ES2216330T3 - Modulo de pared y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents

Abstract

UN MODULO DE PARED PARA UN CUERPO DE VAGON TIENE UN BASTIDOR ENTRE UNA CAPA DE RECUBRIMIENTO EXTERIOR (6) Y UNA CAPA DE RECUBRIMIENTO INTERIOR (7), ESTANDO DICHO BASTIDOR REALIZADO CON MIEMBROS CRUZADOS DEL ARMAZON (8, 9). EN EL ESPACIO HUECO (11) ENTRE LOS MIEMBROS (8, 9), SE PROPORCIONA AISLAMIENTO TERMICO (12). PARA HACER QUE EL MODULO DE PARED SEA ESPECIALMENTE RESISTENTE AL PANDEO, PARTICULARMENTE EN LA DIRECCION LONGITUDINAL DEL CUERPO DEL VAGON, VARIOS MIEMBROS CONTINUOS DEL ARMAZON, FORMADOS CON UN MATERIAL QUE TIENE UN MODULO ELASTICO SUPERIOR AL DE LAS CAPAS DE RECUBRIMIENTO (6, 7) SE EXTIENDEN EN DIRECCION LONGITUDINAL AL CUERPO DEL VAGON.

Description

Módulo de pared y procedimiento para su fabricación.

La presente invención se refiere a un módulo de pared según el preámbulo de la primera reivindicación, así como a un procedimiento para la fabricación del módulo de pared.

En una caja de vagón se emplean módulos de paredes (documento DE3838686A1) que se componen de dos capas de recubrimiento exteriores prefabricadas de un laminado compuesto de fibras, entre las que está encolada una estructura de rejilla prefabricada de barras de estructura fijamente unidas entre sí y situadas perpendicularmente entre sí. Los espacios huecos entre las capas de recubrimiento y los distintos campos de rejilla están rellenados con recortes de núcleo tipo nido de abeja, a menos que los campos de rejilla correspondientes estén previstos para huecos de ventana o de puerta. También las placas de núcleo tipo nido de abeja están encoladas fijamente con ambas capas de recubrimiento en el lado interior de las mismas. La disposición de las barras de estructura se selecciona según los huecos de puerta y de ventana previstos. Una construcción de este tipo requiere la fabricación separada de las capas de recubrimiento acabadas y de la estructura de rejilla, así como su ensamblaje en pasos de producción separados.

La invención tiene el objetivo de proporcionar un módulo de pared según el preámbulo de la primera reivindicación que presente una alta rigidez al menos en el sentido longitudinal de la caja de vagón y que se pueda fabricar de una manera sencilla.

Según la invención, este objetivo se consigue mediante la parte caracterizadora de las reivindicaciones independientes.

Según una forma de realización de un módulo de pared según la invención, al aplicar un mayor número de barras de estructura que se extiendan en el sentido longitudinal de la caja de vagón, preferentemente en una sola pieza a lo largo de la longitud total del módulo pared, estando interrumpidas tan sólo en la zona de los huecos de puerta y de ventana, se consigue una gran rigidez longitudinal. Las barras de estructura que se extienden transversalmente respecto al módulo o en el sentido del contorno están interrumpidas en cada barra orientada longitudinalmente, pero asignadas de forma definida en el espacio mediante un elemento de nudo colocado lateralmente, respecto a las barras orientadas longitudinalmente. Los elementos de nudo presentan al menos dos brazos situados de forma angular entre sí, cuya sección transversal está adaptada a la sección transversal, que debe agarrar desde arriba, de las barras de estructura adyacentes. Las barras de estructura pueden componerse especialmente de un material compuesto de fibras afín al material de las capas de recubrimiento. Al menos las barras de estructura que se extienden en el sentido longitudinal de la caja de vagón se fabrican de un material que presente un mayor módulo de elasticidad que las capas de recubrimiento. De esta forma, con una alta estabilidad longitudinal de una caja de vagón construida de este modo, no es necesario dimensionar las capas de recubrimiento para las fuerzas longitudinales que se producen durante el funcionamiento o en caso de accidentes. El uso de materiales de muy alta calidad y, por tanto, caros se puede limitar a las barras de estructura que se extienden en el sentido longitudinal, pudiendo dimensionarse barras superiores o inferiores como vigas testeras o viguetas longitudinales.

En caso de necesitar una mayor rigidez, también es posible realizar las barras transversales y, dado el caso, también los elementos de nudo, del material con el módulo E elevado. Las barras de estructura se realizan como perfiles, especialmente, como perfiles huecos. Su disposición se efectúa, preferentemente, también donde haya que fijar asientos, portaequipajes y similares.

La fabricación de un módulo de pared construido de esta forma se realiza especialmente del modo siguiente: en un molde de piezas, correspondiente a la configuración deseada, plana o arqueada, de un módulo de pared se coloca por toda la superficie, en primer lugar, una formación seca de un material de fibras, especialmente de preformas textiles de fibras o formaciones de fibras. Sobre esta formación se colocan entonces las barras de estructura previstas para la dirección longitudinal y, entre éstas, las distintas piezas de las barras de estructura orientadas transversalmente respecto a la mismas, y se realiza una fijación de posición mutua de dichas barras de estructura en los puntos de choque o de cruce de las mismas, mediante los elementos de nudo que tan sólo han de insertarse. Los elementos de nudo se componen, preferentemente, también de un material compuesto de fibras y se pueden unir ya durante la inserción, mediante una masa adhesiva, de forma estáticamente portante con las barras de estructura que han de fijarse. Los huecos que se forman respectivamente entre las barras de estructura que se cruzan se rellenan entonces con placas de espuma dura adaptadas o con material alveolar. Entonces, en el lado libre de las barras de estructura y de las placas de espuma dura tan sólo hay que colocar por toda la superficie una segunda formación seca de fibras y, a continuación, impregnar toda la disposición con una resina de moldeo y endurecerla. Dado que el tejido de resina de moldeo penetra por la formación de fibras, se consigue al mismo tiempo también un encolado con las barras de estructura y las placas de espuma dura, entrando también resina de moldeo en los espacios libres situados entre las mismas. La impregnación se puede realizar especialmente en un procedimiento con saco elástico bajo vacío o de inyección al vacío, de tal forma que se consiga una impregnación intensa y fiable y el relleno de los espacios huecos, así como una realización lisa también de la superficie de capa de recubrimiento, opuesta a la herramienta de moldeo.

A continuación, la invención se describirá más detalladamente con la ayuda de los dibujos principales de un ejemplo de realización. Muestran:

la figura 1 una sección longitudinal de la caja de vagón de un vehículo ferroviario o autobús y

la figura 2 un detalle X ampliado de la disposición según la figura 1.

De un módulo de pared 1, en la figura 1 está representada sólo una sección longitudinal de una caja de vagón que, además de aberturas para ventanas 2 puede presentar también aberturas para puertas o similares. En el estado acabado, el módulo de pared 1 forma un cuerpo hueco tubular, en una sola pieza, que corresponde al contorno exterior y al contorno interior de una caja de vagón, con pared de suelo 3, paredes laterales 4 y pared de techo 5. Tanto una capa de recubrimiento exterior 6 como una capa de recubrimiento interior 7 están fabricadas de un material de fibras impregnado con resina de moldeo.

Las distintas paredes 3, 4, 5 presentan entre las capas de recubrimiento 6, 7 una estructura que funciona como estructura portante liberando las capas de recubrimiento 6, 7 al menos en mayor parte de las fuerzas que se producen durante el servicio del vehículo. La estructura se compone de barras de estructura 8 y 9 que se cruzan, en donde barras de estructura 8 situados en el sentido horizontal, paralelamente respecto al sentido longitudinal de la caja de vagón, se extienden a lo largo de toda la longitud de la caja de vagón, a menos que aberturas para ventanas 2, aberturas para puertas o similares exijan su interrupción. Unas barras de estructura 9 perpendiculares a las mismas, que se extienden en el sentido del contorno, se apoyan, en las paredes 3, 4, 5, de forma enrasada por las superficies exteriores y al menos en mayor medida sin escalones en los flancos laterales correspondientes de las barras de estructura 8 de sección transversal rectangular que se extienden en el sentido longitudinal de la caja de vagón. Las barras de estructura 8 horizontales que se extienden en el sentido longitudinal de la caja de vagón se componen de un material que presenta un mayor módulo de elasticidad que las capas de recubrimiento 6, 7. Dichas barras de estructura 8 causan una alta rigidez al pandeo de la caja de vagón el sentido longitudinal, que se requiere durante el servicio y especialmente en el caso de accidentes. Si la caja de vagón debe presentar la alta rigidez al pandeo también en el sentido del contorno, también las barras de estructura 9 que se extienden en el sentido del contorno se pueden realizar del mismo material. Conviene especialmente fabricar estas barras de estructura también de un material de fibras impregnado con resina de moldeo, de forma que sea posible una unión adhesiva mecánica fiable entre la estructura 8, 9 y las capas de recubrimiento 6, 7.

Para fijar la posición y conseguir una unión fiable entre las barras de estructura 8, 9 que se cruzan están previstos elementos de nudo 10, a través de los cuales pasan de forma ininterrumpida las barras de estructura 8 que se extienden en el sentido longitudinal, mientras que las barras de estructura 9 dispuestas transversalmente respecto a las mismas en el sentido del contorno de la caja de vagón engranan con sus extremos en uno de los elementos de nudo respectivamente. Los distintos brazos de los elementos de nudo 10 pueden presentar una sección transversal cerrada adaptada de la forma más ajustada posible a la sección transversal a ensamblar de las barras de estructura 8, 9. De esta manera, la unión de enchufe en sí ofrece ya una unión muy rígida de las barras de estructura 8, 9. Preferentemente, sin embargo, las barras de estructura 9 se encolan con los elementos de nudo 10. Puede ser conveniente fabricar también los elementos de nudo 10 de un material con un elevado módulo de elasticidad.

Los espacios huecos 11 entre las distintas barras de estructura 8, 9 y las capas de recubrimiento 6, 7 están rellenos o se rellenan con un medio termoaislante 12 autoportante en forma de placas de espuma dura, placas de núcleo tipo nido de abeja o similares y se encolan, asimismo, con los elementos constructivos 6, 7, 8, 9 que los rodean.

La caja de vagón puede estar fabricada de un solo módulo de pared. Sin embargo, asimismo es posible fabricar, por ejemplo, las paredes laterales 4 y la pared de suelo 3 en una pieza y, de forma separada, la pared de techo 5. Entonces, el módulo de techo sólo ha de colocarse sobre el módulo inferior en forma de cuba y unirse fijamente con el mismo, por ejemplo encolando.

La fabricación de un módulo de pared se realiza preferentemente de tal forma que en un molde de módulo se inserta por toda la superficie una primera formación de fibras. Sobre dicha formación de fibras puede construirse entonces la estructura de las barras de estructura 8, 9 que se cruzan, incluyendo los elementos de nudo 10. A continuación, los espacios huecos 11 situados entre las barras de estructura 8, 9 se rellenan, si es necesario, con un material aislante 12 autoportante de aislamiento térmico y/o sonoro. A continuación, se puede colocar una segunda formación de fibras sobre el lado aún libre de la estructura, incluyendo el aislamiento 12, a no ser que, en el caso de la realización en forma de bandeja o plana del módulo de pared, la primera formación de fibras pueda desdoblarse de manera correspondiente sobre la superficie que quede por cubrir. Al impregnar la disposición total con resina de moldeo y endurecer la misma, se consigue el encolado deseado entre las formaciones de fibras, las barras de estructura y el aislamiento térmico, incluyendo los elementos de nudo. Conviene introducir el adhesivo o la resina de moldeo, ya durante el ensamblaje de la estructura, entre los elementos de nudo 10 y las barras de estructura 8, 9, para conseguir un encolado de una gran superficie de las uniones de enchufe. Preferentemente, la impregnación de la disposición total se mejora aún más aplicando un procedimiento con saco elástico bajo vacío o de inyección al vacío, de forma que la resina de moldeo o un material correspondiente rellene al menos en gran medida sin inclusión de aire los espacios huecos y hendiduras.

Por lo demás, con esta construcción, las barras de estructura 8.1 inferiores o laterales de extensión longitudinal en la zona angular entre la pared de suelo 3 y las paredes laterales 4 pueden dimensionarse respectivamente como vigueta longitudinal y, en la transición entre las paredes laterales 4 y la pared de techo 5, como viga testera continua. Además, según esta construcción, las formaciones de fibras impregnadas forman al mismo tiempo la capa de recubrimiento exterior 6 o la capa de recubrimiento interior 7 que se pueden realizar ya en el molde de módulo con superficies lisas y, por tanto, no requieren ningún o sólo muy poco acabado mecánico por lijado, alisado de espátula o similares.

Claims (9)

1. Módulo de pared para cajas de vagón, especialmente para vehículos ferroviarios, cuyas paredes se componen de capas de recubrimiento de un material compuesto de fibras, entre las cuales están previstas barras de estructura (8) que se extienden paralelamente respecto al sentido longitudinal de la caja de vagón y transversalmente respecto a este, así como medios de relleno (12) que están unidos fijamente con las capas de recubrimiento, extendiéndose las barras de estructura (8), situadas en el sentido longitudinal de la caja de vagón, salvo en la zona de los huecos para ventanas o puertas (2), en una sola pieza sustancialmente a lo largo de la longitud total del módulo (1) de pared, y estando unidas fijamente entre sí las barras de estructura (8, 9) que se cruzan, en los puntos de nudo, mediante un elemento de nudo (10), caracterizado porque están previstas más de tres barras de estructura de extensión paralela respecto al eje longitudinal de la caja de vagón y porque al menos las barras de estructura (8) que se extienden en el sentido longitudinal de la caja de vagón se componen de un material que presenta un mayor módulo de elasticidad que las capas de recubrimiento (6, 7).

2. Módulo de pared según la reivindicación 1, caracterizado porque las barras de estructura (8, 9) se componen de un material compuesto de fibras.

3. Módulo de pared según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque todas las barras de estructura (8, 9) y/o los elementos de nudo (10) se componen de un material que presenta un mayor módulo de elasticidad que las capas de recubrimiento (6, 7).

4. Módulo de pared según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en los espacios (11) encerrados entre las barras de estructura (8, 9) están dispuestas unas placas de relleno (12) de medidas adaptadas, con una función de apoyo mecánica, placas de espuma dura o un material alveolar.

5. Módulo de pared según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las barras de estructura (8, 9) presentan perfiles con secciones transversales adaptadas a las cargas correspondientes.

6. Módulo de pared según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las barras de estructura (8, 8.1) se extienden a través de toda la longitud libre del módulo de pared.

7. Procedimiento para fabricar módulos de pared según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en un molde de módulo se coloca por toda la superficie una primera formación de fibras, porque sobre la primera formación de fibras se colocan barras de estructura (8, 9) que se cruzan, porque sobre los puntos de cruce de las barras de estructura (8, 9) se colocan conectores de nudo (10), porque en el espacio hueco formado entre las barras de estructura (8, 9) que se cruzan se insertan placas de relleno (12) adaptadas, placas de espuma dura o placas de un material alveolar, porque sobre las barras de estructura con las placas de relleno, placas de espuma dura o placas de material alveolar insertadas se coloca una segunda formación de fibras por toda la superficie, porque a continuación, las formaciones de fibras y los espacios huecos situados entre medias se impregnan con una resina de moldeo y porque, a continuación, la resina de moldeo se deja endurecer, componiéndose al menos las barras de estructura (8) que se extienden en el sentido longitudinal de la caja de vagón de un material que presente un mayor módulo de elasticidad que las capas de recubrimiento (6, 7) formadas de la primera y la segunda formación de fibras.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque las zonas de unión entre los elementos de nudo (10) y las barras de estructura (8, 9) se humectan con adhesivo ya durante el ensamblado.

9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque la impregnación se realiza en un procedimiento con saco elástico bajo vacío o de inyección al vacío.