CAJA DE VAGÓN DE VEHÍCULO FERROVIARIO Y PROCEDIMIENTO PARA SU PRODUCCIÓN.

Caja de de vagón de vehículo ferroviario, presentando la caja de vagón al menos un elemento de chapa (3,

5, 7) compuesto por chapas, especialmente un elemento de revestimiento exterior, un elemento perfilado y/o un soporte, en donde - el elemento de chapa (3, 5, 7) presenta un primer segmento de chapa (14) con un primer espesor de chapa y un segmento de chapa (13) con un segundo espesor de chapa, - el primer segmento de chapa (14) y el segundo elemento de chapa (13) presentan respectivamente un extremo frontal que se extiende transversalmente respecto a las grandes superficies de chapa del segmento de chapa (13, 14) sobre su espesor del segmento de chapa (13, 14), - el elemento de chapa (3, 5) es un elemento de pared exterior, - la caja de vagón presenta adicionalmente un soporte (8, 9, 10), - el elemento de chapa (3, 5) está unido, especialmente soldado con un soporte (8, 9, 10) en un segundo extremo frontal, que está conformado por un segundo segmento de chapa (13, 15), caracterizado porque, - el primer espesor de chapa es menor que el segundo espesor de chapa, - los extremos frontales del primer segmento de chapa (14) y del segundo extremo de chapa (13) están unidos a través de un cordón de soldadura o de un cordón de soldadura con aportación de material, de modo que se ha producido una unión consistente entre el primer segmento de chapa y el segundo segmento de chapa (13, 14), - el soporte (8, 9, 10) es una columna de la caja de vagón que se extiende de abajo hacia arriba y delimita lateralmente una abertura de ventana (2a, 2b) de la caja de vagón, - el segundo segmento de chapa (13) se extiende de arriba hacia abajo solamente hasta la abertura de ventana (2a, 2b), pero no más allá del borde inferior de la abertura de ventana (2a, 2b)

El invento trata de una caja de vagón de vehículo ferroviario y de un procedimiento para la producción de dicha caja de vagón.

Cajas de vagón de vehículos ferroviarios están compuestas comúnmente por piezas portantes, como largueros longitudinales, largueros transversales y columnas con las cuales se produce un armazón de la caja de vagón, uniendo entre sí las piezas portantes, por ejemplo, mediante soldadura o remachado. En la cara exterior del armazón se colocan los elementos de pared exterior que conforman la superficie exterior, mayormente chapas, que además, cumplen la función de rigidizar el armazón y, al menos localmente, reforzar los elementos portantes. En aberturas de ventana de la caja de vagón, por ejemplo, entre columnas que se extienden esencialmente en sentido vertical, se utilizan ventanas. De la misma manera se procede en el caso de aberturas de puerta y de puertas en sí. Sin embargo, no toda caja de vagón presenta ventanas o puertas en las superficies externas laterales.

La construcción descrita anteriormente es común. Sin embargo, se conocen desviaciones y otros tipos de construcción. El invento no se limita al tipo de construcción anteriormente descrito.

De acuerdo a las cargas esperadas (especialmente fuerzas y vibraciones) se puede reforzar componentes de la caja de vagón (por ejemplo soportes, perfiles, chapas biseladas, chapas rectas). El refuerzo se puede lograr especialmente incrementando el espesor, aumentando la rigidez y/o mediante una determinada consistencia de la superficie. Por ejemplo, se pueden unir entre sí soportes adicionales o nervaduras con piezas portantes y/o con chapas biseladas o rectas. Especialmente para reforzar chapas curvadas y ligeramente curvadas (por ejemplo, chapas de pared exterior de la caja de vagón), se emplean generalmente chapas más gruesas o nervaduras, o bien se incorporan chapas adicionales o tiras de chapa en la cara interior. La producción de una chapa pasante o de puntos de unión que presenta tramos con diferente espesor de chapa, es muy costoso, especialmente en el caso de chapas finas como las que usualmente se emplean para paredes exteriores de la caja de vagón. Bajo chapa fina se comprenden chapas con espesor inferior a 5 mm. El invento trata especialmente del refuerzo de chapas finas. El invento se aplica de manera especialmente favorable en chapas con espesor inferior a 3 mm, preferentemente 2 mm o menos.

Por los motivos mencionados, los espesores de chapa se seleccionan de tal modo que los espesores de chapa en los tramos parciales sometidos a mayor carga sean suficientes. El segmento de chapa (una chapa recta, una chapa biselada o un perfil) presenta también en otros tramos sometidos a menor carga, el mismo espesor de chapa. Por lo tanto, como resultado el peso y la necesidad de material son mayores que lo forzosamente necesario.

La patente DE 102006045378 A1 revela un vehículo ferroviario con una estructura portante en la cual al menos las paredes exteriores, se componen al menos parcialmente, de elementos preproducidos en base a chapas remoldeadas y los elementos en los componentes colindantes están unidos por cordones de soldadura.

La patente US 2005/0200164 A1 describe un cuerpo de vehículo automóvil, incluyendo una estructura de piso, una estructura de techo y una hoja abrepuertas que está soldada a la estructura de piso y de techo. La hoja abrepuertas compuesta por chapas metálicas soldadas cortadas a medida, está conformada con un primer espesor del metal para un tramo inferior y un segundo espesor del metal para un tramo superior de la hoja abrepuertas. Como ejemplo, se indica un espesor de 2,2 mm para el tramo inferior y un espesor de 1,2 mm para el tramo superior.

La patente US 2005/0076604 A1 describe una chapa cortada a medida con una estructura de apertura que conduce hacia dentro. Especialmente en unión con la figura 3 del escrito impreso, se describe una chapa cortada a medida, que está compuesta por dos planchas metálicas de diferente espesor, que están soldadas entre sí por impacto, de modo que conforman un tramo escalonado.

El presente invento tiene la tarea de presentar una caja de vagón de vehículo ferroviario y un procedimiento para la producción de cajas de vagón para vehículos ferroviarios que posibiliten utilizar menos material a fin de reducir peso de este modo. En este caso, se deben satisfacer con seguridad las exigencias respecto a la capacidad de resistencia en tramos parciales, especialmente sometidos a cargas. Esta tarea se soluciona mediante una caja de vagón para vehículos ferroviarios según la reivindicación 1 y un procedimiento para una exposición según la reivindicación

4.

Se propone una caja de vagón para vehículo ferroviario que presente al menos un elemento de chapa producido por chapas, el cual se trata por ejemplo, de una pared exterior, un elemento perfilado y/o un soporte. El elemento de chapa presenta un primer segmento de chapa con un primer espesor de chapa y un segundo segmento de chapa con un segundo espesor de chapa, siendo el primer espesor de chapa inferior al segundo espesor de chapa. Especialmente el espesor de la chapa de los segmentos de chapa es constante en cada caso. El primer segmento de chapa y el segundo segmento de chapa presentan respectivamente un extremo frontal que se extiende transversalmente a las grandes superficies del segmento de chapa sobre el espesor del segmento de chapa. Expresado de otro modo, la superficie en el extremo frontal entrelaza las grandes superficies de chapa situadas en frente en la cara anterior y posterior (o bien en el caso de chapas exteriores, por ejemplo, cara interior y cara exterior) que en la distancia están situadas una con otra, la cual está proporcionada por el espesor de la chapa. Los extremos frontales de la primera chapa y de la segunda chapa están unidos entre sí mediante un cordón de soldadura o un cordón de soldadura con aportación de material, de modo que se ha producido una unión sólida entre el primer segmento de chapa y el segundo segmento de chapa.

Por lo general, los extremos frontales se desplazan en línea recta, de modo que el cordón de soldadura o de soldadura con aportación de material, es también un cordón de soldadura o de un cordón soldadura con aportación de material que se desplaza de manera recta. Sin embargo, también es posible que los extremos presenten otro recorrido, siendo el recorrido del extremo frontal del primer segmento de chapa y del segundo segmento de chapa preferentemente complementario entre sí, de modo que ambos extremos puedan ser unidos entre sí mediante un cordón de soldadura o de un cordón de soldadura con aportación de material continuo.

En el caso del cordón de soldadura o del cordón de soldadura con aportación de material, se trata preferentemente de un cordón obtuso. En el caso de un cordón de soldadura, se logra esta medida preferente mediante soldadura con cordón por radiación láser. El invento comprende básicamente todo procedimiento de soldadura adecuado para la unión de los extremos frontales, con o sin material adicional, que con el procedimiento de soldadura se convertirá en parte del cordón de soldadura.

Tras la generación del cordón de soldadura o del cordón de soldadura con aportación de material y con ello la producción del elemento de chapa compuesto por el primer y segundo segmento de chapa, se puede continuar con el mecanizado del elemento de chapa, especialmente mediante deformación, por ejemplo, mecanizándolo hasta convertirlo en un perfil o biselando o curvando la gran superficie de chapa. El cordón de soldadura o cordón de soldadura con aportación de material, también puede ser esmerilado y/o pulido, pudiéndose opcionalmente nivelar los desniveles de superficie producidos por el cordón de soldadura o cordón de soldadura con aportación de material, mediante un material adicional (por ejemplo, masa de empastar). Especialmente, elementos de chapa de paredes exteriores pueden ser pintados de la manera convencional.

El segundo segmento de chapa, el cual presenta el mayor espesor de chapa, puede ser colocado en sitios de la caja de vagón, en los cuales, por ejemplo, se requiera mayor resistencia que en los sitios en los cuales se colocará el primer segmento de chapa.

De acuerdo a los requerimientos exigidos al elemento de chapa, tanto el primer segmento de chapa como el segundo segmento de chapa, pueden estar compuestos por el mismo tipo de chapa o por diferentes tipos de chapa. Por ejemplo, para el segundo segmento de chapa adicionalmente a la característica del mayor espesor de chapa... [Seguir leyendo]

1. Caja de de vagón de vehículo ferroviario, presentando la caja de vagón al menos un elemento de chapa (3, 5, 7) compuesto por chapas, especialmente un elemento de revestimiento exterior, un elemento perfilado y/o un soporte, en donde

- el elemento de chapa (3, 5, 7) presenta un primer segmento de chapa (14) con un primer espesor de chapa y un segmento de chapa (13) con un segundo espesor de chapa,

- el primer segmento de chapa (14) y el segundo elemento de chapa (13) presentan respectivamente un extremo frontal que se extiende transversalmente respecto a las grandes superficies de chapa del segmento de chapa (13, 14) sobre su espesor del segmento de chapa (13, 14),

- el elemento de chapa (3, 5) es un elemento de pared exterior,

- la caja de vagón presenta adicionalmente un soporte (8, 9, 10),

- el elemento de chapa (3, 5) está unido, especialmente soldado con un soporte (8, 9, 10) en un segundo extremo frontal, que está conformado por un segundo segmento de chapa (13, 15), caracterizado porque,

- el primer espesor de chapa es menor que el segundo espesor de chapa,

- los extremos frontales del primer segmento de chapa (14) y del segundo extremo de chapa (13) están unidos a través de un cordón de soldadura o de un cordón de soldadura con aportación de material, de modo que se ha producido una unión consistente entre el primer segmento de chapa y el segundo segmento de chapa (13, 14),

- el soporte (8, 9, 10) es una columna de la caja de vagón que se extiende de abajo hacia arriba y delimita lateralmente una abertura de ventana (2a, 2b) de la caja de vagón,

- el segundo segmento de chapa (13) se extiende de arriba hacia abajo solamente hasta la abertura de ventana (2a, 2b), pero no más allá del borde inferior de la abertura de ventana (2a, 2b).

2. Caja de vagón según la reivindicación 1, estando el primer segmento de chapa (14) y el segundo segmento de chapa (13) unidos entre sí en los extremos laterales mediante un cordón de soldadura o un cordón de soldadura con aportación de material, de modo que una de las grandes superficies de chapa se extiende sin desplazamiento sobre el cordón de soldadura o el cordón de soldadura con aportación de material y la superficie de chapa dispuesta enfrente se extiende con desplazamiento sobre el cordón de soldadura o el cordón de soldadura con aportación de material, debido a la diferencia de espesor de chapa del primer segmento de chapa y del segundo segmento de chapa (13, 14).

3. Caja de vagón según una de las reivindicaciones precedentes, siendo el segundo elemento de chapa (7) un soporte que está producido por deformación, especialmente por biselado de la unión compuesta por el primer (18) y el segundo segmento de chapa (17), de modo que las grandes superficies de chapa se extienden de forma biselada o curvada, en donde el recorrido del cordón de soldadura o el cordón de soldadura con aportación de material también está biselado y/o curvado por la deformación.

4. Procedimiento para producir una caja de vagón de vehículo ferroviario, siendo producidos de chapas, un elemento de chapa de la caja de vagón, especialmente un elemento de pared exterior, un elemento perfilado y/o un soporte, en donde

- el elemento de chapa (3, 5, 7) es producido por al menos un primer segmento de chapa (14, 18) con un primer espesor de chapa y un segundo segmento de chapa (13, 17) con un segundo espesor de chapa,

- el primer segmento de chapa (14) y el segundo segmento de chapa (13) presentan respectivamente un extremo frontal que se extiende transversalmente respecto a las grandes superficies de chapa del segmento de chapa (13, 14) sobre el espesor del segmento de chapa (13, 14),

- el segmento de chapa (3, 5) es producido como un elemento de pared exterior,

- el elemento de chapa (3, 5) es unido, particularmente soldado con un soporte (8, 9, 10) de la caja de vagón a un segundo extremo frontal que está conformado por el segundo segmento de chapa, caracterizado porque,

- el primer espesor de chapa es menor que el segundo espesor de chapa

- los extremos frontales del primer segmento de chapa (13, 14) y del segundo segmento de chapa (13, 14) serán unidos a través de un cordón de soldadura o un cordón de soldadura con aportación de material, de modo que se producirá una unión consistente entre el primer segmento de chapa y el segundo segmento de chapa (13, 14),

- el soporte (8, 9, 10) conforma una columna de la caja de vagón que se extiende de abajo hacia arriba y delimita lateralmente una abertura de ventana (2a, 2b) de la caja de vagón y

- el segundo segmento de chapa (13) se extiende de arriba hacia abajo solamente hasta la abertura de ventana (2a, 2b), pero no más allá del borde inferior de la abertura de ventana (2a, 2b).

5. Procedimiento según la reivindicación precedente, estando el primer segmento de chapa (14) y el segundo segmento de chapa (13) unidos entre sí en los extremos laterales mediante un cordón de soldadura (25) o un cordón de soldadura con aportación de material, de modo que una de las grandes superficies de chapa se extiende sin desplazamiento sobre el cordón de soldadura (25) o el cordón de soldadura con aportación de material y la superficie de chapa dispuesta enfrente, se extiende con desplazamiento sobre el cordón de soldadura (25) o el cordón de solda

dura con aportación de material, debido a la diferencia de espesor de chapa del primer segmento de chapa y del segundo segmento de chapa (13, 14).

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, en donde el elemento de chapa (7) es producido como soporte, en que, especialmente mediante biselado, la unión compuesta por el primer (18) y por el segundo segmento de chapa (17) es deformada de tal modo, que las grandes superficies de chapa se extienden de forma biselada o curvada y el recorrido del cordón de soldadura o el cordón de soldadura con aportación de material también está biselado y/o curvado por la deformación.