DE9321147U1

DE9321147U1 - Fahrzeugaufbau für Schienenfahrzeuge

Info

Publication number: DE9321147U1
Application number: DE9321147U
Authority: DE
Original assignee: Fiat Ferroviaria SpA
Current assignee: Fiat Ferroviaria SpA
Priority date: 1992-12-30
Filing date: 1993-07-02
Publication date: 1996-05-02
Anticipated expiration: 2003-07-03

Description

G 751 003

"Fahrzeugaufbau für Schienenfahrzeuge"

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugaufbauten für Schienenfahrzeuge, mit einem tragenden Wagenkasten, der die Plattform, die Fahrzeugkörperseiten sowie das Dach des Fahrzeugkörpers festlegt.

Herkömmlicherweise ist ein solcher tragender Wagenkasten aus Rahmen aufgebaut, die von Längs- und Quergliedern oder, im Fall der Fahrzeugkörperseiten, von vertikalen Elementen gebildet werden, an denen flache bzw. ebene oder gewellte Metalltafeln angebracht sind, die an den jeweiligen Rahmen mittels Lötungen befestigt sind, die üblicherweise von Hand ausgeführt werden.

Diese konventionellen Aufbauten sind hinsichtlich der Herstellung kompliziert, erfordern einen umfangreichen Einsatz von Facharbeit für ihren Zusammenbau, haben Schwingungsmodes bzw. -formen, die einer Vielzahl von Bauteilen mit unterschiedlicher Steifigkeit entsprechen, und überdies geben die dort eingesetzten Rahmenwerke die Räume vor, wodurch die am bzw. im Fahrzeug befindlichen Ausrüstungen und Zubehörteile sehr stark festgelegt bzw. eingeschränkt sind.

Die FR-A-2.635.064 offenbart einen Fahrzeugaufbau für Schienenfahrzeuge, dessen tragender Wagenkasten aus einer ringförmigen Reihe tragender Hohlplatten gebildet wird, die im wesentlichen lückenlos sind und eine Länge haben, die im wesentlichen derjenigen des Fahrzeugkörpers entspricht, wobei jede von ihnen von einer Innenwandung und von einer Außenwandung gebildet ist, die durch Zwischenlängswände miteinander verbunden sind, die eine im wesentlichen gewellte Ausführung und parallel zu einander verlaufende Mantellinien haben, wobei die Längskanten jeder tragenden Platte steif mit den entsprechenden Längskanten der benachbarten tragenden Platten verbunden sind, um einen rohrförmigen Fahrzeugkörper zu begrenzen .

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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, einen
Fahrzeugaufbau der oben genannten Art für Schienenfahrzeuge
zur Verfügung zu stellen, der leichter und, insbesondere, mit
Hilfe automatischer Einrichtungen hergestellt und zusammengebaut
werden kann, durch sehr wenige signifikante Schwingungsmodes
bzw. -formen beeinflußt ist und der die Anordnung
und Befestigung der Ausrüstungen und Zubehörteile mit einer .... Freiheit ermöglicht, die der einer selbsttragenden Röhre mit *»..·* glatten Wänden gleicht. I &iacgr; !

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das im kennzeich- *.,«»* nenden Teil von Anspruch 1 angegebene Merkmal gelöst. ··. ;

Durch den Ausdruck "tragend" soll in der vorliegenden Beschreibung ausgesagt sein, daß jede der Platten die Lasten und die anderen Betriebs- oder Prüfbeanspruchungen des Schienenfahrzeugs tragen bzw. diesen widerstehen kann.

Durch den Ausdruck "gewellt" soll die innere Ausbildung der Platten bezeichnet werden, i.e. diejenige, die durch die Zwischenwände festgelegt ist, die parallele Mantellinien aufweisen und die die zwei Wandungen miteinander verbinden und deren Aufgabe im wesentlichen in der/ Stabilisierung solcher Wandungen liegt.

Jede tragende Platte kann aus metallischen Materialien oder aus verstärkten Kunststoffmaterialien (Verbund-Baumaterialien) hergestellt sein.

Im ersten Fall wird jede tragende Platte vorteilhafterweise durch Extrudieren und im zweiten Fall mittels Pultrusion gebildet, was ein Herstellen jeder Platte durch einen einzigen Arbeitsvorgang"ermöglicht, der besagte gewellte Zwischenwände einstückig mit der entsprechenden Innen- und Außenwandung ausbildet.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Zwischenwände durch eine vorgewellte oder vorgebogene Platte gebildet werden und dann, mittels Schweißen oder Kleben, zuerst an der

einen und sodann an der anderen der Innen- und der Außenwandung starr bzw. steif befestigt werden.

Die hauptsächlichen, auf dem erfindungsgemäßen Fahrzeugaufbau beruhenden Vorteile sind nachfolgend zusammengefaßt:

steife und gleichförmige Struktur, i.e. eine Struktur mit relativ hohen Frequenzen in den Hauptschwingungsformen und einer verringerten Streuung in den lokalen Schwingungsformen;

minimaler Einsatz von Material, um den Druckstößen auf Grund des Vorbeifahrens an anderen Schienenfahrzeugen oder der Tunnel während der Fahrt des Fahrzeuges standzuhalten;

minimale festgelegte Verteilung der Räume, i.e. maximale Vielseitigkeit bei der Anordnung von Ausrüstungen und Zubehörteilen innerhalb des Fahrzeugkörpers ;

eine Struktur, die leicht gefertigt werden kann, hauptsächlich durch in Längsrichtung verlaufende durchgehende und automatisch gefertigte Verbindungen.

Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung kann der Fahrzeugaufbau durch ergänzende Konstruktionen für örtliche Aufgaben und Beanspruchungen ergänzt werden (Träger und Rahmenwerke für Kopfstücke bzw. Pufferträger, Tragbalken auf den Drehgestellen, stabilisierende Trennwände in den Querschnitten, Verstärkungen der Öffnungen für die Eingangstüren), die vorteilhafterweise gemäß derselben Ausführung bzw. Anordnung tragender Platten gebildet sein können.

Zusätzlich kann der Zwischenraum der gewellten tragenden Platten vorteilhafterweise mit geschäumten Materialien gefüllt sein, um eine stabilisierende Wirkung für die Zwischenwände und die Innen- und die Außenwandung zu erzielen, was es

ermöglicht, sie mit einer verringerten Dicke an hochwiderstands- bzw. hochtragfähigen Materialien herzustellen und

gleichzeitig wärme- und schallisolierende Wirkungen zu erzeugen.

Die Erfindung wird nun detailliert mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, die ausschließlich als nichtbeschränkendes Beispiel angegeben sind, beschrieben. Es zeigen

Figur 1 - eine schematische vertikale Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeug aufbaus für Schienenfahrzeuge,

Figur 2 - in vergrößerten Maßstab einen Querschnitt längs Linie II-II in Figur 1,

Figur 3 - in verkleinertem Maßstab einen Längsschnitt längs Linie III-III in Figur 2,

Figur 4 - den Querschnitt von Figur 2 vor dem Zusammenbauen des Fahrzeugaufbaues,

Figur 5 - in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt längs Linie V-V in Figur 3,

Figur 6 - in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt längs Linie VI-VI in Figur 3,

Figur 7 - in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt längs Linie VII-VII in Figur 3,

Figur 8 - in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt längs Linie VIII-VIII in Figur 3,

Figur 9 - in vergrößertem Maßstab eine perspektivische Teilansicht der durch Pfeil IX in Figur 4 bezeichneten Einzelheit,

Figur 10 - eine perspektivische und vergrößerte Teilansicht der durch Pfeil X in Figur 4 bezeichneten Einzelheit,

Figur 11 - eine perspektivische und vergrößerte Teilansicht der durch Pfeil XI in Figur 4 bezeichneten Einzelheit und

Figur 12 - eine perspektivische und vergrößerte

Teilansicht der durch Pfeil XII in Figur 4 bezeichneten Einzelheit.

Es wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen Bezugsziffer 1 allgemein einen Fahrzeugaufbau für Schienenfahrzeuge bezeichnet, der von einem tragenden rohrförmigen Wagenkasten gebildet ist, der die Plattform 2, die Fahrzeugkörperseiten 3 und das Dach 4 des Fahrzeugkörpers festlegt.

Die Fahrzeugkörperseiten 3 sind an den Enden des Aufbaus 1 teilweise unterbrochen, um zwei Paare von Öffnungen 5 für die Eingangstüren zu dem Wagen festzulegen, und sind ferner mit Öffnungen 6 zum Anbringen von Fensterscheiben versehen.

Die Plattform 2 ist an den Türöffnungen 5 mit jeweiligen Aussparungen 7 ausgebildet und ferner in den Bereichen, die von den Fahrzeug-Drehgestellen gestützt werden sollen, mit Durchlässen 8 für eventuelle Stellglieder, die die Schwingbewegung des Fahrzeugkörpers steuern bzw. kontrollieren, wie auch mit einer Stützgitterkonstruktion einer Stromabnehmerrolle zur Stromeinspeisung, falls überhaupt, im Fall eines motorisierten Fahrzeuges versehen.

Das Dach 4 ist ebenfalls mit Durchlässen 10 für die Stützgitterkonstruktion der Stromabnehmerrolle, wenn überhaupt, ausgebildet.

Erfindungsgemäß sind die Plattform 2, die Fahrzeugkörperseiten 3 und das Dach 4 von einer Mehrzahl im wesentlichen durchlaufender (außer in den den jeweiligen Öffnungen 6, 8,

10 entsprechenden Bereichen) tragender Hohlplatten ausgebildet, deren Länge der des Fahrzeugskörpers 1 entspricht und die mit einer im wesentlichen gewellten inneren Struktur versehen sind und deren jeweilige Längskanten steif mit den entsprechenden Längskanten der benachbarten Platten verbunden sind.

Beispiele solcher tragenden Platten sind im Detail in Figur und in den Figuren 9 bis 12 dargestellt: diejenigen, die der Plattform 2 entsprechen, sind mit 12 bezeichnet, diejenigen, die zu den Fahrzeugkörperseiten 3 gehören, sind mit 13 bezeichnet, und diejenigen, die dem Dach 4 entsprechen, sind mit 11 bezeichnet.

Jede dieser tragenden Platten umfaßt im wesentlichen (Figur 10) eine Innenwandung 14 und eine Außenwandung 15, die relativ dünn und üblicherweise flach bzw. eben oder in Abhängigkeit von der Gesamtform der entsprechenden Zone des Fahrzeugkörpers leicht gebogen sind, sowie eine Zwischenkonstruktion 16, die eine allgemein gewellte Form aufweist und in dem Zwischenraum, der durch die zwei Wandungen 14, 15 begrenzt ist, zu deren gegenseitiger steifer Verbindung angeordnet ist. Diese im wesentlichen gewellte Konstruktion 16 wird durch relativ dünne Zwischenwände 17 gebildet, die gemäß einer allgemein zickzackförmigen Gestalt angeordnet sind und deren jeweilige Mantellinien zu einander parallel verlaufen und die längs der jeweiligen Längskanten abwechselnd mit der Innenwandung 14 und der Außenwandung 15 verbunden sind.

Zusätzlich sind einige der tragenden Platten 11-13 auch mit Flügeln, Verlängerungsstücken und Vorsprüngen ausgebildet, die nach innen in den Fahrzeugkörper hinein und/oder nach außen aus diesem heraus vorstehen, wie z.B. diejenigen, die in Figur 9, die eine der Platten 13 zeigt, die eine der Fahrzeugkörperseiten 3 und das Dach 4 miteinander verbinden, mit 18, 19 bezeichnet sind, oder denjenigen, der in Figur 10, die eine der Zwischenplatten 13 einer Fahrzeugkörperseite 3 zeigt, mit 20 bezeichnet ist, oder diejenigen, die in Figur 11, die eine der Platten 13 zeigt, die eine Fahrzeugkörper-

seite 3 und die Plattform 2 miteinander verbinden, mit 21 und 22 bezeichnet sind.

Vorzugsweise ist jede der tragenden Platten 11, 12 und 13 aus Metall und in einem einzigen einstückigen Teil durch Extrudieren ausgebildet.

In einer Alternative können solche tragenden Platten 11, 12 und 13 aus verstärkten Kunststoffmaterialien (Konstruktionsverbundwerkstoffen) hergestellt und ebenfalls einstückig mit Hilfe von Pultrusion gebildet sein.

Entsprechend einer weiteren alternativen Ausfuhrungsform können die gewellten Zwischenkonstruktionen 16 jeder Platte 11, 12, 13 aus einer Metallplatte oder aus einer Tafel eines Konstruktions-Kunststoff Verbundmaterials geformt, vorgewellt und sodann längs der Scheitel der Wellen abwechselnd an den entsprechenden Wandungen 14 und 15 mittels Schweißen oder Kleben starr bzw. steif befestigt sein.

Der Zwischenraum der tragenden Platten 11, 12 und 13 kann vorteilhafterweise mit einem geschäumten Material gefüllt sein, dessen Aufgabe in der konstruktiven Stabilisierung und in der Wärmeisolierung sowie im Schallschutz liegt.

Wie weiter oben verdeutlicht, sind die tragenden, auf diese Weise vorgeformten oder vormontierten Platten 11, 12 und 13 längs der jeweiligen Längskanten, vorteilhafterweise mit durchlaufenden automatisch durchgeführten Lötungen, starr miteinander verbunden, um die ringförmige Reihe fertigzustellen, die insgesamt den Fahrzeugaufbau 1 festlegt.

Ein solcher Fahrzeugaufbau kann durch (in den Zeichnungen nicht dargestellte) Ergänzungselemente für örtliche Funktionen und Lastabtragung weiter vervollständigt werden, z.B. durch Träger und Rahmenwerke für Kopfstücke bzw. Pufferträger, Stützträger auf den Fahrzeug-Drehgestellen, Stützteilen für die Eingangstüren.

Ferner werden in den den Öffnungen 8 der Plattformen 2 entsprechenden Bereichen stabilisierende Trennwänden 23 vorgesehen, die im allgemeinen quer zur Längsrichtung des Fahrzeugaufbaues 1 ausgerichtet sind. Die Trennwände 23 zusammen mit den (herkömmlichen und daher in den Zeichnungen nicht dargestellten) Kopfstückwänden und mit eventuellen weiteren (wenn auch nicht gezeigten, so doch allgemein bekannten) Innenwänden wirken als stabiliserende Konstruktionselemente für den rohrförmigen Fahrzeugaufbau in bezug auf die·Betriebslasten. Diese Trennwände 23 sind ebenfalls (Figuren 4 und 12) durch tragende Platten 24 gebildet, die ebenfalls aus zwei Wandungen 25, 26 geformt sind, die miteinander durch vorzugsweise senkrecht zu den Wandungen 25 und 26 ausgerichtete Zwischenwände 27 verbunden sind.

Eine ähnliche Anordnung kann, als eine Alternative zur gewellten inneren Struktur 16 und gemäß dem, was in den Zeichnungen dargestellt ist, zur Herstellung der Platten 11 für das Dach 4 des Fahrzeugaufbaus 1 eingesetzt werden.

Aus dem oben Ausgeführten wird deutlich, daß der erfindungsgemäße Fahrzeugaufbau gegenüber herkömmlichen Aufbauten auf einfachere und relativ preiswertere Weise hergestellt und zusammengebaut werden kann, deutlich leichter ist und zu seiner Herstellung die Verwendung automatischer Zusammenfügungsanlagen ermöglicht. Er ist ferner mit hoher Steifigkeit und konstruktiver Gleichmäßigkeit, mit einer relativ hohen Frequenz in den Hauptschwxngungsmodes bzw. -formen und verringerter Streuung in den örtlichen Schwingungsformen versehen und gewährleistet überdies die maximale Flexibilität und Vielseitigkeit, was die Anordnung von Ausrüstungen und Zubehörteilen des Eisenbahnwagens betrifft.

Selbstverständlich können die Details der Konstruktion und der Ausführungsformen in weitem Maße variiert werden gegenüber dem, was beschrieben und dargestellt worden ist, ohne dadurch den Rahmen der Erfindung, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen festgelegt ist, zu verlassen.

G 751 003

Fahrzeugaufbau (1) für Schienenfahrzeuge, umfassend einen tragenden Wagenkasten, der eine Plattform (2), Fahrzeugkörperseiten (3) und ein Dach (4) des Fahrzeugkörpers festlegt,

wobei der Fahrzeugaufbau durch eine ringförmige Reihe tragen- * ! der Hohlplatten (11, 12, 13) gebildet wird, die im wesentli- · «' chen lückenlos sind und eine Länge haben, die im wesentlichen derjenigen des Fahrzeugkörpers entspricht, wobei jede von ;"** · einer Innenwandung (14) und einer Außenwandung (15) gebildet ; ist, die durch Zwischenlängswände (17) miteinander verbunden sind, die eine im wesentlichen gewellte Ausführung und paral-IeI zueinander verlaufende Mantellinien (16) haben, wobei die Längskanten jeder tragenden Platte (11, 12, 13) steif mit den entsprechenden Längskanten der benachbarten tragenden Platten verbunden sind, um einen rohrförmigen Fahrzeugkörper (1) zu begrenzen,

dadurch gekennzeichnet,

daß er desweiteren innere, dazwischenliegende, tragende Querelemente (23) umfaßt, die innerhalb des rohrförmigen Fahrzeugkörpers (1) angeordnet und allgemein quer zu dessen Längsrichtung ausgerichtet sind, um den rohrförmigen Fahrzeugkörper (1) zu stabilisieren, wobei jedes tragende Querelement (23) ebenfalls aus tragenden Hohlplatten (24) gebildet ist, die durch zwei Wandungen (25, 26) geformt sind, die miteinander durch Zwischenwände (27) verbunden sind-

Claims

Fahrzeugkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede tragende Platte (11, 12, 13) aus einem einzigen, stranggepreßten Metallelement geformt ist.

Fahrzeugaufbau gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede tragende Platte (11, 12, 13) aus einem einzigen Element aus pultrudiertem verstärktem Kunststoff geformt ist.

Fahrzeugaufbau gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und Außenwandungen (14, 15) aus Metall oder durch Strukturfasern verstärktem Kunststoffmaterial entlang

der Scheitel einer zuvor gewellten Zwischenplatte in ihrem Inneren miteinander verbunden sind.

Fahrzeugaufbau gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände (17) im wesentlichen eben und entsprechend einer Zickzack-Konfiguration angeordnet sind.

Fahrzeugaufbau gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwände (17) entlang ihrer jeweiligen Längskanten abwechselnd mit der Innenwandung (14) und der Außenwandung (15) der jeweiligen tragenden Platte (11, 12, 13) verbunden sind.

Fahrzeugaufbau gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume der tragenden Platten (11, 12, 13) mit einem geschäumten Material gefüllt sind.

Fahrzeugaufbau gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die tragenden Platten (11, 12, 13) untereinander mittels automatisierter kontinuierlicher Verbindungsverfahren, wie Schweißen oder Kleben, verbunden sind.

Fahrzeugaufbau gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er desweiteren mit Ergänzungselementen für lokale Zwecke und zur Krafteinleitung versehen ist.