和配对的端面结构5焊接到底架3上。在将侧面结构2和端面结构5焊接到底架3上时，将底架3弯曲，以便与侧面结构2弯曲的形状相仿随。
由于每块窗楣板2a和每个壁板板块2b都分别以一弯曲的形状构成，且窗楣板块2a，壁板板块2b和垂直支承板在它们连接在一起时，又紧固在机架G1上，装配工作可以很容易地完成。由于挤压构件20为与窗楣板块2a的弯曲形状相仿随，是紧固在机架G1上的，窗楣板块2a和挤压构件20可以简单并准确在地设置在机架上。以一弯曲形状紧固在机架G1上的挤压构件20通过纵向连续焊接而焊接到窗楣板块2a与挤压构件20通过连续焊接而焊合，就构成了一均匀的可靠提高了的焊接接合面。由于中空构件是以与车体结构1的铁箍相符的一弯曲形状固定地紧固在机架G1上的，中空构件20可以一较高的尺寸精度焊接到侧面结构2上。
参看图5至8，将对依据本发明的第二个实施例加以描述。在此，上文描述过的叠层板10构成了侧面结构2，檐部结构和顶部结构4，只是窗口之间起垂直支承板30作用的侧面结构2的部分是挤压型件。垂直支承板30焊接到壁板和窗楣的叠层板10上。每个垂直支承板30包括两个通过焊接面连接在一起的挤压型件31a和31b。每个挤压型件31a和31b是一个不可分开的整体铝合金挤压件，它们具有由用于连接内板与外板的分隔腹板所分隔出的多个小舱构成的闭合的横剖面。每个垂直支承板30的外表面30a平滑地并入侧面结构2的窗楣及壁板中。例如，当侧面结构的外表面具有一圆弧外形的形状时，垂直支承板30的外表面30a是一曲率与侧面结构的表面曲率相等的圆弧形状。由于挤压型件31a，31b的挤压方向与车体1的的纵向平行，挤压型件可以一圆弧的外形很容易地构成。
在图7中，L表示出挤压型件31a和31b的全长。与窗楣和壁板相邻接的垂直支承板30的角31C与31d被做成圆形以防止应力集中。
如图8所示，在挤压型件31a和31b的内板与外板之间延伸的分隔壁板的一部分切去，以构成一个用来在其中要放车窗的凹槽31e的底板。挤压型件31a与31b的外板比内板长，致使外板的一端31f而非内板的一端31g伸出到窗口w中，以便于车窗的安装。
在此实施例中，其中有一较高应力引入的垂直支承板是稳固的挤压型板，所以整个车体结构是一轻型结构，而且能够以一减少的生产成本制造。
如果车窗尺寸许可，每个垂直支承板可以是一单独的挤压型件，而不是通过焊合两个挤压型件31a与31b而构成的一复合挤压型件。
图1至4所示的檐部结构可与图5至8中的垂直支承结构，或是与将在图9至11中描述和垂直支承结构联合。
一据本发明的第三个实施例的车体在图9至11中表示出来。在此实施例中，如图10所示，垂直支承板30是具有一扁平形状，与被腹板隔开的小舱的闭合横剖面的一挤压铝合金型件35。挤压型件35在车体结构中具有垂直的挤压方向。邻近车窗的每个挤压型件35的角35C和35d被做成圆形，以防止应力集中。挤压型件35的分别的两条边35f和35g的关系与图8中的边31f与31g的关系相同。相邻窗口W的分隔腹板35k各自的位置界定成使安装车窗侧边的凹槽能够构成的形式。
参看图12和13，以下将讲述铁路机车的运行速度与其刚度及耐压特性的关系。在图12中，横轴给出了高速列车的最大行进速度，纵轴给出了比刚度，即车体结构的刚度与车体结构质量之比。实心圆代表目前使用的机车的比刚度。未填实的三角代表具有前述实施例中的车体结构的机车的比刚度。在日本，考虑到许多对铁轨结构以及对例如噪音、振动和危及环境等影响列车高速运行的限制，必须减轻铁路机车的重量，以允许可能的运行速度的增加。为构造一轻型机车，必须减轻车体结构和机车设备的重量。另一方面，车体结构的刚度必须处于一定水平，以提供一乘坐安全、舒适的列车。如图12所示，现有机车的比刚度，即车体结构刚度比上车体结构质量，是运行速度的线性函数。图12明确表明，希望以速度在300至350km/hr的范围内运行的机车，其比刚度必须至少为0.3GN.m2/ton，且在0.3至0.4GN.m2/ton的范围内最好。
图13表示出耐压度(即相向运行的列车彼此相错时，或当列车驶入隧道中时，作用在机车车体结构上的压力荷载与车体结构构质量之比)对最大运行速度的依存性。纵轴给出耐压度，横轴给出运行速度。在图13中，实心图代表现有机车的耐压度，一空白三角代表具有前述实施例中的车体结构的机车的耐压度。如上所述，铁路机车运行速度的增加，在相向运行的列车相互错过时，或是在列车驶入一隧道时，会引起作用在机车上的波动的压力荷载的增加，且如图13所示，波动的压力荷载与运行速度的平方成正比。因此，必须提高车体结构的耐压能力，以便车体结构具有一安全的强度。图13明确地表明，希望速度在300至350km/hr的范围内运行的机车车辆，其耐压度必须在7.5至3.0kpa/ton之间。
参见图14至18，据本发明的第四个实施例中的车体将在下文中加以描述。其中，侧面结构52包括构成壁板的一些叠层板10，叠层板10还构成一窗楣，垂直支承板64设在窗口W之间，且纵向连接叠层板10，还有一檐部构件60，它有一闭合的横剖面，并设在构成窗楣的叠层板10，此处可参见图1至4。构成壁板及窗楣部位的叠层板10大体是矩形，但与精确的矩形形状略有差异而成为有一较长上也与一较短下边的梯形形状。其效果，如上文对图1至4的讨论所述，侧面结构52在装配之后具有一很小的向上弯曲部，即一拱起的形状。挤压构件60延伸到车体纵向等长，且当它焊接到邻近叠层板10上时，被赋与一向上的弯曲度，以构成完整的弯曲的侧面结构52。叠层板10与上文描述相同。
每个门口的四周由将挤压金属型件连接在一起而构成的一门口板52a界定。门口板52a通过焊接而连接到叠层板10与挤压檐部构件60上，且它基本上是一矩形形状。通过装配挤压型件可以构成与门口板52a相邻接的一杂用室的一面侧壁52b，以便于内部设备的安装。
下面参看图17，将描述挤压檐部构件60。它具有一较小曲率半径，和约在800至1000mm范围内的一较大的宽度，因此，鉴于挤压技术的水平，此构件必须分部分构成。如实施例所示，构件60通过连接并焊合两个挤压型件60h和601而构成。靠近纵向相对的侧面的构件部分的曲率半径R2，比中部的曲率半径R1大，以增加机车车体的内部容积。最好在将构件60连接到叠层板10之前焊合挤压型件60h与601，这是因为挤压型件60h与601在两种情况下都能够令人满意地且准确地焊合，如此构成的构件60可以承受较高应力。
用于安装内部设备的设备安装轨条与挤压型件60h与601在沿挤压型件60h与601的一纵侧的内表面整体构制而成。轨条60r用于安装行李架，内部面板，空调管道和天花板，这些都将在后面描述。
挤压型件60h与601以一闭合横剖面，如具有中空小舱的横剖面构成，以确保刚度并得到一轻型结构。中空小舱在挤压型件60h与601具有较小曲率半径的部分;以一较高密度构成，使挤压构件60具有一足够的高强度并能够经受得出正向及反向的弯曲荷载。
如图14所示，垂直支承板64与挤压型件60相似，通过挤压而以一闭合的横剖面构成(也见于图5至8)，且一设备安装轨条与每块垂直支承板64在垂直支承板64的内表面以一整体构成。
一底架53，与前述实施例的底架大致相似，由横梁7与挤压侧梁62成，且有底板8位于横梁7与侧梁62之上。一设备安装轨条62r与每条侧梁62在侧梁62与横梁7接合处之上以一整体构成。内部面板81的下缘覆盖了窗楣板的内表面，车窗周围的部位以及壁板，(见图18)，此下缘用螺栓之类的零件固定到安装轨条62r上、内部面板的上缘挂在挤压型件601的内部设备安装轨条62r上，而内部面板的中部则紧压在垂直支承板64的内部设备安装轨条62r上。内部面板以一小于侧上面结构52内表面的曲率半径弯曲。内部面板的上缘及下缘就是如此固定的，而其中部则紧压在垂直支承板64上。侧面结构52与内部面板之间的空间填满了弹性保温材料，用于保温和防止侧面内部面板的振动。保温材料是尿烷泡沫塑料一类的材料。
顶部结构54(见图15和16)是通过纵向排列车体结构的一批叠层板70(与叠层板10结构相同)并连接相邻的叠层板70构制而成的。每块叠层板70的相对的纵端略微向竖直方向倾斜，所以叠层板的下边比上边短，因此当叠层板70通过焊接而连接在一起时，构成了对于车体纵向呈一弯曲形状(向上弯曲)的顶部结构。
一些机车车体设计成能够支承集电设备或支承车顶上用来支承高压电缆的绝缘体的形式。如图15和16所示，支承这各较重设备的顶部结构的部分是一挤压构件60s在车顶端部构成的，此种构件具有一闭合的横剖面，其内板与外板由腹板连接从而界定出一些小舱。构件60s是通过将一批挤压金属型件以横穿车体结构的宽度的形式排列，并通过焊接连接相邻型件构制而成的。支承如支撑轨等的集电设备的支承构件可与挤压型件60s整体构成。
图17表示出环绕顶部结构54与侧面结构52具有的挤压构件60相接合处的车体结构上的一部分，其中省略了侧面结构52的下部。如上所述，叠层板10被制成使侧面结构52具有一拱度(向上弯曲率)的形状，且弯曲的挤压构件60连接到叠层板70上。由于顶部结构也是弯曲的，侧面结构52与顶部结构54可以准确地且相对容易地连接在一起。这样，挤压构件60就提供了一沿侧面结构52与顶部结构54延伸的连续的纵向的梁，用来加固车体结构，以抵抗垂直的压弯荷载，也就是说，顶部构架的叠层板70沿着伸过车体结构宽度焊线连接起来，这样有利于提供相对于焊线垂直延伸的纵梁，以确保强度的可靠性。较之通过加工叠层板10或叠层板70而使多个挤压型件弯曲来构成一曲面，此处所述侧面结构52与顶部结构54的曲面可以比较容易地构成。考虑到焊接区强度的可靠性，挤压构件60在支承点B之间(图2)纵向伸过车体结构是很有益的。联合图1及图14中说明的实施例的侧面结构与顶部结构，提供了一种具有两种优点的结构。
侧面结构52可通过与图1到4的实施例中的侧面结构制造过程相同的过程来制造。在装配侧面结构52时，将窗楣板块，壁板板块，垂直支承板和中空构件601布置好并紧固在一机架上，然后将这些部件焊合。挤压构件601以一弯曲的形状固在机架上，此形状与车体结构的曲面相仿随。
装配顶部结构54时，首先，制造顶部板块70a，然后将两个挤压构件60h分别焊接到部板块70a的横边上。首先，纵向排列多个叠层板70和板60s，如果有板60s的话，然后焊合相邻的叠层板而制造出顶部板块70a。如上所述，当如此构成的叠层板70焊合时，就以一与车体结构面相仿随的弯曲形状构成了顶部板块70a。接着，如图21所示，顶部板块70a和挤压构件60h被放置在且紧固在一机架G2上，此机架具有与顶部结构54的外表面相仿随的支承面。支承面制成使顶部板块70a和挤压构件60h以与车体结构的曲面相仿随的形状弯曲的形式。顶部板块70a与中空构件60h在被紧固在机架G2上时，被弯曲成与车体结构曲面相仿随的形式。焊合如此弯曲的顶部板块70a与挤压构件60h。
将配对的侧面结构52，顶部结构54和一对端面结构相对于彼此定位，然后焊合这些结构。当连接每个侧面结构52与顶面结构时54，挤压构件60h和601各自边的纵向接合处通过连续焊接被焊接。尽管侧面结构52和顶部结构54具有弯曲的形状，且其形状分别与车体结构的曲面相仿随，但由于侧面结构52和顶部结构54是用机架准确制造出来的，连接工作能够很容易地进行。由于挤压构件60安装在顶部结构54相对的横边上，顶部结构的刚度比仅仅装配叠层板而构制的顶部结构的刚度要高，这便于包括移动与翻转顶部结构54在内的对于顶部结构的调度工作的进行。
挤压檐部构件60也可包括在顶部结构中。在这种情况下，首先连接挤压檐部构件60和挤压构件60s，而且如果希望的话可将一拱度用于其上，然后将以在一整体中连接的一批叠层板70连接到挤压构件60和60s上。
参看图18，将对结构上的内部设备及配件的布置予以描述。一内部面板81覆盖了从檐部构件60与侧板10的连接和到侧梁62上部的一个区域。内部面板81也覆盖着窗楣的内表面及环绕车窗和壁板的区域。面板81通过用一树脂板压制并涂包成形的铝合金板，并使此铝合金板具有某种形状而制造出来。以曲率半径小于侧面结构52的曲率半径使面板81弯曲。面板81的上部紧固在挤压构件60的轨条60r上，其下部紧固在侧梁62的轨条62r上。侧面结构52与面板81之间的空间填满了保温材料85。相对于面板81高度的居中部分由于侧面结构与面板81的曲率彼此不相同而紧压在垂直支承板64的轨条64r上。
面板81用从旅客车厢内部拧入到设备安装轨条的螺钉，或是通过钩住事先安装到面板81上的设备，紧固在垂直支承板64的轨条64r上。如果需要的话，可将垂直加固构件(未示明)胶粘安装在面板81的外部。
行李架82的下端及上端用紧固螺栓紧固在挤压构件60的轨条60r上。固定在轨条60r上的行李架82的下端盖住了面板81的上缘。行李架82设有一铰式前盖，而且用于将行李架82紧固在设备安装轨条60r上的紧固螺栓被设在行李架82之内。因此，紧固螺栓没有在旅客车厢中露出。
天花板83在相对的挤压构件60的轨条60r之间延伸且紧固于其上。一用于空调的空气管道在天花板83与顶部结构之间的空间延伸。空气管道84的一侧紧固在轨条60r上，另一端则紧固于安装在叠层板70的内部加固构件上的轨条70r之上。轨条70r借助于插入到内部加固构件上。与空气管道84相邻车体结构的一端的那端提供经调节的空气，并通过设在天花板84上的空气出口84a吹入车厢。
在装配机车内部时，首先将设备装配在天花板及侧壁上，然后将行李架82放在侧壁上。空气管道84安装好之后，将天花板83安装到车体结构上。
将保温材料散布于侧面结构52的内表面之后，安装内部面板81。然后，将行李架82紧固在挤压构件60上以盖住天花板83与面板81的接合处，而使得机车车辆的内部显得比较好看。当将行李架的一端钩住设备安装轨条60r上时，就能够很容易地安装行李架82了。
这样构制的车体结构设有纵向挤压构件60，例如具有一闭合的横剖面，且沿相对的上角延伸的型件，和纵向侧梁62，例如具有一闭合的横剖面，且沿相对的下角延伸的型件，以及纵向挤压构件60，并且纵向侧梁62与叠层板10和70相连接。因此，车体结构具有一较高的抗弯刚度(EI)。
由于把叠层板10和70加工成可形成曲面的形状，则可以通过焊合相邻叠层板10和70而容易地制成弯曲的车体结构。联合使用叠层板10和70以及挤压构件60，提高了焊接区强度的可靠性。
由于叠层板10和70以及挤压型件60的外表面在其接合处大体上彼此齐平，车体的外表面可以很容易地制成一光滑表面，而作用在车体结构上的变化的正向及反向压力就能够均匀分布，因此就防止了应力集中和类似现象的出现。由于挤压型件60的边缘制成使顶部结构54的纵边能够很容易地放在侧面结构52上，并在侧面结构52上固定的形状，侧面结构52和顶部结构54较之在连接一侧面结构与一顶部结构时，必须将它们固定在所希望的它们相对于彼此的位置的做法，可以很容易地连接在一起。
用于在具有较小的曲率半径的挤压构件60的弯曲部分中界出中空小舱的腹板以较小的间隔排列，以提高此弯曲部分的刚度，因此，挤压构件60的尺寸可能较小。所以，一节具有较大体积的旅客车厢，可通过使用具有足够大强度的挤压构件影响60而制成。
其中可以增加易于出现应力集中的挤压构件60的中间部位的厚度，以提高挤压构件60的刚度。
每个垂直支承板64具有一个有着一闭合的横剖面，且长度与车窗的高度相对应的挤压型件。可用一些纵向的连续的中空小舱挤压板替代垂直支承板64，且与车窗相对应的开口也可以通过机加工而在纵向的连续的中空挤压板中制成;也就是说，可用其上整体地设有车窗框架的纵向的连续的一中空小舱挤压板替代垂直支承板64，且可将叠层板10连接到此纵向的，连续的中空挤压板上以构制车体结构。一种这样构制的车体结构，由于车窗框架是与车体结构成整体构成的，而具有增大的强度和轻型结构。
用于图1至4和图14至18的实施例的车体的拱高(向上弯曲度)，其大小可使车体在受到机车正常运行时出现的，如内部设备及旅客的重量，特别是安装在车体上的底板下设备的重量等荷载影响时，车体在其中部会向下弯曲，而得以基本上抵消制造过程中所施加的弯曲程度。
在此描述的图14至18的实施例的特点也可以适当地用于上述的其它实施例。
上面虽然通过几个实施例对本发明作了说明，但是本发明并不限制于这些实施例，而是可以在本发明的概念范围之内，做出种种变化，修正与改进。
权利要求
1.一种铁路机车车体，它具有1)一个带有一对与车体相对两端相邻的转向轴承(B)的底架(6，7，8)，2)各自包括一批成排的窗口(W)的两个侧面结构(2)，3)一个顶部结构(4)和4)两个端面结构(5)5)所说每个侧面结构包括彼此焊接的多个叠层板(10)，所说每个叠层板(10)具有在其间夹有一块金属芯板(13)的一对金属面板(11，12)，面板通过金属对金属粘合而连接到芯板上，6)所说车体结构包括位于每个所说侧面结构(2)与所说顶部结构(4)相接合处，且一侧焊接到相邻侧面结构(2)的，一批成排的连续的并焊合的处于所说叠层板(10)上在纵向连续的一金属檐板(20，60)，特征在于7)所说檐板具有由用于界定出纵向延伸小舱的纵向延伸腹板(20g)连接在一起的内板及外板(20b，20d)，8)所说成排的连续的上述叠层板(10)具有不低于它的所说成排的窗口(W)的上部边缘的下部边缘，9)所说檐板(20)与所说成排连续的叠层板(10)持续延伸到至少所说转向轴(B)之间所说车体长度。
2.如权利要求1所述的一种铁路机车车体，特征在于所说檐板至少是其挤压方向在车体纵向上，且其连续延伸到至少所说转向轴承之间所说车体长度的一个挤压构件(20，60h，601)。
3.如权利要求1或权利要求2所述的一种铁路机车车体，特征在于所说檐板(20，60)具有一外表面，如横剖面所示，此外表面从其被焊接上的所说侧面结构(2)到所说顶部结构(4)以一弧形向上平滑弯曲。
4.如权利要求3所述的一种铁路机车车体，特征在于所说檐板(20，60)的所说弯曲外表面所处的上述弧面在其一中间部分具有一单独的曲率半径，或者叫第一曲率半径(R1)，在所说中间部分相对两侧各自的终端部分具有一大于第一曲率半径(R1)的第二曲率半径(R2)。
5.如权利要求1所述的一种铁路机车车体，特征在于所说成排的连续的上述叠层板(10)的所说下部边缘焊接到界定出所说窗口的侧边的垂直支承板(30)上，所说垂直支承板选自(a)一批叠层板而且每块叠层板都具有一对在其间夹有一块金属芯板的金属面板，面板通过金属对金属粘合而连接到芯板上，(b)一挤压金属构件，它具有由用于界定出纵向延伸小舱的纵向延伸的腹板所连接的内板及外板。
6.一种铁路机车车体，它具有一个底架(6，7，8，)，两个侧面结构(2)，一个顶部结构(4)及两个端面结构(5)，所说两个侧面结构(2)都包括有多个彼此焊接的叠层板(10)，每块叠层板都具有厚度在0.8至1.6mm之间，且其间其有一块金属芯板(13)的一对面板(11)，面板通过金属对金属粘合连接到芯板上，特征在于(a)所说车体在每个上述侧面结构(2)与上述顶部结构(4)的接合处包括有一檐部结构(20，60，)它具有如横剖面中所看到的曲率半径小于所说侧面结构与所说顶部结构的曲率半径，(b)所说檐部结构包括至少一个纵向延伸的金属檐板(20，60h，601)，此檐板由各自厚度均大于所说面板(11，12)厚度的平行的弯曲的内板及外板和横接所说内板及外板且，如横剖面所示，界定出多个纵向延伸小舱的腹板构成，(c)所说檐板具有从所说外板(20b)的外表面到所说内板的内表面的一整体厚度，此厚度不小于所说侧面结构的叠层板(10)的相应厚度，且不大于所说侧面结构的叠层板(10)的厚度与檐板上所说内板及外板(20b，20d)的平均厚度之和，(d)所说檐板的上述内外和外板(20b，20d)分别直接焊接到至少一个所说侧面结构的上述叠层板(10)的内面板和外面板(11，12)上。
7.一种铁路机车车体，它具有一个底架(6，7，8)，两个分别包括一批成排窗口(W)的侧面结构(2)，一个顶部结构(4)和两个端面结构(5)，所说每个侧面结构包括多个彼此焊接的叠层板(10)，所说每块叠层板具有在其间夹有一块金属芯板(13)的一对金属面板(11，12)，面板通过金属对金属粘合连接到芯板上，特征在于每个所说侧面结构包括各自位于相邻两个所说窗口(W)之间的多个垂直支承部分(30)，每个所说垂直支承部分包括至少一个金属垂直支承板(30a，31a，31b)此支承板由用于在其中界定出细长内部小舱的腹板连接在一起的相隔开的内板及外板构成。
8.如权利要求7所述的一种铁路机车车体，特征在于每个所说垂直支承板(30a，31a，31b)是一挤压板，其挤压方向为所说细长小舱的纵向，并且是所说铁路机车车体的纵向或是垂直于所说铁路机车车体纵向。
9.一种铁路机车车体，它具有一个底架(6，7，8)两个侧面结构(2)一个顶部结构(4)和两个端面结构(5)，所说顶部结构(4)包括多个叠层板，每块叠层板都具有在其间夹有一块金属芯板(13)的一对金属面板(11，12)，面板通过金属对金属粘和连接到芯板上，所说叠层板彼此焊接，构成一第一顶部部分，特征在于所说顶部结构还包括至少一个第二顶部部分，此部分包括至少挤压金属板(60s)此挤压金属板由用于在其中界定出细长内部小舱的腹板所连接在一起的相隔开的内板与外板构成。
10.一种铁路机车车体，它具有一个底架(6，7，8)，两个侧面结构(2)，一个顶部结构(4)和两个端面结构(5)所说底架在其每一侧有纵向伸过所说车体，并连结到相应的所说侧面结构(2)上的一挤压金属侧梁构件(6)，所说车体包括位于每个上述侧面结构与上述顶部结构结合处，并连接到相应的上述侧面结构和上述顶部结构的一纵向延伸的挤压金属檐板(20，60)，特征在于每个所说侧梁构件(6)和每个所说檐部构件(20，60)在其相对于车体的内侧，整体地挤压出至少一个安装轨条(60r，62r)，用于所说车体内都设备的安装。
11.一种铁路机车车体的制造方法，此车体具有一个底梁(6，7，8)，两个侧面结构(2)，两个安装在所说底架上的端面结构(5)和安装在所说侧面和端面结构上的顶部结构(4)，所说车体在其每一侧具有连接相应所说侧面结构和所说顶部结构的一纵向连续的金属檐板(20，60)，制造方法包括步骤(1)弯曲每个所说檐板(20，60)以沿其纵向产生一预定的向上弯曲部，和(2)将每个所说檐板从其一边缘焊接到相邻所说侧面结构的多个大致为矩形的金属板(10)上，和(3)在步骤(2)之前或之后，将所说多个大致为矩形的板(10)彼此焊接，以至少构成所说侧面结构的一部分，所说侧面板(10)在焊合前具有的形状使得当它们焊接到檐板上或彼此焊接时，侧面结构具有一预定的整体向上弯曲部，由此，在受到预期的正常工作荷载影响时，所说车体的上述侧面结构的所说向上弯曲部至少被车体的设备抵消一部分。
12.一种铁路机车车体的制造方法，它包括步骤(1)装配所说车体的两个侧面结构(2)，每个此种结构包括多个焊合的金属侧面板(10)和一横向弯曲的金属第一檐板(601)，此檐板沿所说侧面结构的一条上部边缘纵向延伸，并在其上的一条第一纵边处焊接到多个所说侧面板上。(2)装配一顶部结构(4)，这种结构包括多个焊合的金属顶部板(60s，70)和一对横向弯曲的金属第二檐板(60h)，这两个檐板沿所说顶部结构相应的侧边纵向延伸，并在其上的第一纵边处焊接到多个所说顶部板上，和(3)在所说步骤(1)与(2)之后，通过将所说第一檐板(601)的第二纵边焊接到所说第二檐板的第二纵边上而将所说顶部和两个侧面结构装配在一起。
13.一种铁路机车车体，它用于预定至少以300km/hr的速度运行的铁路列车的机车，这种车体具有不小于0.3GN.m2/ton的比刚度(车体结构的纲度与车体结构的质量之比)。
14.一种铁路机车车体，它用于预定以在300至350km/hr范围内的速度运行的高速列车的机车，此车体具有一范围在0.3到0.4GN.m2/ton之间的比刚度(车体结构的刚度与车体结构的质量之比)，和一范围在1.5至3.0kpa/ton之间的耐压度(作用在车体结构上的压力标载与车体结构质量之比)。
全文摘要
一铁路机车车体，它具有在车体相对两端邻近的带有一对转向轴承的一个底架，各自包括一批成排窗口的两个侧面结构，一个顶部结构和两个端面结构。每个侧面结构包括多块焊合在一起的叠层板，每块叠层板都具有在其间夹有一金属芯板的一对金属面板，金属面板通过金属对金属粘合连接到芯板。车体包括一纵向连续的挤压金属檐板，此檐板具有由纵向延伸腹板连接的内板和外板。檐板在一侧焊接到相邻侧面结构的一批成排的连续的板上，且至少在转向支承点之间连续延伸。此结构刚度高且简单。
文档编号B62D31/02GK1111580SQ9510350
公开日1995年11月15日 申请日期1995年3月17日 优先权日1994年3月18日
发明者堀畑胜利, 服部守成, 大原守, 木村谦治, 武市通文 申请人:株式会社日立制作所