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P10052
WAGENKASTEN FÜR SCHIENENFAHRZEUGE
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit einer Tragstruktur, bestehend aus einem Untergestell aus Längsträgern, Seitenwänden, einem Dach mit Dachlängsträgern und Stirnwänden.
Schienenfahrzeuge werden nach dem Stand der Technik entweder in Differenzialbauweise oder in Integralbauweise aufgebaut.
Die Differenzialbauweise sieht im wesentlichen stehende Träger, auch Säulen genannt, und zwischen den Säulen verlaufende Querträger, auch Riegel genannt vor, wobei die Säulen von Längsträgern des Untergestells nach oben zu dem Dach verlaufen. Auf die Träger und Säulen werden im Zuge der Herstellung dann Innen- bzw. Aussenbleche aufgebracht. Ebenso müssen in bestimmten Bereichen, wie beispielsweise in den Bereichen von Türecken, Fussbodenauflagen oder Deckenverkleidungen Verstärkungen und Vorsprünge angebunden werden.
Diese Bauweise erfordert eine grosse Anzahl von Einzelverschweissungen und ist daher in der Fertigung zeitaufwendig.
Bei der Integralbauweise werden die Seitenwände bzw. auch die Stirnwände des Schienenfahrzeuges zunächst in einem Stück, z.B. aus über die gesamte Fahrzeuglänge verlaufenden, geschlossenen und übereinander liegenden Profilen hergestellt und aus den dann vorliegenden Wänden werden Fenster und Türöffnungen geschnitten.
Bei dieser Bauweise ist das Verschweissen der Seitenwände mit den Längsträgern zwar einfacher, doch tritt hier der Nachteil auf, dass eine Optimierung der Leichtbauweise nicht möglich ist und die Seitenwände in ihrer ganzen Grösse immer für einen spezifischen Fahrzeugtyp gefertigt werden, sodass eine Anpassung an unterschiedliche Bedingungen, wie andere Fahrzeugabmessungen, kleinere oder grössere oder mehr Fenster etc.
nicht leicht möglich ist.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin,, die Anzahl der Schweissvorgänge zu reduzieren und eine hohe Flexibilität dahingehend zu erreichen, dass mit wenigen Einzelteilen unterschiedliche Ausführungen von Schienenfahrzeugen gebaut werden können.
Diese Aufgabe wird mit einem Schienenfahrzeug der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, dass zumindest die Seitenwände zumindest teilweise aus vorgefertigten Elementen aus umgeformtem Blech bestehen und die Elemente an angrenzende Bauteile durch Schweissnähte angebunden sind, wobei die Elemente an Längsträgern durch innen und aussen liegende Schweissnähte angebunden sind.
Die vorgefertigten Blechelement können mit einfacheren Schweissvorgängen verbunden werden, da die Säulen und Riegel entfallen, an welche bisher die einzelnen Blechverkleidungen und Verstärkungen angeschweisst werden mussten.
Bei einer zweckmässigen Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass unterhalb von Türöffnungen Elemente angeordnet und mit einem Längsträger verschweisst sind. Dadurch ist eine Verstärkung im Türbereich auf einfache Weise gegeben.
Eine andere günstige Variante sieht vor, dass die Elemente abschnittsweise durch grössere Blechdicke und/ oder höhere lokale Festigkeitswerte verstärkt sind.
Auf diese Weise kann das bisher gebräuchliche Anschweissen eigener Verstärkungen entfallen.
Im Sinne des Baukastenprinzips mit bereits fertigen Elementen kann es zweckmässig sein, wenn die Elemente in ihrem Innenraum angeordnete Verstärkungen besitzen.
Falls die Elemente Aus- und/ oder Einformungen zur Abstützung und/ oder Anbindung von Fahrzeugteilen aufweisen können viele Arbeitsschritte bei der Fertigung eingespart werden.
Die Erfindung samt weiterer Vorteile ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungen in der Zeichnung veranschaulicht, in welcher zeigen:
Fig. 1 in schaubildlicher Darstellung , stark schematisch und unter Weglassung von für die Erfindung nicht wesentlichen Teilen ein Schienenfahrzeug, welches gemäss der Erfindung gestaltet ist,
Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt im Dachbereich des Schienenfahrzeuges,
Fig. 3 einen teilweisen Querschnitt im Bodenbereich des Schienenfahrzeuges und
Fig. 4 eine Schnittansicht eines Elementes aus vorgefertigtem Blech.
In Fig. 1 ist ein Schienenfahrzeug 1 für den Personenverkehr dargestellt, wobei die wesentlichen Teile seiner Tragstruktur ein Untergestell 2 mit Längsträgern 3, ein Dach 4 mit Dachlängsträgern 5, Seitenwände 6 und Stirnwände 7 sind.
Die Seitenwände 6 sind in ihrem unteren Bereich aus vorgefertigten Elementen 8 aufgebaut, die aus umgeformten Blech bestehen.
Solche Elemente können Blechpressteüe, sein welche die festigkeitsrelevanten Funktionen der Seitenwand übernehmen. Die Elemente 8 können aus Edelstahlblech hergestellt sein, doch sind prinzipiell auch andere Metalle für das Ausgangsblech anwendbar, z.B. Aluminium. Auch ist die Verwendung von zwei oder mehr Metallen, wie Edelstahl und Aluminium, in einem einzigen Element möglich, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Metallen an der Innen- und Aussenseite, und ebenso die Kombination von aus unterschiedlichen Metallen bestehenden Elementen 8 an einem Fahrzeug.
Die Elemente sind insbesondere mehr als 2-dimensional umgeformt, beispielsweise durch Tiefziehen oder durch Pressen.
Die Elemente 8 sind an ihren Unterkanten durch in Längsrichtung des Fahrzeuges 1 verlaufende, innere und äussere Schweissnähte 9 an die Längsträger 3 des Untergestells 2 angebunden und miteinander durch im allgemeinen vertikal verlaufende Schweissnähte verbunden. Fig. 2 zeigt den unteren Teil eines Elementes 8 in einem vertikalen Schnitt, auf dem die Schweissnähte 9 zur Verbindung mit einem Längsträger 3 gezeigt sind.
In dieser Figur erkennt man weiters, dass die Elemente 8 auch mit Isoliermaterial 10 gefüllt, z.B. ausgeschäumt oder mit Isolierwolle gefüllt sein können, wobei das Isoliermaterial bereits vor dem Verschweissen mit Längsträgern oder benachbarten Elementen eingebracht wird, d.h. in den vorgefertigten Elementen 8 bereits enthalten ist.
Die Elemente 8 können abschnittsweise, entsprechend den statischen und dynamischen Festigkeitsanforderungen verstärkt sein. Solche Verstärkungen können in Form grösserer Blechdicken oder anderer Festigkeitsstufen ausgebildet sein, wobei man von so genannten "tailored blanks" spricht. Andererseits ist es auch möglich, die Elemente 8 durch eigens aufgebrachte, beispielsweise geklebte Verstärkungen gebildet sein.
Hierzu wird auf Fig. 4 verwiesen, welche ein aus Blech gepresstes, am Rand durch beispielsweise eine Schweissverbindung 11 zusammengehaltenes Element 8 zeigen, in dessen Inneren eine profilartige Verstärkung 12 eingeklebt ist.
Wieder auf Fig. 2 zurückkommend erkennt man, dass ein Element 8 insbesondere an seiner Innenseite Aus- und/ oder Einformungen ausweisen kann, welche unterschiedlichen Zwecken dienen. So dient eine Längseinformung 13 als Auflage bzw. Abschluss für einen Fussboden 14 oder eine nach innen vorspringende Ausformung 15 für die Anbindung eines Passagiersitzes 16. Oberhalb des Fussbodens 14 kann eine integrierte Eintiefung 17 in aneinander gefügten Elementen 8 ein konventionelles Trittblech, auch "kick plate" genannt, ersetzen.
Bei herkömmlicher Differentialbauweise mussten solche Trittbleche gesondert aufgebracht, meist aufgeschraubt werden, was auch für die oben genanten Vorsprünge zur Anbindung des Fussbodens, der Sitze und vieles mehr gilt.
Wie aus Fig. 1 erkennbar, sind in den Wänden des Schienenfahrzeugs 1 sowohl Türöffnungen 18 als auch Fensteröffnungen 19 vorgesehen, die durch die Baukasten-artige Anordnung und auch die besondere Ausbildung verschiedener Elemente entstehen. Obere und untere Längselemente 8a zeigen im Bereich der Türöffnungen 18 Abrundungen 20. Gleiches gilt für Vertikalelemente 8b.
Das bisher notwendige Anbringen eigener Türecken kann damit entfallen.
Entsprechend Fig.l und Fig. 3 sind auch im Dachbereich des Fahrzeuges 1 Elemente 8 bzw. 8a vorgesehen, die oft spiegelbildlich zu den im Bodenbereich liegenden Elementen 8, 8a ausgebildet und angeordnet sein können, wodurch sich die Anzahl der erforderlichen Elementvarianten verringert. Diese Elemente im Dachbereich sind mit den Dachlängsträgern 3 innen und aussen mit Hilfe von Schweissnähten 9 verbunden. Eine Längseinformung 13 entsprechend jener in Fig. 2 gezeigten dient zur bündigen Befestigung einer Decke 21.
Andere, hier nicht dargestellte Aus- oder Einformungen können im oberen Innenraumbereich zur Abstützung von Gepäcksablagen usf. dienen.
Wie in Fig. 1 dargestellt, können der Erfindung entsprechend auch weitere Elemente 8c insbesondere unter den Türöffnungen und einem Längsträger angeordnet und mit letzterem verschweisst sein. Auch ist es möglich, in der Zeichnung jedoch nicht gezeigt, dass Elemente, z.B. Vertikalelemente zwischen Fensteröffnungen auch von dem oberen zu dem unteren Längsträger durchgehend ausgebildet sein und oben und unten mit den Längsträgern verschweisst sein können.
Es soll betont werden, dass ein Schienenfahrzeug nach der Erfindung keineswegs ausschliesslich aus den oben beschriebenen Elementen aus umgeformten Blech hergestellt sein muss. Vielmehr können Bereiche der Fahrzeugwände auch in konventioneller Differenzialbauweise gefertigt sein.
Wenn gemäss der Erfindung z.B. Elemente 8, 8a, die in Längsrichtung verlaufende Schweissnähte mit Längsträgern 3 bzw. 5 anbieten, Verwendung finden, ergibt dies bereits eine bemerkenswerte Vereinfachung bei der Herstellung.
Wien, den 20. Dezember 2005