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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit einer Tragstruktur,
bestehend aus einem Untergestell aus Längsträgern, Seitenwänden, einem
Dach mit Dachlängsträgern und
Stirnwänden.
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Schienenfahrzeuge
werden nach dem Stand der Technik entweder in Differenzialbauweise
oder in Integralbauweise aufgebaut.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Im
Sinne des Baukastenprinzips mit bereits fertigen Elementen kann
es zweckmäßig sein,
wenn die Elemente in ihrem Innenraum angeordnete Verstärkungen
besitzen.
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Falls
die Elemente Aus- und/oder Einformungen zur Abstützung und/oder Anbindung von
Fahrzeugteilen aufweisen können
viele Arbeitsschritte bei der Fertigung eingespart werden.
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Die
Erfindung samt weiterer Vorteile ist im folgenden an Hand beispielsweiser
Ausführungen
in der Zeichnung veranschaulicht, in welcher zeigen:
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1 in
schaubildlicher Darstellung, stark schematisch und unter Weglassung
von für
die Erfindung nicht wesentlichen Teilen ein Schienenfahrzeug, welches
gemäß der Erfindung
gestaltet ist,
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2 einen
teilweisen Querschnitt im Dachbereich des Schienenfahrzeuges,
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3 einen
teilweisen Querschnitt im Bodenbereich des Schienenfahrzeuges und
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4 eine
Schnittansicht eines Elementes aus vorgefertigtem Blech.
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In 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.
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Die
Seitenwände 6 sind
in ihrem unteren Bereich aus vorgefertigten Elementen 8 aufgebaut,
die aus umgeformten Blech bestehen. Solche Elemente können Blechpressteile,
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.
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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. 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.
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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 4 verwiesen,
welche ein aus Blech gepresstes, am Rand durch beispielsweise eine
Schweißverbindung 11 zusammengehaltenes
Element 8 zeigen, in dessen Inneren eine profilartige Ver stärkung 12 eingeklebt
ist.
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Wieder
auf 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.
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Wie
aus 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.
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Entsprechend 1 und 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 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.
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Wie
in 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.
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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.