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Die Erfindung bezieht sich auf Dachbaugruppen, die zur Herstellung von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, geeignet sind. Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf Fahrzeuge mit derartigen Dachbaugruppen sowie auf Verfahren zum Herstellen von Dachbaugruppen.
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Konventionelle Dachbaugruppen für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, werden in Aluminium-Integralbauweise hergestellt und bestehen im Allgemeinen aus mehreren Strangpressprofilen, welche untereinander durch zwei oder mehr längs verlaufende Schweißnähte auf der Ober- und Unterseite miteinander verschweißt sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dachbaugruppe anzugeben, die sich besonders einfach und kostengünstig fertigen lässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Dachbaugruppe mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Dachbaugruppe sind in Unteransprüchen angegeben.
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Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Dachbaugruppe eine verklebte Sandwichstruktur und zumindest ein mit der Sandwichstruktur verbundenes Randeinfassprofil aufweist, die Sandwichstruktur eine obere außenliegende Deckhaut, eine untere innenliegende Deckhaut und einen zwischen der oberen und unteren Deckhaut verklebten Sandwichkern umfasst, die beiden Deckhäute in Richtung des Randeinfassprofils über den Sandwichkern überstehen, und zwar mit zwei einander gegenüberliegenden Deckhautabschnitten, und die zwei einander gegenüberliegenden Deckhautabschnitte der Sandwichstruktur mit dem Randeinfassprofil verklebt sind.
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Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Dachbaugruppe ist darin zu sehen, dass Schweißschritte zum Anbringen von Schweißnähten eingespart oder je nach Ausführungsform völlig weggelassen werden können, so dass die thermische Belastung beim Herstellen der Dachbaugruppen minimiert wird und Probleme durch mechanischen Verzug aufgrund thermischer Belastung minimiert werden.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Dachbaugruppe besteht darin, dass aufgrund der vorgesehenen mechanischen Struktur eine besonders große mechanische Stabilität bei minimalem Gewicht erreichbar ist.
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Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die zwei einander gegenüberliegenden Deckhautabschnitte in einen Aufnahmeabschnitt des Randeinfassprofils eingeschoben sind und ein oberer Abdeckabschnitt des Randeinfassprofils den oberen Deckabschnitt ganz oder zumindest zum Teil abdeckt und eine Abschälsicherung für die obere Deckhaut bildet. Das Vorsehen einer zusätzlichen Abschälsicherung verbessert die Haltbarkeit und Lebensdauer der resultierenden Dachbaugruppe signifikant. Vorzugsweise wird eine entsprechende Abschälsicherung auch für die untere Deckhaut vorgesehen.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass die zwei einander gegenüberliegenden Deckhautabschnitte auf einen Aufnahmeabschnitt des Randeinfassprofils aufgeschoben sind und diesen Aufnahmeabschnitt des Randeinfassprofils zwischen sich einschließen.
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Um ein unerwünschtes Verteilen von Klebstoff in Richtung Sandwichkern zu vermeiden, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn im Bereich der überstehenden Deckhautabschnitte auf dem Randeinfassprofil mindestens ein Dichtelement aufgesetzt ist, das die Klebefläche zwischen dem Randeinfassprofil und den überstehenden Deckhautabschnitten gegenüber dem Sandwichkern abdichtet.
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Bezüglich der Ausgestaltung des Randeinfassprofils wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Randeinfassprofil ein Strangpressprofil ist, das einen in Strangpressrichtung verlaufenden und mit Klebstoff füllbaren Verteilkanal aufweist, zumindest ein oberer Durchgangskanal vorhanden ist, der quer zum Verteilkanal verläuft und den Verteilkanal mit einer oberen Klebefläche zwischen der oberen Deckhaut und dem Randeinfassprofil verbindet, und zumindest ein unterer Durchgangskanal vorhanden ist, der quer zum Verteilkanal verläuft und den Verteilkanal mit einer unteren Klebefläche zwischen der unteren Deckhaut und dem Randeinfassprofil verbindet.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Mehrzahl an oberen, in Strangpressrichtung beabstandet angeordneten Durchgangskanälen vorhanden ist, die den Verteilkanal jeweils mit der oberen Klebefläche verbinden, und eine Mehrzahl an unteren, in Strangpressrichtung beabstandet angeordneten Durchgangskanälen vorhanden ist, die den Verteilkanal mit der unteren Klebefläche verbinden.
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Vorzugsweise sind die Durchgangskanäle durch Bohrungen (zum Beispiel durch Fräsen oder Bohren) gebildet, die senkrecht zur Strangpressrichtung des Randeinfassprofils verlaufen und den Verteilkanal kreuzen.
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Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die beiden Deckhäute – im Querschnitt quer zur Längsrichtung der Dachbaugruppe und quer zur Fahrzeuglängsrichtung betrachtet – rechts und links über den Sandwichkern überstehen, und zwar mit jeweils einem Paar einander gegenüberliegender Deckhautabschnitte, die Sandwichstruktur – entlang der Längsrichtung der Dachbaugruppe gesehen – mittels des linken Paars einander gegenüberliegender Deckhautabschnitte mit einem linken Randeinfassprofil und mittels des rechten Paars einander gegenüberliegender Deckhautabschnitte mit einem rechten Randeinfassprofil verklebt ist.
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Vorzugsweise sind das rechte und linke Randeinfassprofil Voutenprofile und bilden jeweils eine Schnittstelle zum Anschluss einer Fahrzeugseitenwand des Fahrzeugs im Rahmen einer Montage der Dachbaugruppe und der Fahrzeugseitenwände.
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Mit Blick auf einen Schutz des Sandwichkerns vor eindringendem Klebstoff bei der Herstellung der Dachbaugruppe wird es als vorteilhaft angesehen, wenn im Bereich des linken Paars überstehender und einander gegenüberliegender Deckhautabschnitte ein linkes Trennprofil eingeklebt ist, das die einander gegenüberliegenden Deckhautabschnitte von dem linken Rand des Sandwichkerns trennt und im Bereich des rechten Paars überstehender und einander gegenüberliegender Deckhautabschnitte ein rechtes Trennprofil eingeklebt ist, das die einander gegenüberliegenden Deckhautabschnitte von dem rechten Rand des Sandwichkerns trennt.
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Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug. Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Fahrzeugs vorgesehen, dass das Fahrzeug mit einer Dachbaugruppe, wie sie oben beschrieben ist, ausgestattet ist.
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Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Herstellen einer Dachbaugruppe eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs.
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Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Verfahrens vorgesehen, dass in einem ersten Klebeschritt eine Sandwichstruktur gebildet wird, indem eine obere außenliegende Deckhaut, eine untere innenliegende Deckhaut und ein dazwischen liegender Sandwichkern miteinander verklebt werden, und zwar derart, dass die beiden Deckhäute über den Sandwichkern überstehen, und zwar mit zumindest zwei einander gegenüberliegenden Deckhautabschnitten, und in einem zweiten Klebeschritt die zwei überstehenden und einander gegenüberliegenden Deckhautabschnitte der Sandwichstruktur mit einem Randeinfassprofil verklebt werden.
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Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Dachbaugruppe verwiesen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Randeinfassprofil ein Strangpressprofil ist, das einen in Strangpressrichtung verlaufenden und mit Klebstoff füllbaren Verteilkanal aufweist, quer zur Längsrichtung des Verteilkanals zumindest ein oberer Durchgangskanal gebildet wird, der den Verteilkanal mit einem oberen Spalt zwischen dem oberen der zwei einander gegenüberliegenden Deckhautabschnitte und dem Randeinfassprofil verbindet, quer zur Längsrichtung des Verteilkanals zumindest ein unterer Durchgangskanal gebildet wird, der den Verteilkanal mit einem unteren Spalt zwischen dem unteren der zwei einander gegenüberliegenden Deckhautabschnitte und dem Randeinfassprofil verbindet, und in den Verteilkanal Klebstoff eingefüllt wird, der den Verteilkanal, den oberen Durchgangskanal, den unteren Durchgangskanal sowie den oberen und unteren Spalt füllt und somit eine obere Klebefläche zwischen dem oberen Deckhautabschnitt und dem Randeinfassprofil und eine untere Klebefläche zwischen dem unteren Deckhautabschnitt und dem Randeinfassprofil bildet.
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Vorzugsweise wird der Klebstoff mit Überdruck in den Verteilkanal injiziert.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein Unterdruck erzeugt wird, durch den der Klebstoff von seiner Einfüllstelle aus in den Verteilkanal und in Richtung des oberen und unteren Spalts gesaugt wird.
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Vorzugsweise wird der Unterdruck mittels eines Vakuumsacks und/oder einer Vakuumfolie, die die Dachbaugruppe gasdicht umhüllt, erzeugt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
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1 einen Abschnitt eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Dachbaugruppe in einer dreidimensionalen Darstellung,
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2 beispielhaft das Einfüllen von Klebstoff beim Herstellen der Dachbaugruppe gemäß 1 in einer Querschnittsdarstellung,
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3 eine Ausführungsvariante für die Dachbaugruppe gemäß den 1 und 2, wobei zur Festlegung der Position einer Sandwichstruktur der Dachbaugruppe relativ zu einem Randeinfassprofil ein Anschlag vorgesehen ist,
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4 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Dachbaugruppe, bei der eine Sandwichstruktur auf einen Aufnahmeabschnitt eines Randeinfassprofils aufgeschoben ist,
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5 eine Ausführungsvariante für eine erfindungsgemäße Dachbaugruppe, bei der eine Sandwichstruktur zusätzlich mit Trennprofilen ausgestattet ist, und
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6 ein Ausführungsbeispiel für ein Fahrzeug mit einer Dachbaugruppe.
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In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
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Die 1 zeigt in einer dreidimensionalen Querschnittsdarstellung schräg von der Seite einen Abschnitt einer Dachbaugruppe 10.
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Die Dachbaugruppe 10 umfasst eine Sandwichstruktur 100, die durch eine obere Deckhaut 110, einen Sandwichkern 120 sowie eine untere Deckhaut 130 gebildet ist. Die obere Deckhaut 110 und die untere Deckhaut 130 sind mit dem Sandwichkern 120 verklebt. Die beiden Deckhäute 110 und 130 sowie die Sandwichstruktur 120 bestehen vorzugsweise aus Aluminium, insbesondere aus Aluminiumblechen (Folie).
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Die beiden Deckhäute 110 und 130 weisen jeweils überstehende Deckhautabschnitte auf, die über den Sandwichkern 120 überstehen. Ein überstehender Deckhautabschnitt der oberen Deckhaut 110 ist in der 1 mit dem Bezugszeichen 111 gekennzeichnet; ein überstehender Deckhautabschnitt der unteren Deckhaut 130 ist mit dem Bezugszeichen 131 gekennzeichnet.
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Mittels der beiden überstehenden Deckhautabschnitte 111 und 131 ist die Sandwichstruktur 100 mit einem Randeinfassprofil 200 verbunden. Das Randeinfassprofil 200 ist vorzugsweise ein Strangpressprofilbauteil.
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Das Randeinfassprofil 200 weist zwecks Befestigung der Sandwichstruktur 100 einen Aufnahmeabschnitt 210 auf, der einen oberen Einführschlitz 211 und einen unteren Einführschlitz 212 umfasst. In den oberen Einführschlitz 211 ist der obere überstehende Deckhautabschnitt 111 eingeschoben, und in den unteren Einführschlitz 212 ist der untere überstehende Deckhautabschnitt 131 eingeschoben.
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Um eine feste Verbindung zwischen der Sandwichstruktur 100 und dem Randeinfassprofil 200 zu gewährleisten, sind die beiden überstehenden Deckhautabschnitte 111 und 131 innerhalb der zugeordneten Einführschlitze 211 und 212 mit Klebstoff K verklebt. Die obere Klebefläche zwischen dem oberen überstehenden Deckhautabschnitt 111 und dem Randeinfassprofil 200 ist in der 1 mit dem Bezugszeichen 300 gekennzeichnet; die untere Klebefläche zwischen dem unteren überstehenden Deckhautabschnitt 131 und dem Randeinfassprofil 200 trägt in der 1 das Bezugszeichen 310.
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Ein oberer Abschnitt des Einführschlitzes 211 bildet einen oberen Abdeckabschnitt 220, der als obere Abschälsicherung wirkt; ein unterer Abschnitt des Einführschlitzes 212 bildet einen unteren Abdeckabschnitt 221, der als untere Abschälsicherung wirkt.
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In der 1 lässt sich darüber hinaus ein Verteilkanal 230 erkennen, der innerhalb des Randeinfassprofils 200 vorgesehen ist. Die Längsrichtung des Verteilkanals 230 erstreckt sich entlang der Strangpressrichtung S des Randeinfassprofils 200. Auch der Verteilkanal 230 wird beim Klebeprozess mit Klebstoff K gefüllt.
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Die 1 zeigt darüber hinaus Bohrungen 240, die sich senkrecht zur Strangpressrichtung S des Randeinfassprofils 200 und somit senkrecht zur Längsrichtung des Verteilkanals 230 erstrecken. Die Bohrungen 240 bilden jeweils einen oberen Durchgangskanal 241, der die obere Klebefläche 300 mit dem Verteilkanal 230 verbindet, sowie einen unteren Durchgangskanal 242, der den Verteilkanal 230 mit der unteren Klebefläche 310 verbindet. Die Bohrungen 240 sind entlang der Strangpressrichtung S des Randeinfassprofils 200 beabstandet angeordnet.
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Die Herstellung der Dachbaugruppe 10 gemäß 1 erfolgt vorzugsweise wie folgt:
Zunächst wird die Sandwichstruktur 100 hergestellt, indem die obere Deckhaut 110 und die untere Deckhaut 130 jeweils mit dem Sandwichkern 120 verklebt werden. Vorzugsweise bereits vor dem Verkleben der Sandwichstruktur 100 werden die beiden überstehenden Deckhautabschnitte 111 und 131 in die zugeordneten Einführschlitze 211 und 212 eingeschoben und somit gegenüber dem Randeinfassprofil 200 justiert. Alternativ können die beiden überstehenden Deckhautabschnitte 111 und 131 in die zugeordneten Einführschlitze 211 und 212 eingeschoben und gegenüber dem Randeinfassprofil 200 justiert werden, nachdem das Verkleben der Sandwichstruktur 100 erfolgt ist.
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Anschließend erfolgt das Verkleben der Sandwichstruktur 100 mit dem Randeinfassprofil 200 bevorzugt dadurch, dass durch eine oder mehrere Bohrungen 240 entlang der Pfeilrichtung P der 1 der Klebstoff K eingefüllt wird. Alternativ oder zusätzlich kann der Klebstoff K durch die stirnseitigen Öffnungen des Verteilkanals 230 eingefüllt werden. Nachfolgend soll beispielhaft das Einfüllen durch die Bohrungen 240 näher erläutert werden.
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Der Klebstoff K verteilt sich nach dem Einfüllen in dem Spalt zwischen dem oberen überstehenden Deckhautabschnitt 111 und dem oberen Einführschlitz 211 und führt zur Bildung der oberen Klebefläche 300 zwischen dem oberen Deckhautabschnitt 111 und dem Randeinfassprofil 200.
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Darüber hinaus gelangt der Klebstoff K durch die oberen Durchgangskanäle 241 zu dem Verteilkanal 230, der eine Verteilung des Klebstoffs K entlang der Strangpressrichtung S des Randeinfassprofils 200 gewährleistet. Von dort kann der Klebstoff K durch die unteren Durchgangskanäle 242 zu dem Spalt zwischen dem unteren überstehenden Deckhautabschnitt 131 und dem Randeinfassprofil 200 gelangen, so dass es zur Bildung der unteren Klebefläche 310 zwischen dem unteren Deckhautabschnitt 131 und dem Randeinfassprofil 200 kommen kann.
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Das Einfüllen des Klebstoffs K in die Bohrungen 240 kann beispielsweise in der Art erfolgen, dass gleichzeitig in alle Bohrungen 240 Klebstoff K eingefüllt wird; alternativ ist es möglich, auch nur in eine einzige Bohrung oder nur in einige der Bohrungen 240 Klebstoff K einzufüllen. Eine Verteilung des Klebstoffs K entlang der Strangpressrichtung S des Randeinfassprofils 200 wird durch den Verteilkanal 230 gewährleistet, von dem aus der Klebstoff K sowohl zu der oberen Klebefläche 300 – nämlich durch die oberen Durchgangskanäle 241 – als auch zu der unteren Klebefläche 310 – nämlich durch die unteren Durchgangskanäle 242 – gelangen kann.
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Wie erwähnt kann alternativ oder zusätzlich Klebstoff K durch die stirnseitigen Enden des Verteilkanals 230 eingeführt werden; in diesem Falle erfolgt die Klebstoffverteilung vom Verteilkanal 230 aus durch die oberen Durchgangskanäle 241 und die unteren Durchgangskanäle 242.
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Diejenigen Bohrungen 240, die nicht zum Einfüllen von Klebstoff K verwendet werden, werden vorzugsweise nach außen hin abgedichtet, um ein Herausfließen des Klebstoffs K zu vermeiden.
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Das Einfüllen des Klebstoffs K in die Bohrungen 240 erfolgt vorzugsweise mit einem Überdruck im Rahmen eines Injektionsverfahrens, um eine gleichmäßige Verklebung der Sandwichstruktur 100 mit dem Randeinfassprofil 200 entlang der Strangpressrichtung S des Randeinfassprofils 200 zu gewährleisten.
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Darüber hinaus ist es möglich, das gleichmäßige Verteilen des Klebstoffs K im Bereich der Klebeflächen 300 und 310 durch das Anlegen eines äußeren Vakuums zu verbessern, durch das der Klebstoff K in die Spaltbereiche zwischen den überstehenden Deckhautabschnitten 111 und 131 und dem Randeinfassprofil 200 gesaugt wird.
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Um beim Einfüllen des Klebstoffs K ein ungewolltes Weiterfließen in Richtung des Sandwichkerns 120 der Sandwichstruktur 100 zu verhindern, ist das Randeinfassprofil 200 vorzugsweise mit Nuten 213 und 214 ausgestattet, in die Dichtelemente 215 und 216 zur Begrenzung der Klebeflächen 300 und 310 bzw. zum Stoppen des Klebstoffflusses eingelegt sind.
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Die 2 zeigt anhand eines Ausführungsbeispiels, wie das Einfüllen des Klebstoffs K mittels eines Einfüllstutzens 400 entlang der Pfeilrichtung P erfolgen kann. Die 2 zeigt den Einfüllstutzen 400, nachdem dieser auf eine Bohröffnung einer der Bohrungen 240 aufgesetzt worden ist. Das Einfüllen des Klebstoffs K erfolgt vorzugsweise mit Überdruck.
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Die 2 zeigt darüber hinaus beispielhaft eine Vakuumfolie 500, die eine Art Vakuumsack bilden kann, der das Randeinfassprofil 200 während des Einfüllens des Klebstoffs K gasdicht umhüllt und das Erzeugen eines Unterdrucks ermöglicht, durch den der Klebstoff K in den Spaltbereich zwischen dem oberen überstehenden Deckhautabschnitt 111 und dem Randeinfassprofil 200 sowie in den Spaltbereich zwischen dem unteren überstehenden Deckhautabschnitt 131 und dem Randeinfassprofil 200 gesaugt wird.
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Die 3 zeigt eine Ausführungsvariante für das Randeinfassprofil 200 gemäß den 1 und 2. Es lässt sich erkennen, dass das Randeinfassprofil 200 mit einem Anschlag 280 ausgestattet ist, der die Positionierung der Sandwichstruktur 100 relativ zu dem unteren Einführschlitz 212 des Randeinfassprofils 200 festlegt.
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Um trotz des Anschlags 280 eine möglichst große untere Klebefläche 310 zwischen dem unteren überstehenden Deckhautabschnitt 131 und dem Randeinfassprofil 200 zu erreichen, kann der Anschlag 280 lokal – entlang der Strangpressrichtung S gesehen – entfernt werden, um die Verteilung des Klebstoffs K im Bereich der unteren Klebefläche 310 lokal zu verbessern. Das Entfernen des Anschlags 280 kann beispielsweise vor dem Einführen der Sandwichstruktur 100 durch Fräsen oder Bohren senkrecht zur Strangpressrichtung S des Randeinfassprofils 200 erfolgen. Durch eine gestrichelte Linie 281 ist in der 3 markiert, wie der Anschlag 280 beispielsweise nachträglich lokal entfernt werden kann.
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Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Dachbaugruppe 10, bei der eine Sandwichstruktur 100 mit einem Randeinfassprofil 200 verklebt ist. Auch die Sandwichstruktur 100 gemäß 4 weist eine obere Deckhaut 110 und eine untere Deckhaut 130 auf, die mit einem innenliegenden Sandwichkern 120 verklebt sind.
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Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 sind die überstehenden Deckhautabschnitte 111 und 131 der beiden Deckhäute 110 und 130 nicht in einen Aufnahmeabschnitt des Randeinfassprofils 200 eingesteckt, sondern auf einen Aufnahmeabschnitt 210 des Randeinfassprofils 200 aufgesteckt.
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Der Aufnahmeabschnitt 210 weist zum Aufschieben der Sandwichstruktur 100 einen oberen Plattenabschnitt 270 sowie einen unteren Plattenabschnitt 271 auf. Der obere überstehende Deckhautabschnitt 111 der Sandwichstruktur 100 ist auf dem oberen Plattenabschnitt 270 verklebt, und der untere überstehende Deckhautabschnitt 131 der unteren Deckhaut 130 ist auf dem unteren Plattenabschnitt 271 verklebt.
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Ein Verteilkanal 230 ist bei dem Randeinfassprofil 200 gemäß 4 vorzugsweise in einem Verbindungssteg 290 angeordnet, der gemeinsam mit einem weiteren Verbindungssteg 291 ein Abstützen des oberen Plattenabschnitts 270 und des unteren Plattenabschnitts 271 gewährleistet.
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Das Verkleben der Sandwichstruktur 100 mit dem Randeinfassprofil 200 erfolgt vorzugsweise im Rahmen eines Injektionsvakuum-Verfahrens, bei dem Klebstoff K durch Bohrungen 240 in den Bereich des Verteilkanals 230 gepresst wird, wodurch es zu einer Verteilung des Klebstoffs K innerhalb des Verteilkanals 230 entlang der Strangpressprofilrichtung S sowie zum Füllen des Spaltbereichs zwischen dem Deckhautabschnitt 111 und dem Randeinfassprofil 200 sowie zum Füllen des Spaltbereichs zwischen dem Deckhautabschnitt 131 und dem Randeinfassprofil 200 kommt. Die resultierenden Klebeflächen sind in der 4 mit dem Bezugszeichen 300 und 310 gekennzeichnet.
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Die Bohrungen 240, die das Einfüllen des Klebstoffs K senkrecht zur Strangpressrichtung S des Randeinfassprofils 200 ermöglichen, sind vorzugsweise in Strangpressrichtung S beabstandet, wie dies beispielhaft anhand der 1 erläutert worden ist.
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Um ein unerwünschtes Weiterfließen des Klebstoffs K beim Einfüllen in Richtung des Sandwichkerns 120 der Sandwichstruktur 100 zu verhindern, ist das Randeinfassprofil 200 vorzugsweise mit Nuten 213 und 214 ausgestattet, in die Dichtelemente 215 und 216 zur Begrenzung der Klebeflächen eingelegt sind.
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Um das gleichmäßige Verteilen des Klebstoffs K auch bei der Dachbaugruppe 10 gemäß 4 zu gewährleisten, wird beim Einfüllen des Klebstoffs K in die Bohrungen 240 vorzugsweise eine Vakuumfolie 500 eingesetzt, mit der sich ein Vakuum bzw. Unterdruck in der Dachbaugruppe 10 hervorrufen lässt und ein Ansaugen des Klebstoffs K erreicht werden kann.
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Die 5 zeigt eine Ausführungsvariante für die Dachbaugruppe 10 gemäß 4. Es lässt sich erkennen, dass die Sandwichstruktur 100 zusätzlich mit einem Trennprofil 140 ausgestattet ist, das den Sandwichkern 120 der Sandwichstruktur 100 von den beiden Klebeflächen 300 und 310 trennt und somit zusätzlich zu den Dichtelementen 215 und 216 sicherstellt, dass kein Klebstoff in Richtung des Sandwichkerns 120 gelangen kann.
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Im Zusammenhang mit den 1 bis 5 wurde der Anschluss der Sandwichstruktur 100 jeweils an ein Randeinfassprofil 200 erläutert; selbstverständlich kann die Sandwichstruktur 100 in entsprechender Weise auch an zwei gegenüberliegenden, parallel verlaufenden Randeinfassprofilen 200 angeschlossen werden.
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Die Randeinfassprofile 200 gemäß den 1 bis 5 bilden vorzugsweise Voutenprofile, die einen Anschluss von Fahrzeugseitenwänden zwecks Bildung eines Fahrzeugkastens eines Fahrzeugs ermöglichen.
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Die 6 zeigt im Querschnitt beispielhaft ein Schienenfahrzeug 800 mit einer Dachbaugruppe 10, die ein linkes Randeinfassprofil 200a, ein rechtes Randeinfassprofil 200b und eine Sandwichstruktur 100 umfasst. An den zwei Randeinfassprofilen 200a und 200b sind zwei Seitenwände 810 angebracht, beispielsweise angeschweißt oder angeklebt.
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Bei der Herstellung der Dachbaugruppen 10 gemäß den 1 bis 5 erfolgt das Verkleben der beiden Deckhäute 110 und 130 mit dem Sandwichkern 120 vorzugsweise in einem separaten ersten Klebeschritt. Im Rahmen dieses ersten Klebeschritts wird der Klebstoff K vorzugsweise vorher auf die Klebestellen appliziert, und die Bauteile werden nachfolgend vorzugsweise mittels einer gleichmäßig auf die Klebefläche wirkenden Kraft zusammengepresst, um eine möglichst fehlerfreie Verklebung zu gewährleisten. Das Verkleben der Sandwichstruktur 100 kann z. B. im Rahmen eines Vakuumsack-Verfahrens ausgeführt werden.
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Die umlaufenden Randeinfassprofile 200 sind bei der Durchführung des ersten Klebeschritts entweder schon trocken eingelegt bzw. trocken mit den überstehenden Deckhautabschnitten 111 und 131 in Kontakt gebracht oder sie werden erst nach dem ersten Klebeschritt angebracht. Trocken bedeutet hierbei, dass auf die eigentlichen Klebeflächen noch kein Klebstoff K aufgetragen worden ist. In einem zweiten Klebeschritt werden die umlaufenden Randeinfassprofile 200 mit der oberen Deckhaut 110 und der unteren Deckhaut 130 vorzugsweise mittels eines Vakuuminjektionsverfahrens strukturverklebt.
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Die Verklebung der Dachbaugruppe erfolgt somit vorzugsweise derart, dass zunächst im Rahmen einer separaten Verklebung die beiden Deckhäute 110 und 130 mit dem Sandwichkern 120 verklebt werden und erst nachfolgend eine Strukturverklebung, vorzugsweise im Rahmen einer Vakuuminjektionsverklebung, der umlaufenden Randeinfassprofile 200 mit den überstehenden Deckhautabschnitten 111 und 131 der beiden Deckhäute 110 und 130 erfolgt.
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Die Randeinfassprofile 200 weisen zur Verteilung des Klebstoffs K vorzugsweise ein oder mehrere Verteilkanäle 230 auf, die den Klebstoff K in Strangpressrichtung im Inneren der Randeinfassprofile 200 verteilen und – bei Überdruck – zu den Klebespalten drücken.
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Vorzugsweise wird die Klebstoffverteilung durch das gleichzeitige Anlegen eines Vakuums unterstützt, so dass die Fließfront des Klebstoffs K gleichzeitig auch angesaugt wird. Um ein unkontrolliertes Austreten des vorzugsweise sehr niederviskosen Klebstoffs K in den Sandwichkern 120 zu verhindern, weist das Randeinfassprofil 200 vorzugsweise im Bereich der Verteil- und Fließkanäle ein oder mehrere Dichtelemente auf.
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Die Lagepositionierung der Sandwichstruktur 100 relativ zu dem Randeinfassprofil 200 kann durch ein oder mehrere Anschläge 280, z. B. in Form von Anschlagsnasen, am Randeinfassprofil 200 gewährleistet werden, wie dies beispielhaft im Zusammenhang mit der 3 erläutert worden ist.
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Zusammengefasst lassen sich mit den Dachbaugruppen, wie sie beispielhaft im Zusammenhang mit den 1 bis 5 erläutert worden sind, einzelne oder alle der folgenden Vorteile erreichen:
- – Die Randeinfassprofile lassen sich "trocken" einlegen und positionieren, während die Sandwichstruktur verklebt wird.
- – Verschiedene Klebstoffsysteme sind möglich für den ersten und zweiten Klebeschritt.
- – Die Vakuuminjektionsverklebung der Randeinfassprofile macht eine nahezu 100%ige Benetzung aller Bauteilfügeflächen möglich.
- – Ein oder mehrere Verteilkanäle für den Klebstoff können im Profilquerschnitt der Randeinfassprofile berücksichtigt werden.
- – Eine oder mehrere Injektionsbohrungen (gefräst/gebohrt) können den Klebstoff von der(n) Injektionsstelle(n) weiter in den oder die Verteilkanäle leiten.
- – Auch kann der Klebstoff direkt stirnseitig in den oder die Verteilkanäle injiziert werden. Ggf. können kurze Anschlussbohrungen zur Querschnittsvergrößerung vorgesehen werden.
- – Der Klebstoff kann zusätzlich durch ein von außen angelegtes Vakuum in die Fügespalte gesaugt werden.
- – Der Klebstoffeintrag in den Sandwichkernbereich kann durch Dichtelemente (z. B. O-Ringe), welche in eine speziell ausgeformte Nut des Randeinfassprofils eingelegt sind, verhindert werden.
- – Je nach gewählter Ausführungsgeometrie kann sich eine geometrische Abschälsicherung der von den Randeinfassprofilen umfassten Sandwichplatte ergeben (siehe 1 und 2).
- – Hohe Leichtbaupotentiale
- – Funktionsintegration
- – Die Dachbaugruppen können aus wenigen Einzelteilen bestehen.
- – Hohe Form- und Maßgenauigkeit durch Strukturklebung erreichbar (kein Verzug durch thermische Belastung)
- – Kein "Richten" nach dem Verkleben erforderlich
- – Flächige, steife Bauweise, ohne zusätzliche notwendige versteifende Elemente (Beulsteifen)
- – Durch die Kernmaterialien kann eine gleichzeitige Wärmedämmung erzielt werden.
- – Bei gleichzeitiger Wärmedämmung durch den Sandwichkern kann ggf. auf zusätzliches Dämmmaterial verzichtet werden.
- – Die Deckhäute können sowohl metallisch als auch nichtmetallisch ausgeführt sein.
- – Geschweißter Anschluss zur Seitenwand bei geometrischer Anpassung der Abschlussprofile möglich
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
