一种轨道车辆及其车窗的制作方法

本申请涉及轨道车辆技术领域，具体地，涉及一种轨道车辆及其车窗。

背景技术：

随着轨道车辆运行速度的不断提高，轨道车辆的轻量化成为提高节能降耗水平的一个重要方面。在现有轨道车辆中，车窗为旅客与外界交流的主要窗口，设计时尽量考虑大尺寸车窗，且车窗数量较多。以中国标准动车组为例，车窗尺寸为1450mm×750mm，一列8编组的中国标准动车组列车，车窗重量大约为7吨，玻璃约占整个车窗重量的79％，车窗玻璃的重量为5.5吨左右。

车窗用玻璃具有易碎的风险，即使钢化后强度增加也存在自爆风险；同时，为了提高玻璃车窗的隔热性能，往往采用low-e(lowemissivity)玻璃，而low-e玻璃会产生电磁屏蔽，导致车内信号较差的问题。

技术实现要素：

本申请实施例中提供了一种轨道车辆及其车窗，该车窗采用聚碳酸酯板代替玻璃，具有重量轻、强度高、隔热性能好、不易自爆和不影响信号传递的优点，有利于实现轨道车辆的轻量化设计，从而实现轨道车辆的节能降耗。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种用于轨道车辆的车窗，该车窗包括边框和透光组件，其中：

所述透光组件粘接于所述边框，所述透光组件包括层叠设置的至少两层聚碳酸酯板。

优选地，所述透光组件还包括夹设于所述聚碳酸酯板之间、且首尾相连的间隔条分子筛；

所述间隔条分子筛与所述聚碳酸酯板之间粘接连接，并在所述间隔条分子筛和所述聚碳酸酯板之间形成空腔；

在所述空腔中充填有惰性气体。

优选地，所述透光组件包括四层聚碳酸酯板，其中：

在所述间隔条分子筛的两侧均设置有两层所述聚碳酸酯板，并且位于所述间隔条分子筛同一侧的两层所述聚碳酸酯板之间设置有pu(polyurethane，聚氨基甲酸酯)夹层。

优选地，所述pu夹层的厚度为0.6mm～2mm。

优选地，所述惰性气体为氩气。

优选地，所述边框包括可拆卸连接地内框和外框；

所述透光组件粘接于所述内框。

优选地，所述内框和所述外框之间通过沿周向分布的紧固件连接。

优选地，在所述外框的外周面安装有棘轮机构，并在外框的外周面设置有沿所述外框的厚度方向设置的齿条；

所述棘轮机构包括能够转动地安装于所述外框的丝杆以及与所述丝杆螺纹配合地棘轮；

所述棘轮设置有棘齿和锁条；所述棘齿与所述齿条啮合。

优选地，在所述内框和所述外框的连接处设置有密封胶。

优选地，所述聚碳酸酯板的两侧表面均设置有硅涂层和硬质涂层，所述硅涂层位于所述聚碳酸酯板和所述硬质涂层之间。

优选地，所述硬质涂层由所述硅涂层的表层通过激光改质硬化处理形成。

优选地，所述硅涂层为有机硅烷层。

另外，根据本申请实施例的第二个方面，还提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括车体，还包括上述技术方案提供的任意一种车窗，所述车窗粘接于所述车体。

采用本申请实施例中提供的轨道车辆及其车窗，具有以下有益效果：

上述车窗采用聚碳酸酯板代替玻璃，由于制备聚碳酸酯板的聚碳酸酯材料为分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，聚碳酸酯材料中不存在玻璃中具有的微小硫化镍结石，因此不会产生自爆现象，安全性较高；聚碳酸酯材料的密度较低且仅为玻璃的一半，以中国标准动车组列车为例，当采用玻璃车窗时，整列车的车窗重量约为7吨，而采用本申请实施例中的车窗时，整列车的车窗可减重2.8吨，每减轻100kg的车重，将带来1km/l的燃油改善效果，整列车将带来28km/l的燃油改善效果，具有可观的经济价值和社会价值；聚碳酸酯材料的强度高，使得车窗的抗砾石性能将从220km/h提升到400km/h，正负压性能将从6000pa提高到12000pa，能够大大提高车窗的抗冲击、抗风压性能；聚碳酸酯材料的热传导系数远低于玻璃，同厚度聚碳酸酯材料的比玻璃的隔热系数降低25％，无需通过镀金属膜的方式来提高隔热系数，同时还不会产生电磁屏蔽现象。

因此，与现有技术中采用玻璃的车窗相比，本申请实施例中的车窗具有重量轻、强度高、隔热性能好、不易自爆和不影响信号传递的优点，有利于实现轨道车辆的轻量化设计，从而实现轨道车辆的节能降耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种车窗的结构示意图；

图2为图1中提供的车窗的a-a向剖视结构示意图；

图3为图1中提供的车窗的b-b向剖视结构示意图；

图4为图1中提供的车窗的透光组件的结构示意图；

图5为图4中提供的透光组件中聚碳酸酯板的具体结构示意图。

附图标记：

1-车窗；2-车体；11-边框；12-透光组件；111-内框；112-外框；113-紧固件；114-密封胶；121-聚碳酸酯板；122-间隔条分子筛；123-空腔；124-pu夹层；125-硅涂层；126-硬质涂层；127-底漆；1121-齿条；1122-丝杆；1123-棘轮。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

如图1、图2和图3结构所示，本申请实施例提供了一种用于轨道车辆的车窗1，该车窗1包括边框11和透光组件12，其中：透光组件12粘接于边框11，透光组件12包括层叠设置的至少两层聚碳酸酯板121。如图1结构所示，车窗1的中间部分为透光组件12，用于光线透过车窗1，透光组件12的周边粘接固定于边框11，并通过边框11将车窗1固定安装于车体2的窗口上。透光组件12可以通过聚氨酯胶粘接于边框11的内框111上。在实际应用过程中，可以根据客户需求设计透光组件12。透光组件12可以由层叠设置的聚碳酸酯板121构成，也可以如图4结构所示的由聚碳酸酯板121和间隔条分子筛122构成；在本申请实施例中，透光组件12以图4中设置有聚碳酸酯板121和夹设在聚碳酸酯板121之间的间隔条分子筛122为例进行说明。

上述车窗1采用聚碳酸酯板121代替玻璃，由于制备聚碳酸酯板121的聚碳酸酯材料为分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，聚碳酸酯材料中不存在玻璃中具有的微小硫化镍结石，因此不会产生自爆现象，安全性较高；聚碳酸酯材料的密度较低且仅为玻璃的一半，以中国标准动车组列车为例，当采用玻璃车窗1时，整列车的车窗1重量约为7吨，而采用本申请实施例中的车窗1时，整列车的车窗1可减重2.8吨，每减轻100kg的车重，将带来1km/l的燃油改善效果，整列车将带来28km/l的燃油改善效果，具有可观的经济价值和社会价值；聚碳酸酯材料的强度高，使得车窗1的抗砾石性能将从220km/h提升到400km/h，正负压性能将从6000pa提高到12000pa，能够大大提高车窗1的抗冲击、抗风压性能；聚碳酸酯材料的热传导系数远低于玻璃，同厚度聚碳酸酯材料的比玻璃的隔热系数降低25％，无需通过镀金属膜的方式来提高隔热系数，同时还不会产生电磁屏蔽现象。

因此，与现有技术中采用玻璃的车窗1相比，本申请实施例中的车窗1具有重量轻、强度高、隔热性能好、不易自爆和不影响信号传递的优点，有利于实现轨道车辆的轻量化设计，从而实现轨道车辆的节能降耗。

一种具体的实施方式中，如图4结构所示，透光组件12包括聚碳酸酯板121和间隔条分子筛122，间隔条分子筛122与聚碳酸酯板121之间粘接连接，并在间隔条分子筛122和聚碳酸酯板121之间形成空腔123；间隔条分子筛122夹设于聚碳酸酯板121之间，并且首尾相连形成封闭环状，用于将两层聚碳酸酯板121分隔开；在间隔条分子筛122及其两侧的聚碳酸酯板121之间围成封闭空腔123，在空腔123中充填有惰性气体。惰性气体可以为氩气。

由于透光组件12在两层聚碳酸酯板121之间设置有首尾相连的间隔条分子筛122，使得在两层聚碳酸酯板121之间形成空腔123，能够提高车窗1的隔热、降噪效果；通过对空腔123抽真空或充填惰性气体，能够进一步提高车窗1的隔热性能和降噪效果，从而在减轻重量的情况下，还能提高轨道车辆的隔热效果和降噪效果，从而进一步提高轨道车辆内乘客乘坐的舒适性。

具体地，如图4结构所示，透光组件12包括四层聚碳酸酯板121，其中：在间隔条分子筛122的两侧均设置有两层聚碳酸酯板121，并且位于间隔条分子筛122同一侧的两层聚碳酸酯板121之间设置有pu(polyurethane，聚氨基甲酸酯)夹层124。透光组件12可以如图4结构所示的对称结构，即，在间隔条分子筛122的两侧分别设置有两层聚碳酸酯板121和夹设于两层聚碳酸酯板121之间的pu夹层124；间隔条分子筛122可以采用铝间隔条分子筛，并且通过不同厚度的间隔条分子筛122可以形成不同中空厚度的车窗1；各层聚碳酸酯板121可以采用相同的厚度，也可以采用不同的厚度，通过不同厚度的聚碳酸酯板121可以形成不同厚度的车窗1。由于各个车型的速度等级不同，对车窗1的性能指标要求也不同，因此，可以通过不同厚度的间隔条分子筛122和聚碳酸酯板121来适应不同速度等级的车型。

上述透光组件12中，pu夹层124的厚度可以为0.6mm～2mm，如：0.6mm、0.63mm、1mm、1.27mm、1.5mm、1.9mm、2mm。

更进一步地，如图1、图2和图3结构所示，车窗1的边框11包括可拆卸连接地内框111和外框112；透光组件12粘接于内框111。内框111和外框112之间通过沿周向分布的紧固件113连接。在内框111和外框112的连接处设置有密封胶114。

由于车窗1的边框11由可拆卸地内框111和外框112连接构成，在透光组件12进行安装、拆卸或更换时，可以通过内框111与外框112的拆卸，方便地实现内框111和透光组件12的拆装和更换。内框111和外框112之间可以通过紧固件113实现可拆卸连接，紧固件113可以包括安装于内框111的螺套和穿过外框112的螺钉或螺栓，通过螺钉或螺栓的螺纹部分与螺套螺纹连接，将内框111和外框112固定连接为一体，形成边框11；同理，紧固件113也可以包括安装于外框112的螺套和穿过内框111的螺钉或螺栓，通过螺钉或螺栓的螺纹部分与螺套螺纹连接，将内框111和外框112固定连接为一体。同时，为了提高车窗1的密封效果，还可以在内框111和外框112的连接处设置有密封胶114，通过密封胶114将内框111和外框112之间的连接缝隙进行密封。

为了实现车窗1与车体2之间的安装，如图2和图3结构所示，在外框112的外周面安装有棘轮1123机构，并在外框112的外周面设置有沿外框112的厚度方向设置的齿条1121；棘轮1123机构包括能够转动地安装于外框112的丝杆1122以及与丝杆1122螺纹配合地棘轮1123；棘轮1123设置有棘齿和锁条；棘齿与齿条1121啮合。

在将车窗1安装于车体2时，通过安装于外框112的棘轮1123机构能够预先将车窗1固定到车体2上。通过丝杆1122和棘轮1123配合，当车窗1安装到车体2上时，通过拧紧丝杆1122，棘轮1123在丝杆1122的带动下做平移和旋转运动，随着旋转运动，棘轮1123上面的锁条扣到车体2和窗框安装面上，使整个车窗1通过锁条固定到车体2上，在完成粘接和密封工作后，车窗1与车体2可以通过密封胶114粘接，而棘轮1123机构不作为主要的承力机构。

在上述各种实施例的基础上，如图5结构所示，聚碳酸酯板121的两侧表面均设置有硅涂层125和硬质涂层126，硅涂层125位于聚碳酸酯板121和硬质涂层126之间。硅涂层125涂覆于聚碳酸酯板121上，在实际生产过程中，硅涂层125可以通过浸渍式或流动式两种方式附着在聚碳酸酯板121上。硬质涂层126由硅涂层125的表层通过激光改质硬化处理形成。硅涂层125为有机硅烷层。

由于聚碳酸酯板121具有透明、耐冲击、隔热、阻燃、环保、易加工、轻量化的优点，并且具有易刮痕、变黄、劣化、刚性差的缺点；因此，通过在聚碳酸酯板121的表面涂覆硅涂层125，经过激光改质硬化处理，可使聚碳酸酯板121表面变硬，形成硬质涂层126，防止外力划伤聚碳酸酯板121表面，为使硅涂层125更好的附着在聚碳酸酯板121表面，在硅涂层125和聚碳酸酯板121之间需涂底漆127，底漆127用于提高硅涂层125和聚碳酸酯板121之间的附着力、提供抗碱性、防腐功能等。由于硅涂层125具有耐擦伤性、耐化学药物性、耐气候性，因此，在设置有硅涂层125以及将硅涂层125表面进行硬化处理以后，上述聚碳酸酯板板121具有更好的硬度、耐候性、耐化学药剂性，从而提高车窗1的使用寿命。

实施例二

本申请实施例还提供了一种轨道车辆，该轨道车辆包括车体2和上述实施例提供的任意一种车窗1，车窗1粘接于车体2上。为了提高车体2的密封性能，在车体2和车窗1之间还可以设置有密封胶114。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

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