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Die Erfindung betrifft die Dachsegmente eines Wagenkastens, wobei mehrere Dachsegmente das Dach des Wagenkastens bilden und für ein Schienenfahrzeug zur Personenbeförderung, insbesondere für den Einsatz im Kurzstreckenbetrieb, wie bei U- und S-Bahnen, bei denen die Schienenfahrzeuge oder die aus ihnen gebildeten Zugeinheiten in kurzen Intervallen beschleunigt und abgebremst werden müssen, eingesetzt werden.
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Bekannte Wagenkästen von Schienenfahrzeugen bestehen in konventioneller Bauweise aus einer röhrenförmigen Konstruktion mit zwei Stirnwänden, die im Regelfall als Übergang zu einem benachbarten Wagenkasten ausgebildet sind. Alternativ kann die Stirnwand auch als Führerhaus ausgebildet sein.
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In konventioneller Bauweise besteht der Wagenkasten aus einem Untergestell (auch Unterboden genannt), zwei Seitenwänden sowie einem Dach. Dabei weisen die Baugruppen, insbesondere die Seitenwände und das Dach, eine tragende, skelettartige Tragstruktur auf, bei der Stahlleichtbauprofile miteinander oder mit einem Dünnblech, das die äußere Verkleidung bildet, mit bekannten Schweißverfahren verbunden sind.
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Für die Tragstruktur und die Verkleidung werden neben Stahl- und Stahlleichtbauprofilen und Dünnblechen zunehmend leichte und korrosionsresistente Werkstoffe aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen verwendet. Dabei wird das Aluminium zum Erhalt einer höheren Stabilität als Kammerprofil verbaut. Allerdings weisen auch Aluminium-Bauteile bei falschem Einbau eine Anfälligkeit für Korrosion auf.
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Nachteile dieser Differenzialbauweise sind der hohe Aufwand für die Fertigung der Elemente der Tragstruktur und der Verkleidung und die hohe Korrosionsanfälligkeit durch die form- oder stoffschlüssige Verbindung der Stahl- oder Stahlleichtbauteile untereinander oder mit anderen Werkstoffen. So kommt es in Folge der Kondenswasserbildung insbesondere im Bereich der Fenster- und Türausschnitte in den Seitenwänden zu starker Korrosion, so dass die tragenden Baugruppen im Bereich der Seitenwände beziehungsweise im Übergangsbereich zwischen Dach und Seitenwand regelmäßig nach ca. 15 bis 17 Jahren ausgetauscht werden müssen.
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Neben der klassischen Skelettbauweise, insbesondere für die Baugruppen Dach und Seitenwand, gibt es seit Jahren Bemühungen, alternative Konstruktionsprinzipien in die Praxis überzuleiten.
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So ist aus der
DE 196 19 212 A1 der Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges bekannt, der im Wesentlichen aus horizontalen und vertikalen Wandungen besteht, wobei die horizontalen Wandungen dem Bilden eines Bodens sowie eines Daches dienen und die vertikalen, insbesondere Seitenwände bildenden Wandungen, den Einbau mindestens eines Fensters und einer Eingangstür durch entsprechende Ausschnitte ermöglichen.
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Dabei werden für die Fertigung des Wagenkastens Module verwendet, die aus faserverstärktem Kunststoff gebildet sind und die im Schnitt senkrecht zur Wagenkastenlängsachse jeweils hälftige Module bilden.
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Jeweils zwei dieser komplementär angeordneten und in der Fahrzeugquermitte zusammentreffenden, hälftigen Module bilden dabei eine Längssektion.
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Der gesamte Wagenkasten besteht aus einer Vielzahl von jeweils zwei hälftigen Modulen, die untereinander mit geeigneten Mitteln verbunden sind. Die hälftigen Module weisen dabei besonders bevorzugt eine Innenwand und eine Außenwand auf, die eine Kernschicht umgeben, wobei diese mit guten Eigenschaften hinsichtlich Wärme- und Schallisolierung ausgebildet ist. Bevorzugt sind die Innenwand und die Außenwand aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt.
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Besonders bevorzugt umfassen die faserverstärkten Kunststoffe Glas-, Kohlenstoff-, Aramid- und / oder Naturfasern. Bevorzugt umfassen die als Matrix vorgesehenen Kunststoffe Epoxidharze, ungesättigte Polyesterharze, Vinylesterharze oder Phenolharze.
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Ein Nachteil dieser Konstruktionsbauweise resultiert aus der Größe der dreidimensional ausgebildeten Module. Zudem bilden die aneinandergrenzenden Modulhälften im Bereich des Wagenkastenbodens und im Dachbereich einen durchgehenden Stumpfstoß, so dass bei üblichen Belastungssituationen, bei denen der Wagenkasten auf Torsion beansprucht wird, mit einer frühzeitigen Ermüdung des Werkstoffes in dieser Fügezone gerechnet werden muss.
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Aus der
GB 2 030 934 A ist eine Karosserie für ein Fahrzeug und ein mit dieser Karosserie ausgestattetes Fahrzeug bekannt.
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Dabei besteht die Karosserie aus modularen Teilsegmenten, die aneinandergrenzend so miteinander verbunden sind, dass die Segmentmodule zugleich einen Teilbereich des Karosseriedaches bilden. Dazu weisen die Teilsegmente eine abgewinkelte Verlängerung auf.
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Um der Karosserie die notwendige Festigkeit zu verleihen, werden die einzelnen Module jeweils in überlagerter Form montiert. Durch die Verwendung klassischer Konstruktionswerkstoffe, wie Stahl, kommt es in dem Überlapp- bzw. Stoßbereich der aneinandergrenzenden Teilsegmente bzw. Segmentmodule zu starken Korrosionserscheinungen. Auch erfordert die Vorfertigung der dreidimensional geformten Teilsegmente und der sie verbindenden Profile eine hohe Fertigungsgenauigkeit.
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Beim Verschweißen der Teilsegmente untereinander, beziehungsweise mit den sie verbindenden Profilen, werden vergleichsweise große Wärmemengen in die Konstruktionsteile eingebracht, was zu stärkerem Verzug und daraus resultierenden Fertigungsungenauigkeiten führt. Ebenso wird durch die vergleichsweise große Wärmeeinflusszone das Gefüge geschwächt. Durch den ungewollten Wärmeeintrag kommt es zudem regelmäßig zum Ausbeulen oder Verformen der dünnwandigen, die Wagenkastenaußenhaut bildenden Segmentmodule. Diese Bereiche mit den signifikanten Verformungen müssen durch weiteren Wärmeeintrag und den Eintrag mechanischer Energie (Normalglühen, Spannungsarmglühen, Richten) aufwendig nachgearbeitet werden. Zudem ist es im Regelfall erforderlich, die sichtbaren Außenflächen aufwendig zu spachteln und zu verschleifen, um einen ansprechenden Gesamteindruck des Wagenkastens zu realisieren.
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Falls die Segmentmodule untereinander beziehungsweise mit den angrenzenden Profilen durch Schraub- oder Nietverbindungen verbunden werden, so wird dadurch die Gefahr der Spaltkorrosion in der Verbindungszone stark gefördert. Da zudem die verwendeten Verbindungssegmente und die Segmentmodule aus unterschiedlichen Stählen bzw. Stahllegierungen bestehen, kann es zu frühzeitiger Kontaktkorrosionsbildung kommen.
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Aus der
DE 10 2009 045 202 B4 ist ein modularer Wagenkasten in Leichtbauweise bekannt, der insbesondere für den Einsatz in Hochgeschwindigkeits-Schienenfahrzeugen konzipiert ist.
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Dazu weist der Wagenkasten für ein Personen-Schienenfahrzeug mehrere, in Umfangsrichtung um eine Längsachse geschlossene, Wagenkastenmodule auf, wobei benachbarte Wagenkastenmodule über in Umfangsrichtung geschlossene, ringartige Kopplungsmodule miteinander verbunden sind. Die Wagenkastenmodule selbst sind aus mehreren Modulelementen gebildet, die miteinander verbunden sind. Die Dachelemente können als Flächenelemente ausgebildet und als Faserverbundkunststoff oder Sandwichelement ausgeführt sein.
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Aus
EP 1 138 567 A2 ist bekannt, dass ein modular aufgebauter Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges in Faserverbundbauweise ausgeführt wird, wobei der Wagenkasten aus standardisierten Modulen, wie Dachplatte, Obergurt, Fenstersäule, Türpfosten, Seitenwandträger, Bodenplatte und Treppenmodul gebildet ist. Die einzelnen Module werden weitestgehend als Sandwich mit verlorenen Schaumkern ausgeführt. Die Dachplatten bestehen dabei im Wesentlichen aus einem Schaumkern, der beidseitig mit laminieren Faserverbundschichten eingefasst ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Dach für einen Wagenkasten bereitzustellen, welches die Nachteile des Stands der Technik überwindet.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Dach für einen Wagenkasten gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäß ist das Dachsegment zum Aufbau eines Daches eines Wagenkastens für ein Schienenfahrzeug konzipiert. Bevorzugt ist das Dachsegment platten-, schalen- oder halbschalenförmig ausgebildet.
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Bevorzugt können die Dachsegmente, aus denen das Dach eines Wagenkastens für ein Schienenfahrzeug gebildet wird, mit oberen Längsträgern verbunden werden.
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Bevorzugt besteht das Dachsegment aus einer Außenwand und einer dazu beabstandeten Innenwand. Vorteilhaft werden dadurch Dämmeigenschaften wie Schall- und Wärmedämmung optimiert.
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Bevorzugt sind mindestens zwei Dachsegmente derart ausgestaltet, dass der überragende Bereich der Außenwand bzw. Innenwand des einen Dachsegmentes form-, kraft- und / oder stoffschlüssig mit dem nicht-überragenden Bereich der Innenwand bzw. Außenwand des benachbarten Dachsegmentes miteinander verbunden ist. Vorteilhaft können dadurch Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden. Weiterhin vorteilhaft wird dadurch eine geringere Durchlaufzeit erreicht, indem Fertigungsteams zur Fertigung des Daches die Dachsegmente entlang der Wagenkastenlängsachse von beiden Enden des Wagenkastens, d.h. von außen nach innen einbauen können, ohne sich gegenseitig zu behindern.
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Bevorzugt entspricht die Breite der Dachsegmente im Wesentlichen der Breite des Wagenkastens. Vorteilhaft ist dadurch die Stabilität des Wagenkastens erhöht, indem keine weiteren Füllmittel oder Verbindungselemente benötigt werden. Alternativ ist die Breite der Dachsegmente geringer als die Breite des Wagenkastens.
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Bevorzugt besteht das Dachsegment zumindest teilweise aus faserverstärktem Kunststoffverbund (FKV). Vorteilhaft wird dadurch bei gleichbleibender Stabilität das Gewicht des Wagenkastens erheblich reduziert, wodurch wiederum eine Erhöhung der Nutzlast des Schienenfahrzeuges ermöglicht wird. Durch die Erhöhung der Nutzlast können insbesondere bei U-Bahnen aufgrund der vorgegebenen Zuglängen und Taktzeiten in der gleichen Zeit deutlich mehr Personen befördert werden.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft die Ausführung der Dachsegmente, die miteinander verbunden ein strukturelles Flachdach eines Wagenkastens eines Schienenfahrzeugs bilden. Bevorzugt sind die Dachsegmente plattenförmig ausgebildet.
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Die einzelnen Dachsegmente des Daches des Wagenkastens sind als Standardtyp-Dachsegmente, Heizung-Lüftung-Klimatechniktyp-Dachsegmente oder Endtyp-Dachsegmente ausgebildet. Bevorzugt beinhaltet das Dach jeweils mindestens ein Standardtyp-Dachsegment, mindestens ein Heizung-Lüftung-Klimatechniktyp-Dachsegment und mindestens ein Endtyp-Dachsegment.
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Bevorzugt weist das Heizung-Lüftung-Klimatechniktyp-Dachsegment mindestens eine Aussparung für ein Klimaanlagenaggregat auf.
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Bevorzugt sind mindestens ein Standardtyp-Dachsegment und mindestens ein Heizung-Lüftung-Klimatechniktyp-Dachsegment jeweils abwechselnd angeordnet. Alternativ folgen mindestens zwei Standardtyp-Dachsegmente aufeinander. In einer weiteren alternativen Ausführungsform folgen mindestens zwei Heizung-Lüftung-Klimatechniktyp-Dachsegmente aufeinander. In einer weiteren alternativen Ausführungsform gibt es mehr Standardtyp- als Heizung-Lüftung-Klimatechniktyp-Dachsegmente. In einer weiteren alternativen Ausführungsform gibt es mehr Heizung-Lüftung-Klimatechniktyp-Dachsegmente als Standardtyp-Dachsegmente.
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Bevorzugt umfasst das Dach eines Wagenkastens zwei Endtyp-Dachsegmente. Die Endtyp-Dachsegmente stellen dabei die vorderen und hinteren Enden und somit den Abschluss des Daches in Wagenlängsrichtung dar.
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Bevorzugt werden die Dachsegmente aus FKV-Werkstoffen ausgebildet.
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Bevorzugt umfassen die Dachsegmente mindestens eine Außen- und eine Innenwand.
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Im Sinne der Erfindung wird unter der Außenwand jene Fläche verstanden, welche den Wagenkasten nach außen abschließt und welche in Verbindung mit der Umgebung außerhalb des Wagenkastens steht. Im Sinne der Erfindung wird unter der Innenwand jene Fläche verstanden, welche in Kontakt mit dem Wagenkasteninnenraum und somit dem Fahrgastraum steht.
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Bevorzugt sind die Innen- und die Außenwand der Dachsegmente parallel zueinander und jeweils ein- oder mehrlagig aus mindestens einem FKV-Werkstoff ausgebildet.
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Bevorzugt sind die Innen- und die Außenwand mit mehrachsiger Faserausrichtung, besonders bevorzugt bidirektionaler Faserausrichtung, ganz besonders bevorzugt in 0°/90°-Orientierung, gefertigt.
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Bevorzugt werden die Fasern in den faserverstärkten Kunststoffverbund der Dachsegmente als Roving und / oder Vlies und / oder Gewebe und / oder Gelege und / oder Geflecht eingebracht.
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Bevorzugt sind zwischen der Innen- und der Außenwand der Dachsegmente Verstärkungselemente angeordnet, wobei diese als rechteckige Hohlprofile ausgeführt sind.
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Bevorzugt sind die Kanten der rechteckigen Hohlprofile parallel zu den Kanten der Dachsegmente angeordnet.
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Bevorzugt werden die rechteckigen Hohlprofile ein- oder mehrlagig aus mindestens einem FKV-Werkstoff hergestellt.
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Bevorzugt sind die rechteckigen Hohlprofile mit mehrachsiger Faserausrichtung, besonders bevorzugt bidirektionaler Faserausrichtung, gefertigt.
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Bevorzugt weisen die rechteckigen Hohlprofile zusätzlich eine Kernfüllung auf, ausgebildet als Schaum- und / oder Waben- und / oder Holzkern. Bevorzugt handelt es sich bei dem Holzkern um Balsaholz. Weiterhin kann die Kernfüllung auch aus Kork oder als faseriges Dämmmaterial ausgebildet sein. Bevorzugt dient die Kernfüllung zur Übertragung von Gewichts- und Schubkräften.
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Besonders bevorzugt sind die rechteckigen Hohlprofile mit einem Hartschaumstoff gefüllt.
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Bevorzugt ist zwischen den rechteckigen Hohlprofilen ein flächiger Kernwerkstoff, ausgebildet als Schaum- und / oder Waben- und / oder Holzkern, zwischen der Innen- und der Außenwand des Dachsegmentes angeordnet, um die strukturelle Festigkeit und damit die Begehbarkeit zu gewährleisten.
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Bevorzugt ist der Kernwerkstoff eines Dachsegmentes als Hartschaumstoffplatte ausgebildet.
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Bevorzugt erfolgt die Herstellung der einzelnen Dachsegmente in einem Pressverfahren, wobei das Fügen der rechteckigen Hohlprofile und optional der flächigen Kernwerkstoffe mit entweder der Innen- oder der Außenwand des Dachsegmentes zusätzlich durch Kleben erfolgt.
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Bevorzugt weisen die Innen- und die Außenwand eines Dachsegmentes jeweils zumindest an einer ihrer Seiten, die senkrecht zur Wagenkastenlängsachse ausgerichtet ist, im Folgenden als Längsseite bezeichnet, einen Bereich auf, in dem sie die rechteckigen Hohlprofile dergestalt überragen, dass eine formschlüssige Verbindung zwischen benachbarten Dachsegmenten hergestellt werden kann. Vorteilhaft erlaubt diese bevorzugte Ausführungsform das Fügen einzelner Dachsegmente zum Dach des Wagenkastens in Analogie zu aus dem Stand der Technik für Bodenbeläge wie Parkett oder Laminat bekannten Verfahren (Klick-Parkett bzw. Klick-Laminat). Besonders bevorzugt überragt an einer der beiden Längsseiten eines einzelnen Dachsegmentes ein Bereich der Innenwand im Wesentlichen über die gesamte Längenausdehnung der Längsseite die rechteckigen Hohlprofile, und an der dieser Längsseite gegenüberliegenden Längsseite überragt ein Bereich der Außenwand die rechteckigen Hohlprofile im Wesentlichen über die gesamte Längenausdehnung der Längsseite. Des Weiteren besonders bevorzugt erfolgt das Fügen der einzelnen Dachsegmente zum Dach des Wagenkastens beginnend mit den an den beiden Endbereichen eines Wagenkastens angeordneten Endtyp-Dachsegmenten. An diesen Dachsegmenten wird jeweils ein nächstes Dachsegment (Standardtyp- oder Heizung-Lüftung-Klimatechniktyp-Dachsegment) so angeordnet, dass der die rechteckigen Hohlprofile überragende Bereich der Außenwand des Endtyp-Dachsegments die Außenwand des nächsten Dachsegmentes zumindest mittelbar über eine Schicht eines Klebstoffs berührt. Desgleichen berührt der die rechteckigen Hohlprofile überragende Bereich der Innenwand des nächsten Dachsegmentes die Innenwand des Endtyp-Dachsegmentes zumindest mittelbar über eine Schicht eines Klebstoffs. Mit anderen Worten erfolgt das Fügen der einzelnen Dachsegmente von außen, also den Endbereichen des Wagenkastens, beginnend nach innen, also zur Mitte des Wagenkastens, hin. Das Dachsegment, das in der Mitte des Daches des Wagenkastens angeordnet ist, ist dementsprechend so gestaltet, dass seine Außenwand keinen die rechteckigen Hohlprofile überragenden Bereich aufweist, und seine Innenwand die rechteckigen Hohlprofile an beiden Längsseiten dieses Dachsegmentes überragt. Des Weiteren besonders bevorzugt sind benachbarte rechteckige Hohlprofile benachbarter Dachsegmente stoffschlüssig, insbesondere mittels eines Klebstoffs, miteinander verbunden, wodurch sich vorteilhaft neben einer verbesserten Stabilität der Verbindung auch eine Möglichkeit zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen ergibt.
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Für die Realisierung der Erfindung ist es auch zweckmäßig, die vorbeschriebenen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen, Ausführungsformen und Merkmale der Ansprüche in jeder Anordnung miteinander zu kombinieren.
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Figurenliste
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Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels eingehender erläutert werden. Das Ausführungsbeispiel soll dabei die Erfindung beschreiben ohne diese zu beschränken.
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Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 Sprengbild eines Wagenkastens mit den erfindungsgemäßen Dachsegmenten,
- 2 Standardtyp-Dachsegment des Wagenkastens in einer perspektivischen Sprengansicht und in einer perspektivischen Ansicht im zusammengesetzten Zustand,
- 3 Heizung-Lüftung-Klimatechniktyp-Dachsegment des Wagenkastens in einer perspektivischen Sprengansicht,
- 4 Endtyp-Dachsegment des Wagenkastens in einer perspektivischen Sprengansicht.
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1 zeigt ein Sprengbild eines Wagenkastens 1, in welchem die erfindungsgemäßen Dachsegmente als Standardtyp-Dachsegment 201, Endtyp-Dachsegment 202 und Heizung-Lüftung-Klimatechniktyp-Dachsegment 203 eingebaut sind. Weiterhin sind folgende Komponenten des Wagenkastens dargestellt: Die oberen Längsträger 601 und die unteren Längsträger 602, die Seitenwandsegmente 301, die vertikalen Säulen 304, die Stirnwand 501 sowie die Bodensegmente 401.
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2 zeigt ein Standardtyp-Dachsegment 201 des Wagenkastens in einer perspektivischen Sprengansicht (2A) sowie einen Querschnitt durch zwei benachbarte Standardtyp-Dachsegmente 201 (2B) bei der Montage. Das Standardtyp-Dachsegment 201 wird mit einer Bauhöhe von 50 mm gefertigt. Das Standardtyp-Dachsegment 201 weist eine Innenwand 205 und eine Außenwand 204 auf, mit einer Gesamtdicke von 1,0 mm bzw. 2,0 mm, bestehend aus Einzellagen mit einer Dicke von 0,5 mm und einem Flächengewicht von 400 g / m2. Die Kohlenstofffasern sind in Form von bidirektionalem Gelege in die Kunststoffmatrix aus Epoxidharz eingebracht und verlaufen in 0°- und 90°-Richtung. Zwischen der Innenwand 205 und der Außenwand 204 des Standardtyp-Dachsegmentes 201 sind entlang der Außenkanten des Dachsegmentes 201 rechteckige Hohlprofile 207 als Verstärkungselemente angeordnet und mit der Außenwand 204 verklebt. Dabei handelt es sich um eine klassische Strukturverklebung mit einem Klebespalt von 0,25 - 0,40 mm. Die rechteckigen Hohlprofile 207 mit einer Größe von 100 mm × 46,5 mm mit einer Wandstärke von 1,5 mm werden in einem Flechtverfahren direkt auf einen PET-Hartschaumkern geflochten (Pullbraiding-Verfahren), wobei die Fasern einen Faserverlauf in ± 45°-Richtung aufweisen und in eine duroplastische Matrix aus Epoxidharz eingebettet sind. Zwischen der Innenwand 205 und der Außenwand 204 und dem Rahmen aus rechteckigen, mit PET-Schaum gefüllten, Hohlprofilen wird ein flächiger Kernwerkstoff 206, ausgebildet als PET-Hartschaumkern aus Airex T90.60, angeordnet und mit der Außenwand 204 verklebt. Dabei handelt es sich um eine klassische Strukturverklebung mit einem Klebespalt von 0,25 - 0,40 mm. Die Fertigstellung eines Standardtyp-Dachsegmentes 201 erfolgt in einem Pressverfahren, um die Verbindung mit der Innenwand 205 herzustellen und die endgültige Form des Standardtyp-Dachsegmentes 201 inklusive der Fügestellen 208 für das Verbinden mit weiteren Dachsegmenten (nicht dargestellt) auszubilden. 2B verdeutlicht die nach der Montage zusätzlich zu der stoffschlüssigen Klebeverbindung bestehende formschlüssige Verbindung zwischen benachbarten Standardtyp-Dachsegmenten 201 über die Fügestellen 208.
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3 zeigt ein Heizung-Lüftung-Klimatechnik-Dachsegment 203 des Wagenkastens in einer perspektivischen Sprengansicht. Das Heizung-Lüftung-Klimatechnik-Dachsegment 203 wird mit einer Bauhöhe von 50 mm gefertigt. Das Heizung-Lüftung-Klimatechnik-Dachsegment 203 weist eine Innenwand 205 und eine Außenwand 204 auf, mit einer Gesamtdicke von 1,0 mm bzw. 2,0 mm, bestehend aus Einzellagen mit einer Dicke von 0,5 mm und einem Flächengewicht von 400 g / m2. Die Kohlenstofffasern sind in Form von bidirektionalem Gelege in die Kunststoffmatrix aus Epoxidharz eingebracht und verlaufen in 0°- und 90°-Richtung. Zwischen der Innenwand 205 und der Außenwand 204 des Heizung-Lüftung-Klimatechnik-Dachsegmentes 203 sind entlang der Außenkanten des Heizung-Lüftung-Klimatechnik-Dachsegmentes 203 rechteckige Hohlprofile 207 als Verstärkungselemente angeordnet und mit der Außenwand 204 verklebt. Dabei handelt es sich um eine klassische Strukturverklebung mit einem Klebespalt von 0,25 - 0,40 mm. Die rechteckigen Hohlprofile 207 mit einer Größe von 100 mm × 46,5 mm mit einer Wandstärke von 1,5 mm werden in einem Flechtverfahren direkt auf einen PET-Hartschaumkern geflochten (Pullbraiding-Verfahren), wobei die Fasern einen Faserverlauf in ± 45°-Richtung aufweisen und in eine duroplastische Matrix aus Epoxidharz eingebettet sind. Zwischen der Innenwand 205 und der Außenwand 204 und dem Rahmen aus rechteckigen, mit PET-Schaum gefüllten, Hohlprofilen 207 wird ein flächiger Kernwerkstoff 206, ausgebildet als PET-Hartschaumkern aus Airex T90.60, angeordnet und mit der Außenwand 204 verklebt. Dabei handelt es sich um eine klassische Strukturverklebung mit einem Klebespalt von 0,25 - 0,40 mm. Die Fertigstellung eines Heizung-Lüftung-Klimatechnik-Dachsegmentes 203 erfolgt in einem Pressverfahren, um die Verbindung mit der Innenwand 205 herzustellen und die endgültige Form des Heizung-Lüftung-Klimatechnik-Dachsegmentes 203 inklusive der Fügestellen 208 für das Verbinden mit weiteren Dachsegmenten 203 (nicht dargestellt) auszubilden. Weiterhin umfasst das Heizung-Lüftung-Klimatechnik-Dachsegment 203 Aussparungen 209, welche jeweils in der Innenwand 205, der Außenwand 204 und dem Kernwerkstoff 206 durchgängig angeordnet sind und der Entlüftung dienen.
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4 zeigt ein Endtyp-Dachsegment 202 des Wagenkastens in einer perspektivischen Sprengansicht. Das Endtyp-Dachsegment 202 wird mit einer Bauhöhe von 50 mm gefertigt. Das Endtyp-Dachsegment 202 weist eine Innenwand 205 und eine Außenwand 204 auf, mit einer Gesamtdicke von 1,0 mm bzw. 2,0 mm, bestehend aus Einzellagen mit einer Dicke von 0,5 mm und einem Flächengewicht von 400 g / m2. Die Kohlenstofffasern sind in Form von bidirektionalem Gelege in die Kunststoffmatrix aus Epoxidharz eingebracht und verlaufen in 0°- und 90°-Richtung. Zwischen der Innenwand 205 und der Außenwand 204 des Endtyp-Dachsegmentes 202 sind entlang der Außenkanten des Endtyp-Dachsegmentes 202 rechteckige Hohlprofile 207 als Verstärkungselemente angeordnet und mit der Außenwand 204 verklebt. Dabei handelt es sich um eine klassische Strukturverklebung mit einem Klebespalt von 0,25 - 0,40 mm. Die rechteckigen Hohlprofile 207 mit einer Größe von 100 mm × 46,5 mm mit einer Wandstärke von 1,5 mm werden in einem Flechtverfahren direkt auf einen PET-Hartschaumkern geflochten (Pullbraiding-Verfahren), wobei die Fasern einen Faserverlauf in ± 45°-Richtung aufweisen und in eine duroplastische Matrix aus Epoxidharz eingebettet sind. Zwischen der Innenwand 205 und der Außenwand 204 und dem Rahmen aus rechteckigen, mit PET-Schaum gefüllten, Hohlprofilen wird ein flächiger Kernwerkstoff 206, ausgebildet als PET-Hartschaumkern aus Airex T90.60, angeordnet und mit der Außenwand verklebt. Dabei handelt es sich um eine klassische Strukturverklebung mit einem Klebespalt von 0,25 - 0,40 mm. Die Fertigstellung eines Endtyp-Dachsegmentes 202 erfolgt in einem Pressverfahren, um die Verbindung mit der Innenwand 205 herzustellen und die endgültige Form des Endtyp-Dachsegmentes 202 inklusive der Fügestellen 208 für das Verbinden mit weiteren Dachsegmenten 202 (nicht dargestellt) auszubilden. Weiterhin umfasst das Endtyp-Dachsegment 202 Aussparungen 209, welche jeweils in der Innenwand 205, der Außenwand 204 und dem Kernwerkstoff 206 durchgängig angeordnet sind und der Entlüftung dienen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wagenkasten
- 201
- Standardtyp-Dachsegment
- 202
- Endtyp-Dachsegment
- 203
- Heizung-Lüftung-Klimatechniktyp-Dachsegment
- 204
- Außenwand des Dachsegmentes
- 205
- Innenwand des Dachsegmentes
- 206
- Kernwerkstoff
- 207
- Rechteckige Hohlprofile
- 208
- Fügestelle zu angrenzendem Dachsegment
- 209
- Aussparung
- 301
- Seitenwandsegment
- 304
- Vertikale Säule
- 401
- Bodensegment
- 501
- Stirnwand
- 601
- Oberer Längsträger
- 602
- Unterer Längsträger
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19619212 A1 [0007]
- GB 2030934 A [0013]
- DE 102009045202 B4 [0018]
- EP 1138567 A2 [0020]
