-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs mit einer Dachstruktur und einer Bodenstruktur sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wagenkastens.
-
Sowohl die Dachstruktur als auch die Bodenstruktur eines herkömmlichen Wagenkastens in klassischer Stahl- oder Aluminiumbauweise ist typischer Weise von hohem Gewicht. Denn bei der Herstellung dieser Strukturen werden Waggonbautypische Materialien und Blechdicken eingesetzt, so dass die Strukturen häufig statisch überdimensioniert sind. Zudem sind derart ausgeführte Strukturen dem Anbau von Kabeln, Rohren und/oder Luftkanälen hinderlich, da deren Montage unter dem Dach bzw. unterflur jeweils überkopf erfolgen muss.
-
Zudem ist die Dachstruktur eines Wagenkastens in klassischer Stahl- oder Aluminiumbauweise von vielen Innenausbauteilen, wie beispielsweise eine Innendecke oder erforderliche Haltestangen, weit entfernt, so dass deren direkte Befestigung nicht möglich ist.
-
Im Hinblick auf die Bodenstruktur eines Wagenkastens in klassischer Bauweise ist festzustellen, dass sich aufgrund des Vorhandenseins der typischer Weise eingesetzten Hauptquerträger für Kabel, insbesondere in der Längsmitte des Schienenfahrzeugs, nur kleine Bauräume ergeben, durch welche die Kabel, aber auch Rohre durchgefädelt werden müssen.
-
Bei herkömmlichen Wagenkästen mit allseitig geschlossener Röhre werden sowohl für die Dachstruktur als auch für die Bodenstruktur oft Halbzeuge mit besonders kleiner Materialdicke verwendet. Solche Materialien sind meist im Hinblick auf Kosten, Optik und Gewicht u. a. m. unbefriedigend. Zudem werden Kabel, Rohre oft in teuren und schweren Kanälen vorkonfektioniert, welche als Ganzes unter dem Boden oder unter dem Dach des Wagenkastens montiert werden. Da aufgrund der Bauweise für Wagenkästen eine direkte Befestigung der Innendecke oder von Haltestangen nicht möglich ist, erfordert die klassische Bauweise den Einsatz von teuren und schweren Haltern, welche die Wagenkastenstruktur ergänzen. Dadurch wird die Struktur insgesamt komplexer, teurer und schwerer.
-
Um eine Montage von vorkonfektionierten Kabeln und Rohren in einer Längsmitte des Fahrzeugs unterhalb der Bodenstruktur zuzulassen, werden schwere, angeschraubte Drehzapfen verwendet.
-
Ausgehen hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben, bei denen eine Montage des Wagenkastens vereinfacht wird.
-
Diese Aufgabe wird im Hinblick auf den Wagenkasten dadurch gelöst, dass die Dachstruktur und/oder die Bodenstruktur ein an Wänden des Wagenkastens befestigtes Gerippe sowie auf dem Gerippe abgestützte flächige Strukturteile aufweist.
-
Die Ausgestaltung eines Teils der Dach- oder Bodenstruktur als Gerippe gestattet es, in Längsrichtung des Wagenkastens einen freien Bauraum vorzusehen, der dann zur Aufnahme von Kabeln, Rohren und/oder Luftkanälen genutzt werden kann. Dazu genügt es, die flächigen Strukturteile z. B. nur abschnittsweise auf dem Gerippe abzustützen, so dass sich wenigstens ein in Längsrichtung des Wagenkastens durchgehender freier Bauraum ergibt. Aufgrund dieser Maßnahme ist es möglich, Kabel, Rohre und/oder Luftkanäle von oben zu montieren. Dies kann entweder in der Weise vorgenommen werden, dass erst die Kabel, Rohre und/oder Luftkanäle auf dem Gerippe montiert werden, wonach dann die flächigen Strukturteile montiert werden. Alternativ ist es auch möglich, dass die flächigen Strukturteile vorab mit den Kabeln, Rohren und/oder Luftkanälen vorkonfektioniert vorliegen, so dass sie als Baueinheit oberhalb des Gerippes montierbar sind.
-
In dem Fall, wenn die Dachstruktur das Gerippe und die flächigen Strukturteile aufweist, können Kabel, Rohre und/oder Luftkanäle zwischen dem Gerippe und den flächigen Strukturteilen angeordnet sein. Dabei können die flächigen Strukturteile mit Kabeln, Rohren und/oder Luftkanälen bestückt sein oder aber die Kabel, Rohre und/oder Luftkanäle sind auf einer Oberseite des Gerippes verlegt.
-
Bevorzugt ist eine Innendecke direkt an das Gerippe angebaut, so dass die im Stand der Technik erforderlichen zusätzlichen Haltevorrichtungen für die Innendecke entfallen können. Dies setzt voraus, dass sich das Gerippe entlang der Seitenwände in ausreichendem Maße nach unten erstreckt. Auch für andere Innenausbauteile des Wagenkastens erforderliche Haltestangen und/oder andere im Dachbereich befestigte Einbauten können direkt an das Gerippe angebaut sein.
-
Bevorzugt weisen einzelne Rippen des Dach-Gerippes jeweils ein oberhalb der Seitenwände des Wagenkastens angeordnetes Querelement auf, welches zu beiden Seiten über schräg verlaufende Tragelemente an einer jeweiligen Seitenwand abgestützt ist, wobei von dem Querelement wenigstens zwei vertikal nach oben verlaufende Stützelemente ausgehen. Die Stützelemente dienen zum Abstützen der flächigen Strukturteile. Wenn lediglich zwei Stützelemente vorgesehen sind, verbleibt in ausreichendem Maße Bauraum für die Verlegung von Kabeln, Rohren und/oder Luftkanälen in Längsrichtung des Wagenkastendaches.
-
Bevorzugt werden abgesenkte Bereiche des Daches für Dachcontainer, welche eine Klimaanlage oder Hochspannungsausrüstung u. a. m. aufnehmen können, durch flächige Strukturelemente gebildet, die als Formteile vorliegen.
-
In dem Fall, wenn die Bodenstruktur und das Gerippe die flächigen Strukturteile aufweist, können wiederum Kabel, Rohre und/oder Luftkanäle zwischen dem Gerippe und dem flächigen Strukturteil angeordnet sein. Auch in diesem Fall können die flächigen Strukturteile vorkonfektioniert mit Kabeln, Rohren und/oder Luftkanälen vorliegen oder sie sind auf einer Oberseite des Gerippes verlegt. Von dem Gerippe der Bodenstruktur kann ein nach unten gerichteter Drehzapfen ausgehen, der dann nicht, wie im Stand der Technik üblich, anzuschrauben ist, sondern angeschweißt werden kann.
-
Die flächigen Strukturteile der Bodenstruktur können unmittelbar die Oberfläche eines Fußbodens darstellen, so dass auf diese Strukturteile unmittelbar ein Bodenbelag appliziert sein kann. Dies vereinfacht die allgemeine Struktur des Fußbodens für das Schienenfahrzeug.
-
Bevorzugt können sowohl die Dachstruktur als auch die Bodenstruktur ein Gerippe sowie auf dem Gerippe abgestützte flächige Strukturteile aufweisen, so dass sich in beiden Bereichen des Schienenfahrzeugs die Vorteile der Erfindung verwirklichen lassen.
-
Dabei wird es als besonders günstig angesehen, wenn das Gerippe der Dachstruktur und das Gerippe der Bodenstruktur von einer gemeinsamen Gerippestruktur gebildet sind. Dabei hat eine einzelne Rippe ein allgemein rahmenförmiges Erscheinungsbild.
-
Die o. g. Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Wagenkastens eines Schienenfahrzeugs mit einer Dachstruktur und einer Bodenstruktur, wobei wenigstens eine davon ein an Wänden des Wagenkastens befestigtes Gerippe, auf dem Gerippe abgestützte flächige Strukturteile sowie Kabel, Rohre und/oder Luftkanäle aufweist, mit den aufeinander folgenden Schritten:
- a) Bereitstellen des Wagenkastens mit dem Gerippe,
- b) Vorkonfektionieren der flächigen Strukturteile mit den Kabeln, Rohren und/oder Luftkanälen und
- c) Montieren der flächigen Strukturteile auf dem Gerippe.
-
Alternativ dazu wird die Aufgabe ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Wagenkastens eines Schienenfahrzeugs mit einer Dachstruktur und einer Bodenstruktur, wobei wenigstens eine davon ein an Wänden des Wagenkastens befestigtes Gerippe, auf dem Gerippe abgestützte flächige Strukturteile sowie Kabel, Rohre und/oder Luftkanäle aufweist, mit den aufeinander folgenden Schritten:
- a) Bereitstellen des Wagenkastens mit dem Gerippe,
- b) Bestücken des Gerippes von oben mit den Kabeln, Rohren und/oder Luftkanälen und
- c) Montieren der flächigen Strukturteile auf dem Gerippe.
-
Die Vorteile dieser Verfahren wurden bereits oben anhand der Beschreibung des Wagenkastens erläutert, der bevorzugt in Stahlbauweise hergestellt ist.
-
Bevorzugt wird als Fügeverfahren für die Dachstruktur und/oder die Bodenstruktur Kleben oder Nieten und/oder Schweißen angewendet, wobei Laserschweißen besonders günstig ist.
-
Ein Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug der oben beschriebenen Art mit den besonders ausgeführten Dach- und Bodenstrukturen zeichnet sich dadurch aus, dass die jeweils eingesetzten flächigen Strukturelemente in einer Halbzeug- bzw. Material-Technologie ausgeführt sein können, welche statische Anforderungen erfüllen, jedoch einen Gewichts- und/oder Kostenvorteil gegenüber typischen Waggonbau-Lösungen aufweist, bei denen typischer Weise Sandwich-Material eingesetzt wird.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen noch näher erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Wagenkastens eines Schienenfahrzeugs mit einer Dachstruktur und einer Bodenstruktur in einer Ausbaustufe vor Bestückung mit Kabeln, Rohren und/oder Luftkanälen,
-
2 eine Halb-Querschnittsansicht des Wagenkastens von 1 in Kombination mit flächigen Strukturteilen der Dachstruktur und der Bodenstruktur, in einer ersten Ausführungsform,
-
3 eine Halb-Querschnittsansicht des Wagenkastens von 2 mit endmontierter Dachstruktur und Bodenstruktur in der ersten Ausführungsform,
-
4 eine Halb-Querschnittsansicht des Wagenkastens von 1 in Kombination mit flächigen Strukturteilen der Dachstruktur und der Bodenstruktur in einer zweiten Ausführungsform,
-
5 eine perspektivische Ansicht des Wagenkastens nach 1 in einer Zwischenausbaustufe, gemäß der zweiten Ausführungsform,
-
6 eine Halb-Querschnittsansicht des Wagenkastens von 5 in Kombination mit flächigen Strukturteilen der Dachstruktur und der Bodenstruktur,
-
7 eine Halb-Querschnittsansicht des Wagenkastens von 6 mit endmontierter Dachstruktur und Bodenstruktur,
-
8 eine perspektivische Ansicht des Wagenkastens nach 1 nach der Endmontage der Dachstruktur und der Bodenstruktur,
-
9 eine perspektivische Ansicht des Wagenkastens nach 1 nach der Endmontage einer alternativen Dachstruktur und der Bodenstruktur und
-
10 eine perspektivische Ansicht des Wagenkastens nach 1 nach der Endmontage einer weiteren Dachstruktur und der Bodenstruktur.
-
1 zeigt einen Stahlwagenkasten-Rohbau für ein Schienenfahrzeug, mit Seitenwänden 1, Stirnwänden 2 und einer Gerippestruktur 3. Die Gerippestruktur 3 ist einbezogen in eine Dachstruktur 4 sowie eine Bodenstruktur 5. Im dargestellten Ausführungsbeispiel zeigt die Dachstruktur 4 einzelne Rippen, wobei äußerste Rippen in demselben Abstand zu zugeordneten Stirnwänden 2 stehen, wie innere Rippen-Doppelstrukturen. Jede einzelne Rippe der Dachstruktur 4 zeigt jeweils ein oberhalb der Seitenwände 1 des Wagenkastens angeordnetes Querelement 6, welches zu beiden Seiten über schräg verlaufende Tragelemente 7 an einer jeweiligen Seitenwand 1 abgestützt ist. Der Übersichtlichkeit halber ist in 1 lediglich die eine der äußeren Rippen mit Bezugszeichen versehen. Beispielsweise von der Unterseite der Querträger 6 lassen sich eine Innendecke bzw. erforderliche Haltestangen u. a. m. unmittelbar befestigen. Von den schräg verlaufenden Tragelementen 7 aus setzt sich die Gerippestruktur 3 in Richtung Fahrzeugboden entlang der Seitenwände 1 stegförmig fort. Ein der Bodenstruktur 5 zugehöriges Gerippe vervollständigt die Gesamtstruktur derart, dass etwa rahmenförmige Rippenelemente entstehen, die mit ihren stegförmigen Abschnitten an den Seitenwänden 1 des Wagenkastens z. B. durch Laserschweißen befestigt sind.
-
Jedes Querelement 6 weist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wenigstens zwei vertikal nach oben verlaufende Stützelemente 8 auf, welche nachfolgend beschriebene flächige Strukturteile 11 der Dachstruktur 4 tragen. Alternativ können auch Querelemente zum Einsatz kommen, die nur ein Stützelement oder auch mehr als zwei Stützelemente aufweisen.
-
Aus 2 ergibt sich der Wagenkasten nach 1 im Querschnitt, wobei oberhalb des Querträgers 6 ein flächiges Boden-Strukturteil 9 mit an seiner Unterseite vorkonfektioniert vorliegenden Kabeln/Rohren 10 und darüber ein flächiges Dach-Strukturteil 11, ebenfalls mit an seiner Unterseite vorkonfektionierten Rohren/Kabeln sowie vorkonfektionierten Klimakanälen 12 dargestellt ist.
-
Im Bereich der Bodenstruktur 5 findet sich außerdem ein angeschweißter Drehzapfen 13.
-
3 zeigt den Querschnitt des Wagenkastens mit endmontierten flächigen Dach-Strukturteilen 11 und Boden-Strukturteilen 9. Es ist ersichtlich, dass sämtliche Kabel/Rohre 10 und auch die Klimakanäle 12 oberhalb des Gerippes der Bodenstruktur 3 bzw. des Gerippes der Dachstruktur 4 angeordnet sind, und zwar jeweils in einem Zwischenraum, der zwischen Gerippe und flächigem Strukturteil 11, 9 des Daches bzw. des Bodens gebildet ist.
-
Da die Kabel/Rohre 10 und die Klimakanäle 12 bereits vorkonfektioniert an den flächigen Strukturteilen 9, 11 vorliegen, ergibt sich eine einfache Montage der Bodenstruktur 3 und der Dachstruktur 4. Diese setzen sich jeweils aus einem zugehörigen Abschnitt des Gerippes 3 und den flächigen Strukturteilen 9, 11 zusammen.
-
Wie aus 4 hervorgeht, kann die Montage des Wagenkastens auch in abgewandelter Form erfolgen. Im Gegensatz zu dem Montageverfahren, was vorstehend anhand der 2 und 3 erläutert worden ist, werden bei einem Montageverfahren nach den 4 bis 7 die Kabel/Rohre 10 sowie die Klimakanäle 12 in einem gesonderten Montageschritt verlegt. Ausgangspunkt des Verfahrens ist wiederum ein Wagenkasten, wie er in 1 dargestellt ist. In einem nächsten Montageschritt, der sich aus den 5 und 6 ergibt, werden die Kabel/Rohre 10 sowie die Klimakanäle 12 von oben auf den Gerippen der Bodenstruktur 3 bzw. der Dachstruktur 4 verlegt, was somit in bequemer Weise erfolgen kann. Im Bereich der Bodenstruktur 5 sind die flächigen Strukturteile 9 über nicht dargestellte Distanzklötze auf dem bodenseitigen Gerippe abgestützt, wobei die Distanzklötze wenigstens die Höhe der auf dem Gerippe verlegten Kabel/Rohre 10 aufweisen.
-
Nach Bestückung des Wagenkastens mit den Kabeln/Rohren 10 und den Klimakanälen 12 werden die flächigen Dach-Strukturteile 11 und Boden-Strukturteile 9 montiert. Der Endmontagezustand des Wagenkastens ergibt sich aus den 7 und 8. Wie dort ersichtlich ist, liegen im Bereich der Bodenstruktur 5 die Kabel/Rohre 10 zwischen dem zugehörigen Gerippe und den flächigen Strukturteilen 9, während im Dachbereich die dort vorgesehenen Kabel/Rohre 10 und Klimakanäle 12 auf dem Querträger 6 abgestützt sind.
-
Die 9 und 10 zeigen Dachstrukturen 4, bei denen in Längsrichtung des Wagenkastens ein Teil der Strukturteile 11 durch ein Formteil 12 bzw. 13 ersetzt ist, die derart ausgebildet sind, dass im Dachbereich gesonderte Vorrichtungen untergebracht werden können. Dazu weisen die Formteile 11, 12 einen horizontal verlaufenden ebenen Abschnitt auf, in dem in 9 ein Pantograph 14 und in 10 ein Dachcontainer 15 untergebracht sind.
-
Als Fügetechnik für die Dachstruktur 4 und die Bodenstruktur 5 kommt Kleben, Nieten oder Schweißen, insbesondere Laserschweißen in Betracht.
