DE60012426T2

DE60012426T2 - Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges, Schienenfahrzeug und zugehörige Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE60012426T2
Application number: DE60012426T
Authority: DE
Inventors: Emigliano Campus; Laurent Dastas
Original assignee: Alstom SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2020-05-26
Also published as: CA2309802A1; EP1057705B1; JP2001018794A; FR2794414A1; DE60012426D1; ES2223420T3; KR100626780B1; FR2794414B1; EP1057705A1; US6378444B1; KR20010007181A; CA2309802C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wagenkastenstruktur eines Schienenfahrzeuges in Gitterstruktur mit Längselementen und Querelementen, die im Bereich von Knotenpunkten zusammenlaufen, einer Außenverkleidung und einer Innenverkleidung, die von der Gitterstruktur getragen wird.
Im Allgemeinen handelt es sich bei den Längselementen und Querelementen von Gitterstrukturen von Wagenkästen der oben genannten Art um U-Profile oder Ω-Profile.
Um diese Profile im Bereich der Knotenpunkte der Gitterstruktur zu verbinden, müssen sie im Allgemeinen zugeschnitten werden.
Die Knotenpunkte der Gitterstrukturen von Wagenkästen unterschiedlicher Modelle werden in Abhängigkeit insbesondere von der Anzahl und der Position der Fenster in den Wagenkästen an unterschiedlichen Stellen angeordnet.
Man kennt auch Dreiecksstrukturen wie in dem Dokument EP 780 279 beschrieben, in dem die Struktur aus einem unteren und einem oberen Längsträger besteht, die durch Stäbe verbunden sind, welche wiederum mit den Verbindungs-Knotenpunkten verbunden sind.
Auf diese Art und Weise sind für jedes Modell eines Wagenkastens ein Entwurf und neue Zeichnungen erforderlich.
Außerdem sind die Herstellungskosten und der Zeitaufwand für diese Wagenkastenstrukturen relativ hoch, insbesondere weil es einerseits nicht möglich ist, für die Querprofile auf ein automatisches Biegeverfahren zurückzugreifen, da diese entsprechend der Form und Kontur des Wagenkastens, den man erhalten will, gebogen werden müssen, und weil andererseits die Herstellung der Profile im Bereich der Knotenpunkte der Struktur sehr komplex ist.
Ziel der Erfindung ist es, diese Probleme zu lösen, indem eine Wagenkastenstruktur eines Schienenfahrzeuges der oben genannten Art geliefert wird, deren Herstellungskosten und Zeitaufwand geringer sind, und deren Konstruktionsprinzip für Wagenkästen unterschiedlicher Abmessungen und/oder Formen verwendet werden kann, so dass die Kosten für die Entwürfe jedes Wagenkastentyps eingeschränkt werden.
Deshalb hat die Erfindung eine Wagenkastenstruktur eines Schienenfahrzeuges der oben genannten Art gemäß Anspruch 1 zum Ziel, die auf ein Untergestell montiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Längselementen und Querelementen der Gitterstruktur um Rohre mit rundem Querschnitt handelt, dass die Gitterstruktur zumindest im Bereich einiger ihrer Knotenpunkte längs- und quer verlaufende Rohrverbindungen mit rundem Querschnitt besitzt, dass diese Verbindungen Längsstutzen und Querstutzen besitzen, die jeweils längs verlaufende und quer verlaufende Rohre aufnehmen und dadurch gekennzeichnet, dass sie längs verlaufende und quer verlaufende Rohre aufweist, und dass längs verlaufende Rohre von einer Seite zur anderen durch die längs- und quer verlaufenden Rohrverbindungen führen.
Nach besonderen Ausführungsarten kann die Wagenkastenstruktur des Schienenfahrzeuges eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale besitzen, die jeweils in Verbindung mit den Merkmalen von Anspruch 1 zu sehen sind:

– die Gitterstruktur besitzt Querbögen, die ausgehend von den quer verlaufenden Rohren mit rundem Querschnitt gebildet werden;
– die Querbögen besitzen jeweils ein mittleres, gebogenes Rohr mit rundem Querschnitt, das im Bereich des Oberteils des Wagenkastens angeordnet ist, Rohre mit rundem Querschnitt, die stärker gebogen sind als das mittlere Rohr, und die das letztere seitlich von einer Seite zur anderen in den Bereichen der Flügel des Oberteils des Wagenkastens verlängern, und Rohre mit rundem Querschnitt, die die Rohre im Bereich der Flügel des Oberteils in Bereiche der Seitenwände hinein verlängern;
– jeder dieser Querbögen besitzt quer verlaufende Rohrverbindungen, die an der Verbindung zwischen dem mittleren Rohr im Bereich des Oberteils des Wagenkastens und den Rohren in den Bereichen der Seitenwände beteiligt sind, und diese quer verlaufenden Rohrverbindungen besitzen Querstutzen mit rundem Querschnitt, die die Rohre der Bereiche des Oberteils des Wagenkastens und der Seitenwände aufnehmen;
– bei den Verbindungen der Querbögen handelt es sich um quer verlaufende Rohrverbindungen und längs verlaufende Rohrverbindungen und diese Verbindungen besitzen Längsstutzen mit runden Querschnitten, die längs verlaufende Rohre aufnehmen, welche von einer Seite zur anderen durch die Verbindungen verlaufen;
– die Struktur besitzt geschweißte Knotenbleche mit Fußplatten, die am Wagenkasten nach außen gerichtet sind, und an denen die Außenverkleidung angeschweißt ist;
– geschweißte Knotenbleche werden von den Rohren der Gitterstruktur mit rundem Querschnitt getragen;
– geschweißte Knotenbleche sind an den Rohrverbindungen mit rundem Querschnitt der Gitterstruktur befestigt;
– die Außenverkleidung ist zumindest teilweise mit der Gitterstruktur verklebt;
– die Außenverkleidung ist direkt mit den Längselementen bzw. Querelementen der Gitterstruktur verklebt;
– die Innenverkleidung wird durch elastische Verriegelung an den Rohren mit rundem Querschnitt der Struktur befestigt.

Die Erfindung hat auch ein Schienenfahrzeug zum Gegenstand, das ein Untergestell und eine Wagenkastenstruktur besitzt, die auf dem Untergestell montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Wagenkastenstruktur um eine Struktur wie oben definiert handelt.
Die Erfindung hat auch ein Verfahren zur Herstellung einer Wagenkastenstruktur nach Anspruch 13 zum Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Herstellung der Gitterstruktur längs verlaufende Rohre in die Längsstutzen der längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohrverbindungen einschiebt, diese bis zu den Stellen der Knotenpunkte der Struktur verschiebt und diese Verbindungen an den längs verlaufenden Rohren im Bereich dieser Stellen befestigt.
Nach besonderen Ausführungsarten kann das Herstellungsverfahren eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale besitzen, die jeweils in Verbindung mit den Merkmalen von Anspruch 13 zu sehen sind:

– man verbindet quer verlaufende Rohre mit Querstutzen mindestens einiger der längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohrverbindungen, bevor diese Verbindungen an den Stellen der Knotenpunkte der Gitterstruktur befestigt werden;
– man verbindet quer verlaufende Rohre mit rundem Querschnitt, so dass sie Querbögen der Gitterstruktur bilden;
– zur jeweiligen Herstellung der Querbögen fügt man ein gebogenes mittleres Rohr mit rundem Querschnitt zusammen, das in einem Bereich des Oberteils des Wagenkastens angeordnet werden soll, sowie Rohre mit rundem Querschnitt, die stärker gebogen sind als das mittlere Rohr, und die in Bereichen der Flügel des Oberteils des Wagenkastens angeordnet werden sollen, sowie Rohre mit rundem Querschnitt, welche die Rohre in Bereichen der Flügel des Oberteils in Bereiche der Seitenwände des Wagenkastens verlängern sollen;
– für jeden dieser Querbögen verbindet man das mittlere Rohr im Bereich des Oberteils und die Rohre in den Bereichen der Seitenwände mittels quer verlaufender Rohrverbindungen, die Querstutzen mit rundem Querschnitt besitzen, welche die Rohre der Bereiche des Oberteils und der Seitenwände aufnehmen;
– bei den Verbindungen der Querbögen handelt es sich um quer verlaufende Rohrverbindungen und längs verlaufende Rohrverbindungen, die Längsstutzen mit rundem Querschnitt besitzen zur Herstellung der Gitterstruktur schiebt man längs verlaufende Rohre in die Längsstutzen der Verbindungen der Querbögen, man verschiebt diese Verbindungen bis zu den Stellen der Knotenpunkte der Struktur und befestigt diese Verbindungen im Bereich dieser Stellen;
– man verbindet quer verlaufende Rohre der Querbögen mit Querstutzen mindestens einiger der längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohrverbindungen der Querbögen, bevor diese Verbindungen an den Stellen der Knotenpunkte der Gitterstruktur befestigt werden;
– man befestigt geschweißte Knotenbleche an der Gitterstruktur, indem Fußplatten dieser Knotenbleche am Wagenkasten nach außen gerichtet werden, anschließend wird die Außenverkleidung des Wagenkastens mit den Fußplatten verschweißt;
– man befestigt geschweißte Knotenbleche an den Rohrverbindungen der Gitterstruktur;
– man verklebt die Außenverkleidung zumindest teilweise mit der Gitterstruktur;
– man verklebt die Außenverkleidung direkt mit den Längselementen bzw. Querelementen der Gitterstruktur;
– man verbindet die Innenverkleidung mit der Gitterstruktur durch elastische Verriegelung an den Rohren mit rundem Querschnitt der Struktur.

Die Erfindung hat darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeuges zum Gegenstand, wie es oben definiert wurde, dadurch gekennzeichnet, dass man die Gitterstruktur des Wagenkastens des Fahrzeugs mit Hilfe eines Verfahrens herstellt, wie es oben definiert wurde.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung, die lediglich als Beispiel dient, noch verständlicher. Es wird dabei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
1 eine schematische, perspektivische Ansicht mit Anrissen eines Fahrzeuges gemäß der Erfindung,
2 eine schematische, perspektivische Ansicht der Gitterstruktur des Wagenkastens des Fahrzeuges aus 1,
3 und 4 vergrößerte Ansichten, die die Rohrverbindungen der Gitterstruktur von 2 veranschaulichen, und
5 und 6 perspektivische, vergrößerte Ansichten, die die Verbindung zwischen der Gitterstruktur und der Außenverkleidung und Innenverkleidung des Wagenkastens aus 1 veranschaulichen.
1 veranschaulicht schematisch ein Schienenfahrzeug 1, das im Wesentlichen einen Wagenkasten mit einem Untergestell 2 besitzt, auf dem eine Wagenkastenstruktur 3 montiert ist, die von einem umgekehrten U-förmigen Querschnitt umschlossen wird.
Die Wagenkastenstruktur 3, die aus Schwarzstahl oder rostfreiem Stahl hergestellt wird, besitzt ein Dach oder Oberteil 4, zwei Seitenwände 5, die mit dem Untergestell 2 verbunden sind, zwei Flügel des Oberteils 6, die jeweils eine Seitenwand 5 mit dem Oberteil oder Dach 4 verbinden, eine Stirnwand (in 1) 7 und eine Rückwand 8.
Um die Darstellung und die Beschreibung zu erleichtern, sind nur die Längsseiten und ein Mittelteil des Fahrzeuges 1 in 1 dargestellt. Aus den gleichen Gründen besitzt dieses Fahrzeug nur an Stirnwand 7 und Rückwand 8 eine Tür.
Wie dank der Anrisse in 1 zu sehen ist, besitzt die Wagenkastenstruktur 3 eine Stützkonstruktion oder Tragkonstruktion, eine Außenverkleidung 10 und eine Innenverkleidung 11, die von der Stütz- bzw. Tragkonstruktion 9 getragen werden.
Die Innenverkleidung 11 und das Untergestell 2 umgrenzen den Fahrzeuginnenraum des Schienenfahrzeuges 1.
2 zeigt insbesondere die Stütz- bzw. Tragkonstruktion 9, bei der es sich um eine Gitterstruktur mit Knotenpunkten 12 handelt, die durch Verschlingung von dazwischenliegenden Querbögen 13 und Querbögen an den Enden 14 sowie Verschlingung von Längselementen 15 der Gitterstruktur 9 gebildet werden. Es wird darauf hingewiesen, dass sich die Größenverhältnisse in dieser 2 von denen der 1 etwas unterscheiden, so dass der Mittelteil der gezeigten Gitterstruktur 9 eine Länge aufweist, die dem Vorhandensein von zwei (2) Fenstern je Seitenwand 5 anstatt drei (3) Fenstern in 1 entspricht.
Die Längselemente 15 werden von Rohren mit dem gleichen runden Querschnitt gebildet, die sich in dem gezeigten Beispiel, das keine Seitentür zeigt, über die gesamte Länge des Fahrzeuges 1 erstrecken.
Die Gitterstruktur 9 besitzt im Bereich jeder Seitenwand 5 zwei Längselemente 15 und zwei Längselemente 15 im Bereich jedes Flügels des Oberteils oder Daches 6.
Die Bögen an den Enden 14 sind im Bereich des vorderen Endes 7 und im Bereich des hinteren Endes 8 der Gitterstruktur 9 angeordnet.
Diese Bögen 14 besitzen jeweils zwei seitliche Stützen 16 und einen mittleren Querträger oben 17, der mit den oberen Enden der Stützen 16 verbunden ist.
Bei den Stützen 16 handelt es sich um im Wesentlichen vertikale Profile mit rechteckigem Querschnitt, die durch ihr unteres Ende mit dem Untergestell 2 verbunden sind.
Der mittlere Querträger 17 besitzt einen oberen Steg 18, der einen mittleren Bereich 19 mit relativ geringer Krümmung darstellt, welcher dem Oberteil oder Dach 4 entspricht, und zwei seitliche Bereiche 20 mit relativ starker Krümmung, die den Flügeln des Oberteiles oder Daches 6 entsprechen.
Zwei durchbrochene Flansche 21 sind in Längsrichtung zu beiden Seiten des Steges 18 angeordnet und spannen Verstärkungsplatten 22 und zwei Längsstutzen 24 zwischen sich ein, wie in der eingekreisten Vergrößerung in 2 gesondert dargestellt ist. Der Innendurchmesser dieser Stutzen 24 mit rundem Querschnitt ist etwas größer als der Außendurchmesser der Längselemente 15.
Drei analoge Längsstutzen 24 sind ebenfalls in den mit Laser ausgeschnittenen Aussparungen in jeder Stütze 16 angeordnet.
Diese Stutzen 24 nehmen in ihrem Innern die vorderen Enden der Längselemente 15 für den Bogen 14 am vorderen Ende und die hinteren Enden der Längselemente 15 für den Bogen 14 am hinteren Ende auf.
Zwei vertikale Stützen 25, die zwischen den Stützen 16 angeordnet sind, verbinden das Untergestell 2 mit jedem mittleren Querträger 17 und bilden an der Längsseite somit einen Türrahmen.
Die dazwischenliegenden Querbögen 13, die regelmäßig zwischen den Bögen an den Enden 14 über die gesamte Länge des Fahrzeuges 1 angeordnet sind, besitzen jeweils zwei seitliche, im Wesentlichen vertikale Stützen 26 und einen mittleren Querträger oben 27.
Die Stützen 26 besitzen jeweils drei Rohre 30 mit dem gleichen runden Querschnitt wie die Längselemente 15, nämlich zwei kurze Rohre 30 und ein längeres Rohr 30, die im Bereich eines Fensters der entsprechenden Seitenwand 5 angeordnet sind. Diese Rohre 30 sind durch Verbindungen 31 untereinander und mit den Längselementen 15 der entsprechenden Seitenwand 5 verbunden.
3 zeigt eine dieser Verbindungen, die vier Stutzen mit dem gleichen runden Querschnitt besitzt, die kreuzförmig angeordnet sind, nämlich zwei Längsstutzen 32, die sich gegenseitig verlängern, und zwei Querstutzen 33, die sich ebenfalls gegenseitig verlängern, und die orthogonal zu den Längsstutzen 32 angeordnet sind. Der Innendurchmesser dieser Stutzen 32 und 33 ist etwas größer als der Außendurchmesser der Längselemente 15.
Wie in den 2 und 5 veranschaulicht, wird für jede dieser Verbindungen 31 ein Längselement 15 in die beiden Längsstutzen 32 eingeschoben, wobei die Verbindung 31 von einer Seite bis zur anderen Seite durchquert wird, und ein vertikales Rohr 30 wird in jeden Querstutzen 33 eingeschoben. Somit wird ein Knotenpunkt 12 der Gitterstruktur 9 im Bereich jeder dieser Verbindungen 31 gebildet.
Der mittlere Querträger oben 27 besitzt:

– ein mittleres Rohr 35 mit dem gleichen runden Querschnitt wie die Rohre 30 und die Längselemente 15, und es ist entsprechend der Krümmung des Oberteiles oder Daches 4 relativ leicht gebogen, und
– zwei Verbindungen 36, die zu beiden Seiten des mittleren Rohres 35 angeordnet sind.

Wie in 4 gezeigt, besitzt jede Verbindung 36 einen Querstutzen 37, der entsprechend den Flügeln des Oberteiles oder Daches 6 relativ stark gebogen ist, und vier Längsstutzen 38, die orthogonal zu dem Querstutzen 37 verlaufen, und paarweise in unmittelbarer Nähe des Querstutzens 37 ausgerichtet sind.
Wie in den 2 und 6 veranschaulicht, werden bei jeder dieser Verbindungen 36 Längselemente 15 des entsprechenden Flügels des Oberteils oder Dachs 6 jeweils in zwei Längsstutzen 38 eingeschoben, indem sie die Verbindung 36 von einer Seite zur anderen durchqueren. Außerdem wird das mittlere Rohr 35 des entsprechenden mittleren Querträgers 27 in das obere Ende des Querstutzens 37 eingeschoben, während das obere Rohr 30 der entsprechenden Stütze 26 in das untere Ende dieses Querstutzens 37 eingeschoben wird.
Auf diese Art und Weise wird ein Knotenpunkt 12 der Gitterstruktur 9 im Bereich eines jeden Paares an Längsstutzen 38 dieser Verbindung 36 gebildet.
Wie in den 5 und 6 veranschaulicht, besitzt die Gitterstruktur 9 ebenfalls:

– im Bereich der Mehrheit der Knotenpunkte 12 geschweißte Knotenbleche 40 an der Außenverkleidung 10 und
– im Bereich der Durchgangsteile der Rohre 30 und 35 und der Mehrheit der Längselemente 15 geschweißte Knotenbleche 40 an der Außenverkleidung 10.

Die Knotenbleche 40 werden beispielsweise durch Tiefziehen von Blech hergestellt und werden an die Verbindungen 31 und 36 angeschweißt. Diese Knotenbleche 40 besitzen jeweils eine flache Fußplatte 42 (5 und 6), die an dem Wagenkasten 3 nach außen gerichtet ist, und an die die Außenverkleidung 10 angeschweißt ist.
Die Knotenbleche 40 werden durch gefalzte und/oder feingewalzte Bleche hergestellt, die an die Durchgangsteile der Längselemente 15 und der Rohre 30 und 35 angeschweißt werden. Die Knotenbleche besitzen jeweils eine flache Fußplatte 43, die an dem Wagenkasten 3 nach außen gerichtet ist und an die die Außenverkleidung 10 angeschweißt wird.
Es wird darauf hingewiesen, dass in 2 nur einige Knotenbleche 41 gezeigt sind.
Die Längselemente 15, die zu beiden Seiten der Rohre 35 der Innenbögen 13 angeordnet sind, sind wie die entsprechenden Knotenpunkte 12 der Struktur 9 mit einem durchgehenden angeschweißten Knotenblech 45 in Form eines Bleches ausgestattet, welches das betreffende Längselement 15 und die Knotenpunkte 12 von außen abdeckt. Es wird darauf hingewiesen, dass jedes Knotenblech 45 im Bereich der entsprechenden Knotenpunkte 12 an die Knotenbleche 40 der Verbindungen 36 angeschweißt wird. Diese Knotenbleche 45 besitzen jeweils eine durchgehende flache Fußplatte 46, die am Wagenkasten 3 nach außen gerichtet ist, und an die die Außenverkleidung 10 angeschweißt wird.
Die Innenverkleidung 11 wird durch Clipsen oder elastisches Verriegeln an den Rohren mit rundem Querschnitt der Gitterstruktur 9 befestigt, wie in 5 gezeigt, wo ein Clipselement 50 zu sehen ist. Dieses Clipselement wird von der Innenverkleidung 11 getragen und an einem Längselement 15 befestigt.
Um das Fahrzeug 1 aus 1 herzustellen, kann man wie nachfolgend beschrieben vorgehen.
Man beginnt zunächst mit folgendem:

– Herstellung des Untergestelles 2 in herkömmlicher Art und Weise und
– Herstellung eines Dachmoduls durch Montage der mittleren Querträger oben 17 der Bögen an den Enden 14, der mittleren Querträger oben 27 der Zwischenbögen 13, der beiden Längselemente 15, die zu beiden Seiten des Daches 4 angeordnet sind, und der Knotenbleche 45 durch Schweißen.

Während der Herstellung dieses Dachmoduls werden die beiden betreffenden Längselemente 15 in die Stutzen 38 der Verbindungen 36 der mittleren Querträger oben 27 eingeschoben.
Anschließend lässt man diese mittleren Querträger 27 die beiden Längselemente 15 bis zu ihren jeweiligen Positionen entlanggleiten; danach werden die Verbindungen 36 an die beiden Längselemente 15 angeschweißt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Verbindungen 36 der mittleren Querträger 17 vorher mit ihren Knotenblechen 40 versehen worden sind.
Anschließend werden die Stützen 16 der Bögen an den Enden 14 mit dem Untergestell 2 verschweißt, und danach wird das Dachmodul mit Hilfe der Querträger 17 der Bögen an den Enden 14 an diese Stützen angeschweißt.
Nun werden die anderen Längselemente 15 in die Stutzen 24 der Bögen an den Enden 14 eingeschoben, nämlich die beiden verbleibenden Längselemente 15 der Flügel des Oberteils oder Daches 6, die ebenfalls in die unteren Längsstutzen 38 der Verbindungen 36 eingeschoben werden, und die Längselemente 15 der Seitenwände 5, die mit Verbindungen 31 versehen sind, welche frei an ihnen entlang verschoben werden können.
Das vordere und hintere Ende der Längselemente 15 wird mit den Bögen an den Enden 14 verschweißt.
Anschließend werden die vertikalen Rohre 30 für den Abschluss der Zwischenbögen 13 in die entsprechenden Verbindungen 31 und 36 eingeschoben.
Dadurch, dass die Verbindungen 31 entlang der Längselemente 15 verschoben werden können, ist eine leichte Montage der vertikalen Rohre 30 möglich.
Sobald die Rohre 30 richtig positioniert sind, werden die Verbindungen 31 mit den vertikalen Rohren 30 und den Längselementen 15 und die Verbindungen 36 mit den vertikalen Rohren 30 über den Stützen 26 verschweißt.
Die Knotenbleche 41 werden anschließend mit den Längselementen 15, den Rohren 30 und den Rohren 35 verschweißt, wobei die Knotenbleche 40 vorher mit den Verbindungen 31 verschweißt worden sind.
Anschließend wird die Außenverkleidung mit den Fußplatten 42, 43 und 46 der Knotenbleche 40, 41 und 45 und mit den Stützen 16 der Bögen an den Enden 14 verschweißt.
Schließlich wird die Innenverkleidung 11 durch Clipsen an der Gitterstruktur 9 befestigt.
Da zur Herstellung der meisten Längselemente und Querelemente der Struktur Rohre mit rundem Querschnitt verwendet werden, können diese Teile selbst bei relativ großen Durchmessern in einem vollständig automatisierten Biegeverfahren hergestellt werden.
Die Herstellung der Längselemente und Querelemente im Bereich der Knotenpunkte 12 ist einfach, und die Längselemente müssen nicht in Abhängigkeit von den Positionen der Knotenpunkte 12 zugeschnitten werden.
Außerdem kann die Positionierung der Verbindungen 31 und 36 entlang der Längselemente 15 mit Präzision durch Verschieben erfolgen, wobei durch die runden Querschnitte der Längsstutzen der Verbindungen 31 und 36 und der Rohre 15 ein Verschieben oder Gleiten gut möglich ist.
Da Rohre 15 und 30 mit rundem Querschnitt verwendet werden, lässt sich die Innenverkleidung 11 auch durch Clipsen mit der Gitterstruktur 9 verbinden.
Auf diese Art und Weise ist die Herstellung des Wagenkastens einfach, schnell, und es werden nur wenige Werkzeuge benötigt.
Darüber hinaus ist diese Gitterstruktur 9 aufgrund der hohen mechanischen Festigkeit der Rohre mit rundem Querschnitt sehr widerstandsfähig.
Es muss auch darauf hingewiesen werden, dass der Wagenkasten 3 aufgrund seiner Konstruktion an verschiedene Fahrzeuge angepasst werden kann, was die Anzahl von Sonderentwürfen begrenzt. Das gleiche Konstruktionsprinzip kann nämlich auf unterschiedliche Wagenkästen angewendet werden, indem man einfach die Biegeparameter und die Parameter für den Zuschnitt der quer verlaufenden Elemente ändert.
Insbesondere bei Wagenkästen, die sich lediglich durch die ihre Länge bzw. ihre Anzahl von Fenstern unterscheiden, genügt es, wenn die Positionen bzw. die Anzahl der Querbögen geändert wird, ohne dass durch diese Änderung die verwendeten Längselemente abgeändert werden müssen, wie das bei Längselementen in Form von U-Profilen oder Ω-Profilen der Fall ist, die an den Stellen der Knotenpunkte vorgeschnitten werden müssen.
Auf diese Art und Weise können mit der Wagenkastenstruktur 3 der 1 bis 6 Schienenfahrzeuge innerhalb relativ kurzer Zeit und zu relativ niedrigen Kosten hergestellt werden.
Es muss auch darauf hingewiesen werden, dass es sich bei den Längselementen und Querelementen des Wagenkastens um geläufige Produkte handelt, dass die speziellen Elemente für ein Wagenkastenmodell begrenzt sind und dass die Struktur des Wagenkastens 3 leicht in Form eines Bausatzes transportiert und nach dem Transport anschließend zusammengebaut werden kann.
In Varianten des Herstellungsverfahrens kann die Position der Verbindungen 31 und 36 vor dem Anschweißen an die Längselemente 15 zum Beispiel mittels Stiften fixiert werden.
Der beschriebene Wagenkasten hat keine Seitentüren. Doch solche Türen können leicht vorgesehen werden, indem Rahmen im Innern der Gitterstruktur 9 angeordnet werden. Diese Rahmen können beispielsweise entweder mit Hilfe von Rohren mit rundem Querschnitt hergestellt werden, welche durch Verbindungen mit dem Rest der Gitterstruktur 9 verbunden werden, die aus in T-Form angeordneten Stutzen mit rundem Querschnitt bestehen, oder aus Profilen mit rechteckigem Querschnitt hergestellt werden, die mit Stutzen 24 versehen sind, welche andere Rohre der Struktur aufnehmen.
Nach einer Variante der Erfindung wird die Außenverkleidung 10 direkt durch Verkleben mit den Durchgangsteilen mindestens einiger der Längselemente 15 und Querelemente 30 der Seitenwände 5, d.h. ohne die Verwendung von Knotenblechen 41, befestigt.

Claims

Wagenkastenstruktur (3) eines Schienenfahrzeuges (1) in Gitterstruktur (9), wobei letztere Längselemente (15) und Querelemente (30, 35) besitzt, die im Bereich von Knotenpunkten (12) zusammenlaufen, sowie eine Außenverkleidung (10) und eine Innenverkleidung (11), die von der Gitterstruktur getragen wird, wobei es sich bei den Längselementen (15) und den Querelementen (30, 35) der Gitterstruktur (9) um Rohre mit rundem Querschnitt handelt, und die Gitterstruktur im Bereich mindestens einiger ihrer Knotenpunkte (12) längs verlaufende und quer verlaufende Rohrverbindungen (31, 36) mit rundem Querschnitt besitzt, wobei diese Verbindungen (31, 36) Längsstutzen (32, 38) und Querstutzen (33, 37) mit rundem Querschnitt aufweisen, die jeweils die längs verlaufenden Rohre (15) und quer verlaufenden Rohre (30, 35) aufnehmen, und dadurch gekennzeichnet, dass die längs verlaufenden Rohre (15) die längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohrverbindungen (31, 36) von einer Seite zur anderen durchqueren.
Wagenkastenstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur (9) Querbögen (13) besitzt, die ausgehend von quer verlaufenden Rohren (30, 35, 37) mit rundem Querschnitt gebildet werden.
Wagenkastenstruktur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbögen (13) jeweils ein quer verlaufendes, mittleres, gebogenes Rohr (35) mit rundem Querschnitt besitzen, das in einem Bereich des Oberteils (4) des Wagenkastens (3) angeordnet ist, Rohre mit rundem Querschnitt (37) besitzen, die stärker gebogen sind als das quer verlaufende mittlere Rohr, und die das letztere seitlich von einer Seite zur anderen in Bereichen der Flügel des Oberteils (6) des Wagenkastens (3) verlängern, und quer verlaufende Rohre (30) mit rundem Querschnitt besitzen, welche die Rohre (37) in Bereichen der Flügel des Oberteils (6) in Bereiche der Seitenwände (5) hinein verlängern.
Wagenkastenstruktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder dieser Querbögen (13) quer verlaufende Rohrverbindungen (36) besitzt, die an der Verbindung zwischen dem quer verlaufenden mittleren Rohr (35) im Bereich des Oberteils (4) und den quer verlaufenden Rohren (30) der Bereiche der Seitenwände (5) beteiligt sind, und dass diese quer verlaufenden Rohrverbindungen (36) Querstutzen (37) mit rundem Querschnitt besitzen, welche die quer verlaufenden Rohre (30, 35) der Bereiche des Oberteils (4) und der Seitenwände (5) aufnehmen.
Wagenstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verbindungen (36) der Querbögen (13) um quer verlaufende Rohrverbindungen und längs verlaufende Rohrverbindungen (36) handelt, und dass diese Verbindungen Längsstutzen (38) mit runden Querschnitten besitzen, die längs verlaufende Rohre (15) aufnehmen, welche von einer Seite zur anderen durch die Verbindungen (36) verlaufen.
Wagenkastenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur geschweißte Knotenbleche (40, 41, 45) mit Fußplatten (42, 43, 46) besitzt, die am Wagenkasten (3) nach außen gerichtet sind, und an denen die Außenverkleidung (10) angeschweißt wird.
Wagenkastenstruktur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass geschweißte Knotenbleche (41, 45) von längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohren mit rundem Querschnitt (15, 30, 35) der Gitterstruktur (9) getragen werden.
Wagenkastenstruktur nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass geschweißte Knotenbleche (40) an den längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohrverbindungen (31, 36) mit rundem Querschnitt der Gitterstruktur befestigt werden.
Wagenkastenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverkleidung (10) zumindest teilweise mit der Gitterstruktur (9) verklebt wird.
Wagenkastenstruktur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverkleidung (10) direkt mit den längs verlaufenden Rohren (15) bzw. quer verlaufenden Rohren der Gitterstruktur (9) verklebt wird.
Wagenkastenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverkleidung (11) durch elastische Verriegelung an den längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohren mit rundem Querschnitt (15, 30) der Struktur (9) befestigt wird.
Schienenfahrzeug mit einem Untergestell (2) und einer Wagenkastenstruktur (3), die auf dem Untergestell (2) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Wagenkastenstruktur um eine Struktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11 handelt.
Verfahren zur Herstellung einer Wagenkastenstruktur eines Schienenfahrzeuges (1) mit Gitterstruktur (9), die längs verlaufende (15) und quer verlaufende (30, 35) Rohre mit rundem Querschnitt besitzt, die im Bereich von Knotenpunkten (12) zusammenlaufen, eine Außenverkleidung (10) und eine Innenverkleidung (11) besitzt, die von der Gitterstruktur getragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Herstellung der Gitterstruktur (9) die längs verlaufenden Rohre (15) in die Längsstutzen (32, 38) mit rundem Querschnitt der längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohrverbindungen (31, 36) einschiebt, diese Verbindungen (31, 36) bis zu den Stellen der Knotenpunkte (12) der Struktur (9) verschiebt, und diese Verbindungen (32, 38) an den längs verlaufenden Rohren (15) im Bereich dieser Stellen befestigt, und dass diese längs verlaufenden Rohre (15) die längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohrverbindungen (31, 36) von einer Seite zur anderen durchqueren.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass quer verlaufende Rohre (30, 35) mit Querstutzen (33, 37) mit rundem Querschnitt mindestens mit einigen längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohrverbindungen (31, 36) verbunden werden, bevor diese Verbindungen an den Stellen von Knotenpunkten (12) der Gitterstruktur (9) befestigt werden.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass quer verlaufende Rohre (30, 35, 37) mit rundem Querschnitt verbunden werden, so dass sie Querbögen (13) der Gitterstruktur (9) bilden.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Querbögen (13) ein quer verlaufendes (35), gebogenes, mittleres Rohr mit rundem Querschnitt, das in einem Bereich des Oberteils oder Daches (4) des Wagenkastens angeordnet werden soll, sowie Rohre mit rundem Querschnitt (37), die stärker gebogen sind als das mittlere Rohr, und die in Bereichen der Flügel des Oberteils oder Daches (6) des Wagenkastens angeordnet werden sollen, sowie quer verlaufende (30) Rohre mit rundem Querschnitt, welche die Rohre (37) in Bereichen der Flügel des Oberteils oder Daches (6) in Bereiche der Seitenwände (5) des Wagenkastens hinein verlängern sollen, zusammengefügt werden.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass man für jeden der Querbögen (13) das quer verlaufende mittlere Rohr (35) im Bereich des Oberteils oder Daches und die quer verlaufenden Rohre (30) in den Bereichen der Seitenwände mittels quer verlaufender Rohrverbindungen (36) verbindet, die Querstutzen (37) mit runden Querschnitten besitzen, welche die quer verlaufenden Rohre (30, 35) der Bereiche des Oberteils oder Daches (4) und der Seitenwände (5) aufnehmen.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verbindungen (36) der Querbögen (13) um quer verlaufende und längs verlaufende Rohrverbindungen (36) handelt, die Längsstutzen (38) mit rundem Querschnitt besitzen, und dass man zur Herstellung der Gitterstruktur (9) längs verlaufende Rohre (15) in die Längsstutzen (38) der Verbindungen (36) der Querbögen (13) einschiebt, diese Verbindungen bis zu den Stellen der Knotenpunkte (12) der Struktur (9) verschiebt bzw. gleiten lässt, und diese Verbindungen (36) im Bereich dieser Stellen befestigt.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass quer verlaufende Rohre (30, 35) der Querbögen (13) mit Querstutzen (37) mindestens einiger der längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohrverbindungen der Querbögen (13) verbunden werden, bevor diese Verbindungen an den Stellen der Knotenpunkte (12) der Gitterstruktur (9) befestigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass geschweißte Knotenbleche (40, 41, 45) an der Gitterstruktur (9) befestigt werden, indem Fußplatten (42, 43, 46) dieser Knotenbleche am Wagenkasten nach außen gerichtet werden, und anschließend die Außenverkleidung (10) des Wagenkastens mit den Fußplatten (42, 43, 46) verschweißt wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass geschweißte Knotenbleche (40, 41) an den quer verlaufenden und längs verlaufenden Rohrverbindungen (31, 36) der Gitterstruktur (9) befestigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverkleidung (10) zumindest teilweise mit der Gitterstruktur (9) verklebt wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverkleidung direkt mit den Längselementen (15) bzw. Querelementen (30) der Gitterstruktur (9) verklebt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverkleidung (11) mit der Gitterstruktur (9) durch elastische Verriegelung an den längs verlaufenden und quer verlaufenden Rohren mit rundem Querschnitt (15, 30) der Struktur verbunden wird.
Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugs nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterstruktur (9) des Wagenkastens des Fahrzeugs (1) mit Hilfe eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 13 bis 24 hergestellt wird.