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Die
Erfindung betrifft einen Türflügel für ein Schienenfahrzeug
mit einem sich entlang einer Türblattfläche erstreckenden
Türblatt,
das eine tragende Struktur aus Metall aufweist. Ferner betrifft
die Erfindung ein entsprechendes Schienenfahrzeug.
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Aus
dem Stand der Technik sind Türflügel für Außentürsysteme
von Schienenfahrzeugen bekannt, deren tragende Struktur von einer
Vielzahl von Aluminiumprofilen gebildet wird, die in der Regel von
Hand miteinander verschweißt
werden. Dabei wird üblicherweise
die tragende Struktur zunächst
mittels CAD festgelegt, wobei anschließend die einzelnen Aluminiumprofile
entsprechend zugeschnitten und verschweißt werden. Die Fensterrahmen,
das heißt die
Aufnahmen für
die einzelnen Fensterscheiben, werden ebenso wie die Aufnahmen der
Türflügeldichtelemente
aus einzelnen Profilen mit diesem Aufbau verschweißt. Insgesamt
besteht allein die tragende Struktur eines Türflügels aus mehr als einem Dutzend
Einzelteilen, die einzeln von Hand verschweißt werden.
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Der
an sich schon große
konstruktionstechnische und handwerkliche Aufwand wird zudem noch dadurch
weiter erhöht,
dass die Außenhaut
von Schienenfahrzeugen heutzutage vermehrt eine gebogene Form erhält und die
Türflügel der
Außentürsysteme
zwangsläufig
daran anzupassen sind. Folglich muss auch die tragende Struktur
in ihrer Form und in ihrer Tragfähigkeit
an diese Einbausituation angepasst werden. Dazu werden anstelle
einfacher Vierkantrohre vermehrt teure Spezialprofile verwendet,
die bereits eine gewisse Funktionsintegration erlauben, aber den
manuellen Aufwand in der Türflügelfertigung
nicht deutlich verringern.
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Zur
Fertigstellung des Türblatts
werden an die zuvor beschriebene tragende Struktur anschließend noch
Türbeschläge sowie
eine strukturtragende Innen- und Außenverkleidung angebracht,
wobei die Verkleidungsteile häufig
Aluminium- oder
Stahlbleche sind, die an der tragenden Struktur mittels Heiß- oder
Kaltklebeverfahren befestigt werden.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Türflügel und
ein entsprechendes Schienenfahrzeug anzugeben, womit sich der Konstruktionsaufwand
reduzieren läßt.
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Die
zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird bei einem Türflügel der
eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die tragende Struktur von
mindestens einem Blechteil gebildet wird, das sich innerhalb des
Türblatts
mindestens über
eine Teilfläche
des Türblatts
erstreckt und mindestens einen in einer Richtung senkrecht zur Türblattfläche gegenüber dem übrigen Blechteil
zurückgesetzten Abschnitt
aufweist. Damit bekommt der Kern des Türflügels eine sehr steife wabenartige
Struktur (ähnlich Eierkartonwaben).
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Ferner
wird die Aufgabe durch ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Türflügel gelöst, wobei der
Türflügel insbesondere
Bestandteil eines Außentürsystems
ist.
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Indem
die tragende Struktur anstelle einer Vielzahl von Einzelprofilen
nunmehr von mindestens einem Blechteil gebildet wird, wird der konstruktionstechnische
Aufwand deutlich reduziert. Insbesondere entfällt das Verschweißen der
Vielzahl an Profilen, und auch der Aufwand für das Biegen und den Zuschnitt
reduziert sich deutlich.
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Mit
einem Blechteil ist, im Unterschied zu Rohren, Profilen, Schienen
oder dergleichen, im erfindungsgemäßen Sinne ein plattenförmiges,
also flaches und großflächiges Bauteil
aus fertiggewalztem Blech gemeint. Dabei kann das Blechteil aus
beliebigen Metallen, vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung,
hergestellt sein. Aufgrund seiner flachen und großflächigen Bauform
kann ein Blechteil ohne weiteres im Türblatt angeordnet werden und
in seinen äußeren Abmessungen
dem Türblatt
entsprechen. Der bzw. die zurückgesetzten
Abschnitte sorgen für
eine Erhöhung
der Stabilität
sowohl in Vertikalrichtung, also in Richtung parallel zur Türblattfläche, als
auch senkrecht dazu, wodurch die ausreichende Tragfähigkeit
der tragenden Struktur erreicht wird. Es ist denkbar, die Stabilität weiter
dadurch zu erhöhen,
dass Profile oder Rohre in der Türblattfläche oder
parallel dazu auf dem Blechteil befestigt werden. Es ist aber auch
durchaus denkbar, bei Auswahl einer geeigneten Blechdicke, beispielsweise
bei Verwendung von Grobblech einer Stärke von mehr als 4,75 mm, völlig auf
zusätzliche
Profile zu verzichten.
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Gemäß einer
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Türflügels ist
das Blechteil ein superplastisch geformtes (SPF, superplastic forming,
superforming) Blechteil. Die grundsätzliche Formgebung des Blechteils
wird dabei durch ein SPF-Verfahren, zum Beispiel ein Blasumformverfahren,
erreicht. Die Nachbearbeitung des Blechteils kann mittels konventioneller
Umformverfahren durchgeführt
werden. Beim SPF-Verfahren wird das erwärmte Rohblech mittels einseitig angelegtem
Druck in eine Form gedrückt
bzw. geblasen, die der gewünschten
Form der tragenden Struktur im Türblatt
entspricht. Dabei geht eine Oberflächenvergrößerung des Blechteils mit einer
Dickenabnahme einher. Wird als Rohblech ein Aluminiumblech verwendet,
wird das Blech vor dem Umformvorgang zunächst auf eine Temperatur von über 300°C, vorzugsweise
zwischen 450°C
und 500°C,
erwärmt
und anschließend
mit einer relativ geringen Umformgeschwindigkeit verformt. Auf diese Weise
entsteht ein Blechteil mit zurückgesetzten
Abschnitten, die über
relativ dünnwandige Übergangsbereiche,
im weiteren als Stege bezeichnet, mit dem übrigen Blechteil, das heißt den zu
den zurückgesetzten
Abschnitten benachbarten Abschnitten, verbunden sind. Das Blechteil
erhält
damit eine hohe Stabilität
sowohl in der Verlaufsrichtung der Türblattfläche als auch senkrecht dazu.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Türflügels liegt der mindestens eine
zurückgesetzte
Abschnitt und liegen vorzugsweise alle zurückgesetzten Abschnitte überwiegend in
der Türblattfläche und
weisen einen senkrecht oder schräg
dazu verlaufenden Steg auf bzw. sind von einem solchen Steg, vorzugsweise
vollständig, umgeben.
Verschiedene Beispiele solcher zurückgesetzten Abschnitte werden
abhängig
von ihrer Funktion im weiteren beschrieben.
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So
verläuft
gemäß noch einer
weiteren Ausgestaltung einer der zurückgesetzten Abschnitte am äußeren Rand
des Türblatts,
also entlang seines Randes, und bildet vorzugsweise einen Träger für eine Türdichtung.
Die Türdichtung
kann ein Aufnahmeprofil zur Aufnahme eines Dichtelements aufweisen,
wobei das Aufnahmeprofil in diesem Fall mit dem den Träger bildenden
Abschnitt verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Aufnahmeprofil
und dem zurückgesetzten
Abschnitt kann durch Verschweißen,
Kaltfügen
oder Verkleben hergestellt werden. Das Aufnahmeprofil der Türdichtung
kann dabei eine C-förmige Schiene
sein, in die das Dichtelement, welches insbesondere aus Kunststoff
oder Gummi besteht, eingesetzt wird.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung weist das Blechteil eine Aussparung für ein Fenster
auf. Auch weitere Aussparungen können
vorgesehen sein, beispielsweise zur Gewichtsreduzierung. Im Falle
der für
ein Fenster vorgesehenen Aussparung bildet einer der zurückgesetzten
Abschnitte einen Fensterrahmen. Zusätzliche den Fensterrahmen bildende
Profile sind nicht mehr erforderlich. Das Fenster kann eine Fensterscheibe
aufweisen, die mit dem den Fensterrahmen bildenden Abschnitt verbunden ist.
Auch diese Verbindung kann durch Verschweißen, Kaltfügen oder Verkleben hergestellt
werden.
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Gemäß noch einer
anderen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass einer der zurückgesetzten
Abschnitte eine Aufnahme für
ein Türaufhängungselement
bildet. Als Türaufhängungselement kann
ein Türbeschlag
oder ein Träger
bzw. Trägerprofil
für einen
Türbeschlag
verwendet werden. Das Türaufhängungselement
kann mit dem die Aufnahme bildenden Abschnitt verbunden sein, beispielsweise ebenfalls
durch Verschweißen,
Kaltfügen
oder Verkleben.
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Mit
anderen Worten werden die gegenüber dem übrigen Blechteil
zurückgesetzten
Abschnitte, die zusammen mit den nicht-zurückgesetzten
Abschnitten die tragende Struktur bilden, gleichzeitig als Montageelemente
eingesetzt, an denen andere Bauteile des Türblatts oder des Türflügels befestigt
werden können.
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Vorzugsweise
ist das Blechteil einstückig, also
aus einem einzigen Stück
bzw. einem einzigen Rohblech gefertigt und erstreckt sich vorzugsweise bis
zum äußeren Rand
des Türblatts.
Als tragende Struktur ist in diesem Fall aufgrund der hohen Funktionsintegration
nur noch ein einziges Bauteil notwendig.
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Gemäß wiederum
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Türflügels ist mindestens ein zu
dem zurückgesetzten
Abschnitt benachbarter Abschnitt, im folgenden als nicht-zurückgesetzter
Abschnitt bezeichnet, zumindest teilweise mit Dämmmaterial versehen. Das Dämmmaterial
ist dabei vorzugsweise zu der Seite hin angeordnet, zu der die zurückgesetzten
Abschnitte aus dem übrigen Blechteil
hervorstehen. Dabei entspricht die Dicke bzw. Stärke des Dämmmaterials, welches in Mattenform
aufgetragen sein kann, insbesondere der Größe des Versatzes zwischen den
zurückgesetzten
Abschnitten und den nicht-zurückgesetzten
Abschnitten.
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Das
Türblatt
kann gemäß einer
weiteren Ausgestaltung eine insbesondere mittragende Außenverkleidung,
insbesondere aus Blech oder aus faserverstärktem Kunststoff, aufweisen,
die vorzugsweise mit mindestens einem nicht-zurückgesetzten Abschnitt verbunden
ist. Zusätzlich
oder alternativ kann das Türblatt
auch eine insbesondere nicht-strukturtragende Innenverkleidung aufweisen, die
insbesondere ebenfalls aus Blech, faserverstärktem Kunststoff oder anderen
Materialien mit dekorativer Oberfläche besteht und vorzugsweise
mit mindestens einem zurückgesetzten
Abschnitt verbunden ist. Dabei kann das Dämmmaterial zwischen der Innenverkleidung
und den nicht-zurückgesetzten
Abschnitten angeordnet sein. Die Außen- und/oder Innenverkleidung
kann ebenfalls durch Verschweißen, Kaltfügen oder
Verkleben mit dem entsprechenden Abschnitt des Blechteils verbunden
sein.
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Es
gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den
erfindungsgemäßen Türflügel und
das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug
auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu wird einerseits verwiesen auf
die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits
auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit der Zeichnung.
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In
der Zeichnung zeigt 1 eine Prinzipdarstellung eines
Türflügels gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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Der
Türflügel 1 verläuft dabei
entlang einer geraden Fläche,
obwohl es ebenfalls denkbar wäre, den
Türflügel entlang
einer gekrümmten
Fläche
anzuordnen, die eher der Außenhaut
moderner Schienenfahrzeuge entspricht.
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Der
dargestellte Türflügel 1 weist
ein Türblatt 2 auf,
welches in einer Draufsicht dargestellt ist. Das Türblatt 2 erstreckt
sich entlang einer Türblattfläche E, die
in der dargestellten Draufsicht vertikal von oben nach unten verläuft und
parallel zur Zeichnungsebene liegt.
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Der
Türflügel 1 weist
eine tragende Struktur 3 auf, die von einem Blechteil 4 gebildet
wird, das sich im Türblatt 2 entlang
der Türblattfläche E erstreckt
und mehrere in einer Richtung senkrecht zur Türblattfläche E gegenüber dem übrigen Blechteil 4 zurückgesetzte
Abschnitte 5a, 5b, 5c und 5d aufweist.
Benachbart zu den zurückgesetzten
Abschnitten 5a, 5b, 5c und 5d befinden
sich parallel dazu verlaufende nicht-zurückgesetzte
Abschnitte 16a, 16b, 16c, 16d und 16e.
Die nicht-zurückgesetzten
Abschnitte können
auch als hervorstehende Abschnitte angesehen werden. In der dargestellten
Draufsicht sind die zurückgesetzten
Abschnitte 5a, 5b, 5c und 5d von
den nicht-zurückgesetzten
Abschnitten 16a, 16b, 16c, 16d und 16e durch
punktierte Linien abgesetzt.
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Das
Blechteil 4 ist ein SPF-Blechteil, welches in eine Form
(nicht dargestellt) gedrückt
wurde, die der Form der tragenden Struktur 3 entspricht.
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Ein
zurückgesetzter
Abschnitt 5a verläuft
am äußeren Rand 6 des
Türblatts 2 und
umgibt die nicht-zurückgesetzten
Abschnitte 16a, 16b, 16c, 16d und 16e vollständig. Dabei
bildet der zurückgesetzte Abschnitt 5a einen
Träger 7 für ein Profil
zur Aufnahme einer Türdichtung 8.
Im Schnitt C-C ist das Profil 9 zur Aufnahme einer Türdichtung 8 am
Träger 7 dargestellt.
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In
diesem Schnitt ist auch zu erkennen, dass der zurückgesetzte
Abschnitt 5a sowie auch die weiteren zurückgesetzten
Abschnitte 5b und 5c, auf die im weiteren noch
Bezug genommen wird, innerhalb der Türblattfläche E verlaufen. Die zurückgesetzten Abschnitte 5a, 5b und 5c sind
jeweils durch einen Steg 19, der im wesentlichen senkrecht
zur Türblattfläche E verläuft, von
den nicht-zurückgesetzten
Abschnitten 16a und 16b getrennt.
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Ferner
weist das Blechteil 4 eine Aussparung 10 für ein Fenster 11 auf,
wobei der zurückgesetzte Abschnitt 5b,
der die Aussparung 10 vollständig umgibt, einen Fensterrahmen 12 bildet,
in den eine Fensterscheibe 13 mittels Verkleben eingesetzt
ist. Der untere Teil der Fensterscheibe 13 ist ebenfalls
im Schnitt C-C dargestellt.
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Noch
ein weiterer zurückgesetzter
Abschnitt 5c ist im unteren Bereich des Türblatts 2 als
Aufnahme 14a für
ein Türführungselement 15a ausgebildet. Das
Türführungselement 15a ist
im vorliegenden Fall, wie im Schnitt C-C dargestellt, eine C-förmige Profilschiene,
die als Führung
für einen
Türbeschlag (nicht
dargestellt) dient. Das Türführungselement 15a ist
mit dem zurückgesetzten
Abschnitt 5c, und zwar mit seitlichen Schnittkanten einer
Ausnehmung in dem zurückgesetzten
Abschnitt 5c, verbunden. Anstelle des zurückgesetzten
Abschnitts 5c oder innerhalb des zurückgesetzten Abschnitts 5c kann
zur Aufnahme des Türführungselements 15a auch
ein nicht-zurückgesetzter
Abschnitt vorgesehen sein. In diesem Fall kann der rückwärtige Teil
der C-förmigen Profilschiene,
beispielsweise durch Schweißen,
Kleben oder Nieten, mit der tragenden Struktur 3 verbunden
werden. Die Öffnung
der C-förmigen
Profilschiene weist dann von der tragenden Struktur 3 weg,
wodurch auf eine Ausnehmung in der tragenden Struktur 3 verzichtet
werden kann.
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Ein
weiterer zurückgesetzter
Abschnitt 5d dient als Aufnahme 14b für ein weiteres
Türaufhängungselement 15b,
im vorliegenden Fall für
einen quaderförmigen
Träger
für einen
Türbeschlag
(nicht dargestellt). Das Türaufhängungselement 15b ist
mit dem Blechteil 4 innerhalb des zurückgesetzten Abschnitts 5b verschweißt, wobei
vier Bohrungen zur Befestigung des Türbeschlags (nicht dargestellt)
vorgesehen sind. Dieses Türaufhängungselement
ist im Schnitt A-A dargestellt, wobei die Bohrungen durch strichpunktierte
Linien definiert sind. Auch in diesem Schnitt ist sowohl der Träger 7 für die Türdichtung 8 als
auch die Fensterscheibe 13 dargestellte. Träger 7 und
Fensterscheibe 13 sind auch in dem quer zu den beiden anderen
Schnitten verlaufenden Schnitt B-B dargestellt.
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Schließlich ist
in allen Schnitten in den nicht-zurückgesetzten
Abschnitten 16, 16b, 16c, 16d und 16e vorgesehenes
Dämmmaterial 17 dargestellt. Das
Dämmmaterial 17 ist
an der Seite des Blechteils 4 angeordnet, zu der die Abschnitte 5a, 5b, 5c, 5d hervorspringen.
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Schließlich weist
das Türblatt 2 eine
Außenverkleidung 18 und
eine Innenverkleidung 19 auf. Die Außenverkleidung 18 besteht
aus Aluminium-, Stahlblech oder faserverstärktem Kunststoff (oder einem sonstigen
tragenden Material) und ist mit den nicht-zurückgesetzten Abschnitten 16a, 16b, 16c, 16d, 16e durch
Kaltfügen
verbunden.
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Die
Innenverkleidung 19 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Türblatts 2 angeordnet
und besteht aus faserverstärktem
Kunststoff oder einem anderen Material mit dekorativer Oberfläche. Diese Oberfläche muss
keine tragende Funktion haben. Die Innenverkleidung 19 verschließt dabei
die das Dämmmaterial 17 aufweisenden
nicht-zurückgesetzten
Abschnitte 16a, 16b, 16c, 16d, 16e.