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Die Erfindung betrifft eine Schienenfahrzeugbaueinheit mit einer eine Schienenfahrzeugaußenfläche bildenden Wagenkastenseitenwand, aus welcher zumindest eine Öffnung ausgespart ist.
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Es sind Wagenkästen für Schienenfahrzeuge bekannt. Diese weisen eine Rohbaustruktur auf, aus welcher für den Einbau von Fenstern, Türen usw. vorgesehene Öffnungen ausgespart sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schienenfahrzeugbaueinheit eines Schienenfahrzeugs bereit zu stellen, bei welcher eine robuste Befestigung einer Einbaukomponente in der Öffnung mit einfachen Mitteln erreicht werden kann.
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Hierzu wird vorgeschlagen, dass die Schienenfahrzeugbaueinheit zumindest eine Einbaueinheit aufweist, die im eingebauten Zustand in der Öffnung angeordnet ist, im Zusammenwirken mit der Wagenkastenseitenwand die Schienenfahrzeugaußenfläche bildet und über einen Satz von Kontaktflächen an der Wagenkastenseitenwand befestigt ist, wobei die Kontaktflächen die Wagenkastenseitenwand von innen überlappen. Durch die vorgeschlagene Einbaueinheit kann eine in die Öffnung zu montierende, die sichtbare Außenkontur des Schienenfahrzeugs bildende Einbaukomponente geschaffen werden, die über eine robuste, insbesondere großflächige Verbindung und einfach, insbesondere ohne die Herstellung einer Schweißverbindung an der Wagenkastenseitenwand befestigt werden kann. Dabei kann ein durch Schweißen bedingter Wärmeverzug vorteilhaft vermieden werden.
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Unter einer Überlappung der Wagenkastenseitenwand „von innen“ soll eine Überlappung eines Flächenbereichs der Wagenkastenseitenwand verstanden werden, welcher im zusammengebauten Zustand des Schienenfahrzeugs dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist. Dieser Flächenbereich weist hierbei zweckmäßigerweise eine Normale auf, die in Richtung des Fahrzeuginnenraums zeigt.
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Die Wagenkastenseitenwand ist ein Bestandteil des Wagenkastens des Schienenfahrzeugs und erstreckt sich vorzugsweise im zusammengebauten Zustand des Wagenkastens in dessen Längsrichtung von einem Ende des Wagenkastens bis zum anderen Ende des Wagenkastens. Der Wagenkasten setzt sich üblicherweise aus einer Dachstruktur, einer Bodenstruktur und zwei mit diesen verbundenen, zueinander parallelen Wagenkastenseitenwänden zusammen. Die Einbaueinheit wird separat von der Wagenkastenseitenwand hergestellt, sodass die Wagenkastenseitenwand und die Einbaueinheit unterschiedliche Baueinheiten sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Wagenkastenseitenwand einen oberen Strukturbereich oberhalb der Öffnung und einen unteren Strukturbereich unterhalb der Öffnung aufweist, wobei die Einbaueinheit den oberen Strukturbereich mit dem unteren Strukturbereich tragkraftleitend verbindet. Die Einbaueinheit kann dadurch mittragend in die Tragstruktur des Schienenfahrzeugrohbaus integriert werden. Eine wesentliche Tragfunktion kann demnach vorteilhaft von der Einbaueinheit übernommen werden, wobei die Montage einer zusätzlichen, die Fahrzeugaußenkontur bildenden Außenbeblechung zur Bauteilverstärkung im entsprechenden Montagebereich der Öffnung entfallen kann.
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Unter einer „tragkraftleitenden“ Verbindung soll eine durch Konstruktionsmerkmale bereitgestellte Verbindung verstanden werden, die zur Aufnahme und zur Leitung von Tragkräften vorgesehen ist. Die Konstruktionsmerkmale betreffen insbesondere Maßnahmen, die an Kopplungsstellen der Einbaueinheit mit der Wagenkastenseitenwand, insbesondere im Bereich der Kontaktflächen, und bezüglich Konstruktionsparametern, insbesondere Materialien, Wandstärken usw. der Einbaueinheit getroffen werden.
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Der obere Strukturbereich entspricht vorteilhafterweise dem Dachvoutenbereich, in welchem die Wagenkastenseitenwand mit der Dachstruktur verbunden ist, wobei der untere Strukturbereich einem Bereich der Wagenkastenseitenwand entspricht, in welchem sie mit der Wagenkastenbodenstruktur verbunden ist. Diese Bereiche können insbesondere durch Profile, insbesondere Hohlkammerprofile der Wagenkastenseitenwand gebildet sein, wie insbesondere ein Dachvoutenprofil für den oberen Strukturbereich und ein unteres Fensterabschlussprofil für den unteren Strukturbereich.
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Die Begriffe „oben“ und „unten“ sind hierbei bezüglich der Vertikalrichtung im zusammengebauten Zustand des Schienenfahrzeugs definiert. Weist die Wagenkastenseitenwand eine gekrümmte Ausgestaltung auf, kann die Vertikalrichtung der entsprechenden gekrümmten Kontur folgen. Eine senkrecht zur Vertikalrichtung und parallel zur Längsrichtung der Wagenkastenseitenwand ausgerichtete Richtung entspricht einer „horizontalen“ Richtung.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Einbaueinheit an der Wagenkastenseitenwand durch eine Klebeverbindung befestigt ist, welche über die Kontaktflächen erfolgt. Dadurch kann über entsprechende Klebeflächen eine großflächige Krafteinleitung erreicht werden und es kann ein einfache Montage erzielt werden.
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In diesem Zusammenhang kann mittels einer Hybridverbindung eine verstärkte Befestigung im Bereich der Kontaktflächen erreicht werden, wenn an den geklebten Kontaktflächen eine Kraft- und/oder Formschlussverbindung mit der Wagenkastenseitenwand hergestellt ist. Zur Herstellung dieser Verbindung werden mechanische Verbindungselemente wie z.B. Bolzen, Nieten und/oder Nägel, eingesetzt. Besonders vorteilhaft können diese Verbindungselemente nach dem Verkleben der Einbaueinheit und vor Aushärtung des Klebstoffs gesetzt werden, wodurch Zusatzspannungen in der Klebeverbindung vermieden werden können.
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Besonders vorteilhaft umranden die Einbaueinheit im eingebauten Zustand und die Wagenkastenseitenwand im Zusammenwirken wenigstens eine Fenstereinbauöffnung zumindest teilweise. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Einbaueinheit im eingebauten Zustand und die Wagenkastenseitenwand im Zusammenwirken zwei in Längsrichtung der Wagenkastenseitenwand voneinander beabstandete Fenstereinbauöffnungen zumindest teilweise umranden. Die Einbaueinheit bildet hierbei zweckmäßigerweise die Fensterstiele für die in die Fenstereinbauöffnungen einzubauenden Fenster. Besonders vorteilhaft kann die Einbaueinheit jeweils zumindest ein vertikales Fenstereinfassprofilsegment für das entsprechende Fenster bilden.
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In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass die Einbaueinheit im eingebauten Zustand eine sich zwischen den Fenstereinbauöffnungen vertikal erstreckende Grundstruktur und einen Satz horizontaler Vorsprünge aufweist, die jeweils eine Fenstereinbauöffnung in einem Fenstereckbereich umranden. Durch die Vorsprünge kann eine vorteilhafte Verstärkung im üblicherweise hoch beanspruchten Bereich der Fensterecken erreicht werden. Die Vorsprünge sind vorteilhafterweise an die Grundstruktur einstückig angeformt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Wagenkastenseitenwand derart ausgeformt ist, dass die Öffnung einen Satz von Fensterbereichen aufweist, in welchen jeweils ein Fenster im eingebauten Zustand angeordnet ist und die voneinander durch Zwischenbereiche getrennt sind, in welchen jeweils eine Einbaueinheit im eingebauten Zustand angeordnet ist, wobei sich die Öffnung in den Zwischenbereichen gegenüber den Fensterbereichen verjüngt. Dadurch kann eine großflächige Überlappung der Wagenkastenseitenwand durch die Einbaueinheit erreicht werden. Die Zwischenbereiche, in welchen sich die Öffnung verjüngt, sind zweckmäßigerweise jeweils von einem Paar von Vorsprüngen der Wagenkastenseitenwand gebildet, die einander gegenüber angeordnet sind und sich nach unten und nach oben erstrecken.
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Diese Vorsprünge bilden vorteilhafterweise jeweils einen Flächenbereich der Wagenkastenseitenwand, der von einer Kontaktfläche der Einbaueinheit in deren eingebautem Zustand überlappt ist.
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Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Fenstereinbauöffnungen in Längsrichtung der Wagenkastenseitenwand über einen Abstand voneinander beabstandet sind und für zumindest eine der Kontaktflächen eine Kraft- und/oder Formschlussverbindung mit der Wagenkastenseitenwand über eine Befestigungsstrecke hergestellt ist, die sich in Längsrichtung der Wagenkastenseitenwand zumindest über einen überwiegenden Teil des Abstands erstreckt. Durch die Befestigungsstrecke kann vorteilhaft ein großer Teil von zu leitenden Tragkräften aufgenommen werden. Die Befestigungsstrecke kann insbesondere durch eine in Richtung des Abstands hergestellte Reihe von mechanischen Verbindungselementen, wie z.B. Nieten, realisiert werden. Unter einem überwiegenden Teil des Abstands soll insbesondere zumindest 50%, vorteilhaft zumindest 75% und bevorzugt zumindest 90% des Abstands verstanden werden.
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Eine kraft- und/oder formschlüssige, lastaufnehmende Verbindung zwischen dem oberen Strukturbereich, insbesondere dem Dachvoutenbereich, und dem unteren Strukturbereich, insbesondere dem Fensterabschlussbereich, kann mittels der Einbaueinheit einfach dadurch hergestellt werden, dass die Kraft und/oder Formschlussverbindung für eine einen Teil des oberen Strukturbereichs überlappende Kontaktfläche der Einbaueinheit und für eine einen Teil des unteren Strukturbereichs überlappende Kontaktfläche der Einbaueinheit hergestellt ist. Besonders vorteilhaft können die Befestigungsstrecken einen zusätzlichen Lastpfad zwischen den Strukturbereichen bereitstellen. Die Befestigungsstrecken können optional im oberen und unteren Anschlussbereich zu metallischen längslaufenden Anschlussprofilen der Wagenkastenseitenwand als Abschälsicherung vorgesehen werden.
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Es können ferner Bauteile eingespart werden, wenn die Einbaueinheit im eingebauten Zustand einen Bestandteil einer Innenraumverkleidungseinheit bildet.
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Eine Bauteil- und Gewichtseinsparung kann außerdem ebenfalls erreicht werden, wenn die Einbaueinheit eine Kanaleinheit aufweist.
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In diesem Zusammenhang wird vorgeschlagen, dass die Fenstereinbauöffnungen in Längsrichtung der Wagenkastenseitenwand über einen Abstand voneinander beabstandet sind und sich die Kanaleinheit über zumindest einen überwiegenden Teil des Abstands erstreckt. Hierdurch kann eine große Querschnittfläche für die Kanaleinheit erreicht werden. Dadurch können geringe Strömungsgeschwindigkeiten einer durch die Kanaleinheit geführten Luft sowie eine damit einhergehende Verminderung der Lärmemission erzielt werden.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kanaleinheit zumindest zwei Klimakanäle aufweist, die jeweils einer unterschiedlichen Temperatur einer geführten Luft zugeordnet sind. Die Klimakanäle können insbesondere durch einen Mittelsteg voneinander getrennt sein.
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Eine alternative oder zusätzliche Funktionalität der Einbaueinheit kann des Weiteren erreicht werden, wenn die Einbaueinheit zumindest einen Wärmedämmungsbereich aufweist. Bei einer Ausführung der Einbaueinheit als Sandwichkonstruktion kann ein Kernmaterial der Einbaueinheit, insbesondere ein Schaumkern, diese Funktionalität übernehmen.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist die Einbaueinheit zumindest teilweise als Faserverbundbaueinheit ausgebildet, wodurch eine leichte und robuste Konstruktion der Einbaueinheit erreicht werden kann. Die Faserverbundbaueinheit kann eine Fasermatrix aufweisen, die auf der Basis eines duroplastischen und/oder thermoplastischen Materials hergestellt ist. Dieses Material kann insbesondere ein sogenanntes „Organoblech“ bilden.
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Es werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
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1: ein Schienenfahrzeug in einer schematischen Seitenansicht,
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2: einen stark schematisierten Wagenkastenquerschnitt des Schienenfahrzeugs aus 1,
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3: eine Wagenkastenseitenwand in einer Ansicht von außen,
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4: die Wagenkastenseitenwand in einer Ansicht von innen,
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5: eine zwei Fenstereinbauöffnungen bildende Einbaueinheit,
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6: eine Detailansicht des unteren Bereichs der Einbaueinheit,
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7: die Einbaueinheit in einer Schnittansicht entlang einer horizontalen Ebene,
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8: die Einbaueinheit in einer alternativen Ausführung,
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9: die Wagenkastenseitenwand in einer Ansicht von außen mit eingebauten Einbaueinheiten,
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10: einen Schnitt durch die Anordnung aus 9 entlang einer vertikalen Ebene,
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11: einen Schnitt durch die Anordnung aus 9 entlang einer horizontalen Ebene,
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12: eine Detailansicht eines Fenstereckbereichs der Einbaueinheit und
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13: einen Schnitt durch die Anordnung aus 12 entlang einer vertikalen Ebene.
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1 zeigt ein Schienenfahrzeug 10 in einer schematischen Seitenansicht. Es ist als Verband von mehreren, jeweils für den Transport von Personen vorgesehenen Wagen 12 ausgebildet. Hierbei ist zumindest einer der Wagen 12 mit einer Antriebseinheit 14 ausgestattet, welche zum Antreiben zumindest einer Triebachse 16 dient. In der betrachteten Ausführung ist das Schienenfahrzeug 10 daher als Triebzug ausgebildet, wobei es in einer weiteren Ausgestaltung als ein Verband von antriebslosen Reisezugwagen ausgebildet sein kann, welcher mit zumindest einem Triebfahrzeug, z.B. einer Lokomotive gekoppelt wird. Ebenfalls ist denkbar, dass das Schienenfahrzeug 10 als ein einzelner Triebwagen ausgebildet ist.
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Die Wagen 12 sind bekannterweise jeweils mit einem Satz von Fenstern 18 ausgestattet, die in den Seitenwänden des entsprechenden Wagens 12 in dessen Längsrichtung 20 in Reihe hintereinander angeordnet sind. Sie bilden insbesondere Fahrgastraumfenster.
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Außerdem weisen die Wagen 12 jeweils eine in 2 schematisch dargestellte Wagenkastenrohbaustruktur 21 auf, die sich zumindest aus als Dachstruktur, Seitenwände und Bodenstruktur ausgebildeten Rohbaustrukturelementen 21.a, 21.b bzw. 21.c zusammensetzt. Diese sind insbesondere als Aluminiumbauteile hergestellt, wobei eine Ausbildung der Wagenkastenrohbaustruktur 21 aus Stahl ebenfalls denkbar ist.
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Ein als Wagenkastenseitenwand 22 ausgebildetes Rohbaustrukturelement 21.b ist in 3 näher dargestellt. Es ist insbesondere als ein einstückiges Bauteil ausgebildet, welches sich in Längsrichtung 20 von einem Wagenende zum anderen Wagenende erstreckt. Aus der Wagenkastenseitenwand 22 der Wagenkastenrohbaustruktur 21 ist eine sich in Längsrichtung 20 durchgängig erstreckende Öffnung 24 ausgespart, welche zum Einbau von mehreren Fenstern 18 vorgesehen ist. Oberhalb der Öffnung 24 weist die Wagenkastenseitenwand 22 einen oberen Strukturbereich 26 auf, wobei ein unterer Strukturbereich 28 der Wagenkastenseitenwand 22 unterhalb der Öffnung 24 angeordnet ist.
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3 zeigt die Wagenkastenseitenwand 22 in einer Ansicht von außen, wobei eine von ihm gebildete Schienenfahrzeugaußenfläche 30 sichtbar ist (siehe auch 1). Die Wagenkastenseitenwand 22 ist in 4 von innen gezeigt, wobei deren Innenseite 32 zu sehen ist. An dieser werden in einer Montagephase des Schienenfahrzeugs 10 nicht näher dargestellte Verkleidungselemente einer Verkleidungseinheit befestigt. Zwischen den Verkleidungselementen und der Innenseite 32 der Wagenkastenseitenwand 22 sind im montierten Zustand des Schienenfahrzeugs 10 typischerweise Wärm- und/oder Schalldämmungselemente angeordnet.
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Die Öffnung 24 bildet einen Einbauraum für mehrere Fenster 18. Hierzu ist die Wagenkastenseitenwand 22 mit mehreren Bereichen ausgeformt, welche die Öffnung 24 jeweils ausgestalten. Die Fenster 18 sind im montierten Zustand in Fensterbereichen 34 der Öffnung 24 angeordnet. In vertikaler Richtung betrachtet weist die Öffnung 24 in den Fensterbereichen 34 eine vertikale Erstreckung DF auf, die zumindest der Höhe H des in diesen Fensterbereich 34 einzubauenden Fensters 18 entspricht. Ausgehend von einem Fensterbereich 34 verjüngt sich – in Längsrichtung 20 des Wagens 12 betrachtet – die Öffnung 24, wobei der Fensterbereich 34 in einen Zwischenbereich 36 übergeht. Die Zwischenbereiche 36 sind jeweils – in Längsrichtung 20 betrachtet – zwischen zwei Fensterbereichen 34 angeordnet. In den Zwischenbereichen 36 weist die Öffnung 24 eine vertikale Erstreckung DZ auf, die kleiner ist als die Erstreckung DF in den angrenzenden Fensterbereichen 34. Zur Bildung der Zwischenbereiche 36 weisen der obere Strukturbereich 26 und der untere Strukturbereich 28 einen Vorsprung 38 nach unten bzw. nach oben auf. Der Übergangsbereich, in welchem sich die Öffnung 24 zwischen einem Fensterbereich 34 und einem Zwischenbereich 36 in Längsrichtung 20 verjüngt, ist dem sogenannten Radiusbereich oder Eckbereich des einzubauenden Fensters 18 zugeordnet. Die Übergangsbereiche werden vorzugsweise durch ein Konturfräsen der Wagenkastenseitenwand ausgeformt.
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Zur Halterung der einzubauenden Fenster 18 sind längliche metallische Fenstereinfassprofilsegmente 40 an die Wagenkastenseitenwand 22 im oberen Strukturbereich 26 und im unteren Strukturbereich 28 angepresst. Diese erstrecken sich horizontal, d.h. in Längsrichtung 20 des Schienenfahrzeugs 10.
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5 zeigt die Wagenkastenrohbaustruktur von innen, wobei im Vergleich zu 4 die Rohbaustrukturelemente 23.a (Dachstruktur) und 23.c (Bodenstruktur) sowie eine in einem Zwischenbereich 36 angeordnete Einbaueinheit 42 dargestellt sind. Diese ist in der Öffnung 24 angeordnet und trennt zwei benachbarte Fensterbereiche 34 voneinander. Die Einbaueinheit 42 ist von der Wagenkastenseitenwand 22 unterschiedlich und wird in einer Montagephase des Schienenfahrzeugs 10 in einem Zwischenbereich 36 an diese angebracht.
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Die Einbaueinheit 42 weist eine längliche Grundstruktur 43 auf, die im eingebauten Zustand eine vertikal ausgerichtete Haupterstreckungsrichtung aufweist. Sie erstreckt sich in vertikaler Richtung von einem oberen Verbindungsbereich 41.a der Wagenkastenrohbaustruktur, in welchem das Rohbaustrukturelement 23.a (Dachstruktur) mit der Wagenkastenseitenwand 22 verbunden ist, bis zu einem unteren Verbindungsbereich 41.c, in welchem diese mit dem Rohbaustrukturelement 23.c (Bodenstruktur) verbunden ist.
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Die Einbaueinheit 42 im eingebauten Zustand und – in Längsrichtung 20 betrachtet – auf ihren beiden Seiten und die Wagenkastenseitenwand 22 umranden teilweise zwei Fenstereinbauöffnungen 44, 46, die jeweils zur Aufnahme eines Fensters 18 vorgesehen sind. Die Fenstereinbauöffnungen 44, 46 sind in Längsrichtung 20 der Wagenkastenseitenwand 22 voneinander beabstandet und von der Einbaueinheit 42 getrennt. Die Grundstruktur 43 ist demnach in Längsrichtung 20 betrachtet zwischen den Fenstereinbauöffnungen 44, 46 angeordnet. Die sich vertikal erstreckenden, jeweils einer Fenstereinbauöffnung 44 bzw. 46 zugewandten Seitenbereiche 48 der Einbaueinheit 42 bilden jeweils einen Stiel für die entsprechenden Fenster 18. In diesen Seitenbereichen 48 ist jeweils ein Fenstereinfassprofilsegment 49 angeordnet (siehe auch 7, 8, 9 und 12). Dieses ist insbesondere an die vertikale Grundstruktur 43 der Einbaueinheit 42 einstückig angeformt.
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Die Einbaueinheit 42 weist außerdem Vorsprünge 50 auf, die sich ausgehend von der vertikalen Grundstruktur 43 horizontal erstrecken. Zwei Vorsprünge 50 sind auf beiden Seiten der Grundstruktur 43 jeweils einem oberen Radiusbereich (oder Eckbereich) eines einzubauenden Fensters 18 zugeordnet und es sind zwei weitere Vorsprünge 50 auf beiden Seiten der Grundstruktur 43 jeweils einem unteren Radiusbereich dieser Fenster 18 zugeordnet. Im eingebauten Zustand der Einbaueinheit 42 liegen die Vorsprünge 50 jeweils in einem Übergangsbereich an, welcher den Übergang zwischen einem Fensterbereich 34 und einem Zwischenbereich 36 der Öffnung 24 darstellt. Die Vorsprünge 50 umranden demnach jeweils eine Fenstereinbauöffnung 44 bzw. 46 in einem Fensterradiusbereich. Die Vorsprünge 50 bilden jeweils eine Fortsetzung eines zugeordneten Fenstereinfassprofilsegments 49. Die Fenstereinfassprofilsegmente 49 der Einbaueinheit 42 schließen sich jeweils an ein horizontales Fenstereinfassprofilsegment 40 bündig an.
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Außer dieser Halterungsfunktion für die Fenster 18 weist die Einbaueinheit 42 eine weitere Funktion als Bestandteil einer Klimatisierungseinrichtung des Schienenfahrzeugs 10 auf. Hierzu umfasst sie eine Kanaleinheit 52, die zur Führung einer Klimatisierungsluft in vertikaler Richtung entlang der Seitenwand des Schienenfahrzeugs 10 dient. Die Kanaleinheit 52 weist ein Paar von Klimakanälen 54, 56 auf, die sich vom oberen Verbindungsbereich 41.a bis zum unteren Verbindungsbereich 41.c der Wagenkastenseitenwand 22 erstrecken. Außerdem umfasst die Einbaueinheit 42 Kanalanschlussmittel 58, 60, die zum Anschließen der Kanaleinheit 52 an eine weitere Luftführungseinrichtung (nicht dargestellt) von oben bzw. von unten dienen. Die Klimakanäle 54, 56 sind jeweils einer unterschiedlichen Temperatur einer geführten Luft zugeordnet.
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Die Fenstereinbauöffnungen 44, 46 sind in Längsrichtung 20 der Wagenkastenseitenwand 22 über einen Abstand D voneinander beabstandet. Die vertikale Grundstruktur 43 der Einbaueinheit 42 erstreckt sich in Längsrichtung 20 über einen überwiegenden Teil des Abstands D, insbesondere über den gesamten Abstand D. Die Kanaleinheit 52, die in der vertikalen Grundstruktur 43 der Einbaueinheit 42 integriert ist, erstreckt sich über einen überwiegenden Teil des Abstands D.
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6 zeigt einen Teilbereich der Einbaueinheit 42, welcher am unteren Strukturbereich 38 der Wagenkastenseitenwand 22 anliegt. Die Fenster 18 sind jeweils in ihrem eingebauten Zustand gezeigt.
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7 entspricht einer Schnittdarstellung der Einbaueinheit 42 entlang einer horizontalen Schnittebene. Sie weist wie oben beschrieben die Kanaleinheit 52 mit dem Paar von Klimakanälen 54 und 56 auf. Die Kanaleinheit 52 ist der Innenseite der Wagenkastenseitenwand 22 zugewandt. Auf einer der Schienenfahrzeugaußenseite zugewandten Seite der Einbaueinheit 42 weist diese einen Wärmedämmungsbereich 62 auf. Dieser umfasst eine Kammer einer Sandwichkonstruktion, in welcher ein Wärmedämmungsmaterial 64 angeordnet ist. Eine Seite des Wärmedämmungsbereichs 62 bildet einen Teil der Schienenfahrzeugaußenfläche 30.
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Eine Ausführungsvariante der Einbaueinheit 42 ist in 8 gezeigt. Im Vergleich zur Ausführung gemäß 7 wird auf den Wärmedämmungsbereich verzichtet.
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Die Einbaueinheit 42 ist ferner Bestandteil der oben beschriebenen Verkleidungseinheit des Fahrzeuginnenraums. Diese weist Verkleidungselemente auf, mittels welcher die Innenseite 32 der Wagenkastenseitenwand 22 verdeckt wird, wobei die Einbaueinheit 42 als Bestandteil der Verkleidungseinheit ausgebildet ist. In beiden Ausführungen der 7 und 8 bildet die dem Innenraum des Schienenfahrzeugs 10 zugewandte Seitenfläche 66 der Einbaueinheit 42 eine Oberfläche der Innenraumverkleidung (siehe auch 5). Im Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs 10 ist die Seitenfläche 66 für einen Fahrgast sichtbar. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Seitenfläche 66 von einem weiteren Verkleidungselement der Verkleidungseinheit bedeckt ist.
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9 zeigt die Schienenfahrzeugaußenseite. Im Vergleich zur 3 sind zusätzlich zur Wagenkastenseitenwand 22 Einbaueinheiten 42 dargestellt, die in ihrem montierten Zustand jeweils in einem Zwischenbereich 36 der Öffnung 24 angeordnet sind.
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Es wird die in der Figur zentral dargestellte Einbaueinheit 42 betrachtet, wobei die folgende Beschreibung auch für die weiteren Einbaueinheiten 42 Anwendung findet. Die Einbaueinheit 42 bildet im Zusammenwirken mit der Wagenkastenseitenwand 22 die Schienenfahrzeugaußenfläche 30. Hierzu weist die Einbaueinheit 42 einen Teilbereich 68 auf, welcher sich im eingebauten Zustand der Einbaueinheit 42 vertikal zwischen den Vorsprüngen 38 der Wagenkastenseitenwand 22 erstreckt. Die der Schienenfahrzeugaußenseite zugewandte Oberfläche 70 des Teilbereichs 68 schließt sich dabei bündig an die Oberfläche der Vorsprünge 38 an (siehe auch 10).
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Die Fenstereinbauöffnungen 44, 46 sind jeweils von einem Paar von Einbaueinheiten 42 in Längsrichtung 20 betrachtet seitlich und von der Wagenkastenseitenwand 22 von oben und unten umrandet.
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10 zeigt die Anordnung aus 9 in einer Schnittansicht aus der durch die Pfeile X in 9 dargestellten Perspektive. Wie oben bereits beschrieben bilden die Oberfläche 70 des Teilbereichs 68 der Einbaueinheit 42 zusammen mit der Oberfläche der Vorsprünge 38 der Wagenkastenseitenwand 22 eine bündige Schienenfahrzeugaußenfläche 30. Eine Luftzirkulation in der Kanaleinheit 52 ist durch Pfeile schematisch dargestellt.
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Die Einbaueinheit 42 wird bei deren Montage über Kontaktflächen 72, 74.a und 74.c an der Wagenkastenseitenwand 22 befestigt. Diese Kontaktflächen 72, 74.a und 74.c der Einbaueinheit 42 überlappen die Wagenkastenseitenwand 22 von innen und werden bei der Montage an die überlappten Flächenbereiche der Wagenkastenseitenwand 22 geklebt. Die Kontaktflächen 72 der Einbaueinheit 42 überlappen den oberen und den unteren Vorsprung 38 der Wagenkastenseitenwand 22. Die Kontaktflächen 74.a, 74.c der Einbaueinheit 42 überlappen die Wagenkastenseitenwand 22 im oberen Verbindungsbereich 41.a bzw. im unteren Verbindungsbereich 41.c.
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Zusätzlich zu den über die Kontaktflächen 74.a, 74.c hergestellten Klebeverbindungen sind die Kontaktflächen 74.a, 74.c mit den überlappten Flächenbereichen der Wagenkastenseitenwand 22 mittels mechanischer Verbindungselemente 76, die insbesondere als Bolzen oder Nieten ausgebildet sind, zumindest formschlüssig, insbesondere form- und kraftschlüssig verbunden. Die Kontaktflächen 74.a, 74.c erstrecken sich jeweils in Längsrichtung 20 über einen überwiegenden Teil des Abstands D zwischen den Fenstereinbauöffnungen 44, 46. Dies ist in 5 zu sehen. Die mechanischen Verbindungsmittel 76 bilden in Längsrichtung 20 eine Reihe und hiermit eine eine Form- und/oder Kraftschlussverbindung bildende Befestigungsstrecke 77, die sich in Längsrichtung 20 der Wagenkastenseitenwand 22 über einen überwiegenden Teil des Abstands D erstreckt. Diese Kraft- und/oder Formschlussverbindung mit einer Befestigungsstrecke 77 ist für die einen Teil des oberen Strukturbereichs 26 überlappende Kontaktfläche 74.a und für die einen Teil des unteren Strukturbereichs 28 überlappende Kontaktfläche 74.c hergestellt.
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11 zeigt die Anordnung aus 9 in einer Schnittansicht aus der durch die Pfeile XI in 10 dargestellten Perspektive. Es wird auf die Ausführungen zur 7 verwiesen. Die Befestigung der Einbaueinheit 42 an der Wagenkastenseitenwand 22 erfolgt wie oben beschrieben über die ebenfalls in 10 dargestellten Klebeverbindungen zwischen der Wagenkastenseitenwand 22 und den Kontaktflächen 72 der Einbaueinheit 42 sowie über weitere Klebeverbindungen zwischen der Wagenkastenseitenwand 22 und Kontaktflächen 78 der Einbaueinheit 42. Die Kontaktflächen 78 sind von den seitlichen Vorsprüngen 50 der Einbaueinheit 42 gebildet und überlappen die Wagenkastenseitenwand 22 von innen. Zusätzlich zu diesen Klebeverbindungen erfolgt ebenfalls eine Kraft- und/oder Formschlussverbindung mittels mechanischer Verbindungselemente 80, die insbesondere als Bolzen oder Nieten ausgebildet sind.
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12 zeigt einen Übergangsbereich zwischen einem Fensterbereich 34 und einem Zwischenbereich 36 der Wagenkastenseitenwand 22, in welchem eine der Einbaueinheiten 42 angeordnet ist. Die Darstellung entspricht einer Ansicht von innen, wobei die Innenseite 32 der Wagenkastenseitenwand 22 gezeigt ist. Die Verbindung der metallischen Fenstereinfassprofilsegmente 40 wird mit den Fenstereinfassprofilsegmenten 49 der Einbaueinheiten 42 jeweils über eine überlappende Strukturverklebung 82 erstellt. Zusätzlich zu dieser erfolgt ebenfalls eine Kraft- und/oder Formschlussverbindung mittels mechanischer Verbindungselemente 84, die insbesondere als Bolzen ausgebildet sind.
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13 zeigt die Anordnung aus 12 aus der mittels des Pfeils XIII gezeigten Perspektive. Insbesondere sind das der Wagenkastenseitenwand 22 zugeordnete Fenstereinfassprofilsegment 40 und das Fenstereinfassprofilsegment 49 der Einbaueinheit 42 sowie deren überlappende Strukturverklebung 82 mittels Klebeverbindung über eine Kontaktfläche 86 des Fenstereinfassprofilsegments 49 der Einbaueinheit 42 und mittels der Verbindungselemente 84 nochmals dargestellt. Ebenfalls zu sehen ist die untere Kontaktfläche 74.c der Einbaueinheit 42, über welche wie oben beschrieben eine Klebeverbindung hergestellt ist.
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Die Kontaktflächen 72, 74, 78 und/oder die korrespondierenden Flächenbereiche der Wagenkastenseitenwand 22 werden vorzugsweise unmittelbar vor dem Verkleben durch geeignete Oberflächenbehandlungsverfahren vorbereitet. Hierzu ist eine Vorbehandlung mittels Strahlen, insbesondere Laserstrahlen, oder mittels Plasma möglich.
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Die Einbaueinheit 42 ist vorzugsweise als einstückiger Grundkörper ausgeführt, welcher neben der vertikalen Grundstruktur 43 zumindest die horizontalen Vorsprünge 50, die Kanalanschlussmittel 58, 60, Befestigungspunkte – insbesondere der Befestigungsstrecken 77, die Kanalquerschnitte und den Wärmedämmungsbereich 62 bildet. Zur Bereitstellung einer derartigen, aufwendigen Geometrie ist sie bevorzugt in Faserverbundbauweise ausgeführt. Dabei wird die Ausrichtung der Faserlagen bezüglich der zu erwartenden höchsten Spannungen zum Erreichen einer Verstärkung festgelegt. Insbesondere kann eine hohe Anzahl an Faserlagen für die Vorsprünge 50 vorgesehen sein, um eine vorteilhafte Verstärkung im hoch beanspruchten Fenstereckbereich zu erreichen.
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Wie oben beschrieben verbindet die Einbaueinheit 42 den oberen Strukturbereich 26 mit dem unteren Strukturbereich 28. Diese Verbindung ist eine tragkraftleitende Verbindung, die eine Integration der Einbaueinheit 42 in die Tragstruktur der Wagenkastenrohbaustruktur 21 ermöglicht. Mit Verweis auf 10 ist über die Außenkontur, die von der Wagenkastenseitenwand 22 im oberen Strukturbereich 26 und im unteren Strukturbereich 28 sowie von dem Teilbereich 68 der Einbaueinheit 22 gebildet ist, ein erster, außenseitiger Lastpfad P1 hergestellt. Ein zweiter, innenseitiger Lastpfad P2 ist über die Innenseite 32 der Wagenkastenseitenwand 22 im oberen Strukturbereich 26 und im unteren Strukturbereich 28, über die Befestigungsstrecken 77, durch welche diese Strukturbereiche 26, 28 stoffschlüssig und kraft- und/oder formschlüssig mit der Einbaueinheit 42 verbunden sind, und über die vertikale Grundstruktur 43 im Bereich der Kanaleinheit 52 hergestellt. Die Lastpfade P1 und P2 sind in 10 mittels strichpunktierter Linien dargestellt.
