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Fahrzeuggehäuse für Land-, Luft- oder Wasserfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf ein Fahrzeuggehäuse für Land-, Luft- oder Wasserfahrzeuge, (>ei
dem die- Gehäusewände als tragfähige doppelwan:dige Starrschalen ausgebildet sind,
deren Innen- und Außenwände _ durch Profile gegeneinander versteift sind, und das
Wesentliche besteht darin, daß die einzelnen Gehäusewandteile durchgehend in gleicher
Richtung, z. B. Längsrichtung, verlaufende, die Innen- und Außenwände in geringen
Abständen gegeneinander abstützende Innenprofile aufweisen und je für sich an ihren
Rändern illseitig im Festigkeitssinne, gegebenenfalls bis (ur Wasserdichtigkeit
geschlossen sind. Dies hat len Vorteil, daß die einzelnen Gehäusewandteile, :. B.
Seitenwände, Böden oder Bodenteile, Decken ind Stirnwandteile, in bequemster Weise
durch Nieten oder Schweißen herstellbar sind, weil in die durch die Profile gebildeten
Zellen, insbesondere Längszellen, Nietgegenhalter, z. B. Nietschienen, oder sonstige
Werkzeuge einführbar sind, wobei jede Nietstelle bequem erreichbar ist, und daß
die allseitig geschlossenen Gehäuseteile so,-,vohl zudruck- und biegungsfest als
auch torsionsfest sind, so daß sie unbedenklich durch Schnellverschlüsse, wie z.
B. Scharnierbänder mit Scharnierstiften, zu vollständigen Gehäusen sehr schnell
und bequem zusammenschließbar sind und dabei ein starres allfestes Gehäuse ergeben.
Die, Innenprofile werden dabei zweckmäßig sämtlich so verlegt, daß sie in gerader
Richtung verlaufen, so daß gerade Nietschienen u. dgl. verwendbar sind. Außer den
Randwänden sind dann keine quer zu den Innenprofilen verlaufende Versteifungen mehr
notwendig, da die eng gesetzten Innenprofile die Breitwände derartig
versteifen,
daß sie auch quer zu den Innenprofilen druckfest sind.
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Ähnliche bekannte Fahrzeuge zeigen im allgemeinen nur innere Absteifungen
in größeren Abständeni und zwar im allgemeinen in Querrichtung des Fahrzeuggehäuses,
so: daß sie sich nicht so bequem nieten lassen, und die einzelnen Wandteile sind
auch nicht an ihren. Rändern im Festigkeitssinne allseitig geschlossen, so daß sie
nicht für sich starr sind und das ganze Gehäuse eine geringere Festigkeit aufweist
als das Gehäuse nach der Erfindung.
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Die einzelnen Nähte, Längsnähte, Quernähte, Nähte zwischen den. einzelnen
Wandungsteilen und Abstützteilen der Starrschalen werden: zweckmäßig in Feinnietung
oder an besonderen: Stellen auch durch Verschraubung hergestellt, um Wärmespannungen,
die durch Verschweißung entstehen können, nach Möglichkeit zu verhüten und dadurch
eine volle Ausnutzung der Baustoffe@stigkeit zu gewährleisten.
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Mit Vorteil dienen besondere Bauteile, z. B. Gepäckträger, Langnahtverbindüngen
oder Rohrleitungen für Raumklimatisierung od. dgl., gleichzeitig als Absteifungen
der Schalenwände: gegeneinander oder auch der ganzen Schale.
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Bei Anwendung der Bauweise auf Flugzeuge ergibt sich eine zweckmäßige
Ausführungsform, wenn die aus doppelwandigen Starrschalen, gebildeten Flügel oder
Leitflächen innen von Querversteifungen frei sind und ein ausschiebbares Flügelstück
gleitfähig enthalten, 'so daß die wirksamen Flügelflächen nach Bedarf zur Anpassung
an die Fluggeschwindigkeit vergrößert oder verkleinert werden können.
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Die Flügel und ebenso ein aus doppelwandigen Starrschalen gebildeter
Rumpf sind zweckmäßig zerlegbar, indem die Nähte zwischen den Starr= schalen. aus
lösbaren Verschlüssen gebildet sind. Auf diese Weise läßt sich ein Flugzeug bequem
transportieren, und es können auch einzelne beschädigte Teile leicht ausgewechselt
werden. Auch Flugzeugrümpfe können auf diese Weise ohne innere Querversteifungen,
z. B. aus zwei längs verlaufenden Halbschalen gebildet werden- _ Bei Anwendung der
Erfindung auf Schienenfahrzeuge ergibt sich eine: vorteilhafte Ausführungsform,«
wenn die obere und untere Gehäuse doppelwand als Zug- und Druckgurte ausgebildet
sind, so daß zwischen. diesen, in. der Nähe der neutralen Zone große Lichtöffnungen
anbringbar sind. Dies ergibt höchste Biegungsfestigkeit des Fahrzeuges.
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Die als Untergurt dienende Doppelwand dient zweckmäßig z ur Aufnahme
der in Längsachse verlaufenden Pufferelemente nebst anschließenden Längsprofilen,
die gleichzeitig die Innen, und Außenwand gegeneinander absteifen.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn die Bodenplatte
als .doppelwandige Starrschale so starr ausgebildet ist, daß sie alle Biegungs-,
Zug-, Druck-, Knick- und Drehkräfte des Fahrzeuggehäuses und auch die etwaigen Pufferkräfte
übernehmen kann. Hierdurch werden die übrigen Wandteile von Kräften im wesentlichen
frei, und es können besonders große Fenster und Ladeöffnungen vorgesehen werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich für Schienenfahrzeuge,
wenn die Schienenfahrzeuge mit abgerundetem Querschnitt ohne Eährwerk ausgebildet
sind und als Fahrwerk große rohrförmige, mit Fahrwerk versehene Gehäuseteile mit
äußerer kugelzonenförmiger Fläche vorgesehen sind, an die andere Fahrzeugteile gelenkig
gleitend angeschlossen sind. Hierdurch ergibt sich ein Eisenbahnzug mit großem freiem
Durchgangsraum, dessen einzelne Wagenteile sehr fest sind und der auch durch enge
Kurven fahren kann.
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Die große Bauhöhe des kugelzo:nenförniigen Fahrwerkteils ist zweckmäßig
zur Anbringung großer höhenverschieblicher abgefederterTele:skoprohre für die Radachsen
ausgenutzt, so daß sich eine sehr' weiche Federung ergibt.
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Die Federung besteht zweckmäßig aus verschicden starken hintereinandergeschalteten
Schraubenfedern oder auch aus einfachen Schraubenfedern in Verbindung mit einerLuftfeder(luftgefüllte
dichte Teleskoprohre), so daß sich eine unharmonische Federung ergibt, die gegenüber
verschiedenen Belastungen sehr unempfindlich ist.
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Bei Anwendung der Erfindung auf Wasserfahrzeuge sind zweckmäßig die
einzelnen Starrschalen ringsum wasserdicht geschlossen und durch lösbare (Schraubenverbindungen
mit Dichtungen) oder nicht lösbare Verbindungsteile (angemietete Laschen) miteinander
verbunden.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigen,
Fig. i und 2 Längsschnitt und Querschnitt eines Eisenbahnwagens, Fig. 3 bis 7 einzelne
Wandüngsteile dazu nebst Zusammenbau, Fig.8 einen vergrößerten Querschnitt A-B
zu
Fig. r, Fig. 9 einen Querschnitt durch ein Schienenfahrzeug, Fig. io und
ii einen zylindrischen Eisenbahnwagen mit kugelzonenförmigen Drehgestellen in Seitenansicht
und Querschnitt, Fig. 12 und 13 Längsschnitt und Querschnitt eines im Querschnitt
rechteckigen Wagens mit kugelzonenförmigem Drehgestell, Fig. 14 und 15 Aufriß und
Grundriß eines Eisenbahnzuges aus Wagen gemäß Fig. io bis 13, Fig. 16, 17 und i8
Aufriß, Grundriß, und Querschnitt eines Schwimmpontons, Fig: i9 einen vergrößerten
Querschnitt dazu, Fig.2o einen Schnitt durch einen Teil einer Doppelwandschale,
Fig.2i bis 25 Querschnitte durch Flugzeugflügel und einen Flugzeugrumpf, Fig. 26
einen Grundriß eines Flügels, Fig. 27 eine Ansicht eines Anschlußstückes für einen
Flügel und Fig. 28 einen Längsschnitt eines ausschiebbaren Flügels.
Fig.
i und 2 zeigen einen - Eisenbahnwaben im Längs- und Querschnitt im Schema.. Die
Wände, Boden und Dach bestehen aus doppelwandigen Starrschalen, deren Außen- und
Innenwände i und 2 in geringen Abständen durch U-Profile 3 gegeneinander versteift
sind. Sowohl die Innen-und Außenwände als auch die Versteifungsprofile sind. beispielsweise
aus i mm starken Blechen oder noch dünneren Blechen hergestellt und in Feinnietung
mit einer Nietteilung von etwa 12 bis 15 mm vernietet.
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Fig. 3 bis 7 zeigen die Unterteilung des ganzen Waggons in einzelne,
für sich feste und starre Doppelwa.ndschalen. q, bis 8 und ihre Zusammensetzung.
Die einzelnen Starrschalen können miteinander zweckmäßig ebenfalls durch Feinnietung
oder an besonderen Stellen auch durch Verschraubung verbunden sein.
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Fig. B. zeigt den Querschnitt A-B zu Fig. i in größerem Maßstab.
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Die U-förmigen Versteifungsprofile 3 verlaufen durchgehend in Längsrichtung
des Wagens, so daß sie sich mit Hilfe von: in die Hohlräume zwisehen Innen- und
Außenwand eingeschobenen Nietwiderlagerschienen « leicht nieten lassen, indem die
Niete von außen in die Nietlöcher eingeführt und die Schließköpfe durch Hämmern
des äußeren Setzkopfes auf den Widerlagerschienen gebildet werden. Hierdurch läßt
sich die spannungsfreie Nietung sehr schnell und wirtschaftlich durchführen. In
ähnlicher Weise können auch die Verbindungsnähte zwischen den einzelnen Starrschalen
durch Feinnietung genietet werden.
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Fig.9 zeigt den Querschnitt eines Eisenbahnwagens ähnlich Fig. i bis
B.
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Bei dieser Ausführungsform ist der Boden so stark ausgebildet, daß
er allein die wesentlichen Druck- und Knickbeanspruchungen aufnehmen kann. Zwischen
seiner Außenwand 54 und Innenwand 55 sind dementsprechend außer den Stegen 56 noch
hohlträgerartige Profile 57 eingenietet, die an ihren Enden die Puffer des Wagens
übernehmen und die Pufferkräfte unmittelbar auf den Boden übertragen. Die Seitenwände
58 und das Dach 59 sind dementsprechend erheblich schwächer ausgebildet, so, daß
sie in: der Hauptsache: die Drillkräfte mit übertragen, aber auch an der Übertragung
der Knickkräfte teilnehmen. Die Gepäckträger 6o sind aus Blech als Hohlkörper gebogen
und gehen unmittelbar in die Innenwand 61 oder auch in die Stege der Seitenwandungen
des Wagens über und laufen durch den ganzen Wagen durch, so daß sie in den Festigkeitsverband
einbezogen sind. Dementsprechend können die Fensteröffnungen 62 sehr groß werden.
An den unteren und oberen Ecken und auch in Dachmitte können besonders große Hohlprofile
63, 64 und 65 vorgesehen bzw. aus der Innenwand der Starrschalen gebildet sein,
so daß der Wagen auch dadurch besonders starr und fest wird.
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Fig. io bis 15 geben ein Beispiel für die im Doppelwandstarrschalenbau
liegenden Entwicklungsmöglichkeiten. Gemäß Fig. io und ii ist als Wagengehäuse ein.
doppelwandiges Rohr i i als denkbar beste Festigkeitsform hinsichtlich Knick-, Biegungs-
und Drillbeanspruchungen angenommen und zwischen zwei kugelzonenförmigen. Drehgestellen
12, die sich etwa über den ganzen. Querschnitt des Rohres ii erstrecken, mit Hilfe
von starken Federn 13 gleitend eingespannt. Die, Einspannung in KugelfoTm gewährleistet.
weiteste Anpassung an Gleiskurven, und die hohen, Drehgestelle 12 ermöglichen eine
bequeme Unterbringung der Federung für die Fahrwerke 1q..
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Als Federn können z. B. Luftpufferfedern in Gestalt geschlossener,
im Drehgestell 12 eingebauter Teleskoprohre 15 mit darin mit Abdichtung gleitendem
Kolben nebst Kolbenstange, die die Räder trägt, verwendet werden, oder in dem Zylinder
15 sind eineReihe von hintereinan.dergescha,lte:ten verschieden starken Federn untergebracht,
die den Raddruck aufnehmen, so daß sich eine progressiv ansteigende Federkurve ergibt.
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Nach Fig. 1a und 13 ist das eigentliche Wagengehäuse 21 rechteckig
ausgebildet und an den. Enden an kleinere kugelzonenförmige Drehgestelle 22 gleitfähig
dicht angeschlossen.
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Fig. 14. und 15 zeigen einen aus derartigen Wagen gebildeten Eisenbahnzug
im Aufriß und Grundriß während einer Kurvenfahrt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel sind sämtliche Außenwandungen der Wagen
zum Tragen herangezogen, so daß sich die für ein bestimmtes Baugewicht leichteste
Wagenform ergibt.
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Bei Anwendung dieser Bauweise auf Kraftwagen können ebenfalls sowohl
die Seitenwände als auch die Dächer voll zum Tragen herangezo,-gen werden, oder
es kann, auch eine doppelwandige Bodenplatte die Hauptkräfte allein übernehmen und
entsprechend ausgebildet sein. Werden die Seitenwände und Dächer mit zum Tragen
herangezogen, so. können auch doppelwandige Motorverkleidungen und Kotflügel mit
zum Tragen herangezogen werden.
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Nach Fig. 16 bis 2o besteht ein Schiffskörper aus einer doppelwandigen
Starrschale'z3 mit engen inneren Längsabstützungsprofilen und Seitenwandstarrschalen
24., die durch doppelte Kimmbleche 25 und 26.wasserdicht miteinander vernietet sind.
An den Enden ist das Boot durch doppelwandige Stirnwände 27 dicht abgeschlossen.
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Die einzelnen Starrschalen können auch zerlegbar miteinander verbunden
sein., z. B. gemäß der zweiten Ausführungsform nach Fig. i9, indem zwischen den
einzelnen Starrschalen Gummidichtungen 28 eingelegt sind und die Starrschalen durch
verschraubbare Zuganker 29 zusammengezogen sind. In ähnlicher Weise können. auch
Bugteile an die Seitenwandteile 2¢ mittels Dichtungen und Spannschrauben aneinandergeschlossen
sein.
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Nach Fig. 2o kann auch eineStarrschale für sich an den Stirnwänden
31 durch Verschraubungen 3-2 abgeschlossen sein, damit notfalls das Innere der Starrschale
zwecks Konservierung zugänglich ist.
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Im übrigen wird ein Konservierungsüberzug aus Lack od. dgl, vor dem
Nieten der Starrschale und
insbesondere vor dem dichten Abschließen
an ihren Stirnwänden angebracht, damit das Innere gegen Korrosion geschützt ist.
Da das Innere der Doppelwandstarrschalen dem Luftzutritt unzugänglich ist, genügt
im allgemeinen ein solcher Konservierungsanstrich für die ganze Lebensdauer der
Dappelwandstarrsehale: Fig. 21 bis 2.8 zeigen die Anwendung des Doppelwandstarrschalenbaues
auf Flugzeugflügel und Rümpfe.
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Nach Fig. 2z sind eine obere Starrschale 41 und eine untere Starrschale
42 vorgesehen, die am vorderen Ende gemäß Fig. 23 und 24 entweder durch doppelte
Gelenkbänder 43 oder auch durch einfache Gelenkbänder 44 miteinander lösbar verbunden
sind und am hinteren Ende gemäß Fig. 25 durch ähnlicheGelenkbänder45 und46 miteinander
lösbar verbunden sind. Sind am vorderen Ende zwei Gelenkbänder vorgesehen, so sind
die Starrschalen durch U-Profile 47 abgeschlossen, während sie bei Vorsehung eines
Gelenkhandes 44 spitz zulaufen. Zwischen der Außen- und Innenhaut 48 und 49 sind
V-fönnige Längsprofile 5o eingenietet, die mit ihren beiden Flanschen nach außen
gerichtet sind, um die Außenhaut in möglichst kurzen Abständen abzusteifen.
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An der Flügelwurzel sind gemäß Fig. 26 und 27 an alle Profile 5o Augen
51 angeschlossen, die mittels Querbolzen an entsprechenden Augen des Rumpfes befestigt
werden.
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Nach Fig. 22 besteht einRumpf aus einerAußenhaut 52 und Innenhaut
53; zwischen denen mit ihren Flanschen nach außen, gerichtete V-Profile 54 zur Absteifung
der beidem Häute gegeneinander angeordnet sind. Zwischenprofile 55 können die äußere
Haut noch besonders gegen Verbeulen absteifen.
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Gemäß Fig. 28, die einen Flügel im Längsschnitt zeigt, ist der freie
innere Hohlraum eines Flügelteils 52 zur Unterbringung eines aus dem Flügelteil
52 nach Bedarf herausschiebbaren Flügelendstückes 53 ausgenutzt, so daß die
Flügelspannweite je nach der Fluggeschwindigkeit nach Bedarf vergrößert oder verkleinert
werden kann.