EP2619063B2 - Wagenkasten für ein schienenfahrzeug mit kupplungs-befestigungseinrichtung und herstellungsverfahren dafür - Google Patents

Wagenkasten für ein schienenfahrzeug mit kupplungs-befestigungseinrichtung und herstellungsverfahren dafür Download PDF

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EP2619063B2
EP2619063B2 EP10757172.1A EP10757172A EP2619063B2 EP 2619063 B2 EP2619063 B2 EP 2619063B2 EP 10757172 A EP10757172 A EP 10757172A EP 2619063 B2 EP2619063 B2 EP 2619063B2
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EP
European Patent Office
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carriage body
coupling
floor
plate
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP10757172.1A
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English (en)
French (fr)
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EP2619063B1 (de
EP2619063A1 (de
Inventor
Thomas Schwiegel
Torsten Sohn
Christian Galle
Georg Kussatz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transportation Germany GmbH
Original Assignee
Bombardier Transportation GmbH
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Publication date
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Application filed by Bombardier Transportation GmbH filed Critical Bombardier Transportation GmbH
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Publication of EP2619063B1 publication Critical patent/EP2619063B1/de
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Publication of EP2619063B2 publication Critical patent/EP2619063B2/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G7/00—Details or accessories
    • B61G7/10—Mounting of the couplings on the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F1/00—Underframes
    • B61F1/08—Details
    • B61F1/10—End constructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G9/00—Draw-gear
    • B61G9/20—Details; Accessories
    • B61G9/22—Supporting framework, e.g. cradles; Spring housings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49616—Structural member making
    • Y10T29/49622—Vehicular structural member making

Definitions

  • the invention relates to a car body for a rail vehicle.
  • the car body is preferably manufactured in an integral construction, i.e. at least a base plate, side walls, a roof element and end walls are joined together, and is in particular made from extruded aluminum structures welded together, which are designed as usual as double-walled hollow chamber profiles, in particular profiles with opposing sheet metal profiles Walls that are connected to each other via bridges.
  • the webs or partitions separate air chambers running in the longitudinal direction of the profile from one another.
  • not all of the parts of the car body mentioned above have to be made from extruded structures. Rather, only individual areas of the car body can be made from extruded profiles.
  • the cars are connected to one another via couplings, in particular so-called center buffer couplings.
  • the couplings transmit the pulling and pushing forces in the longitudinal direction of the car body and thus in the direction of travel of the train.
  • the car body according to the invention has a coupling fastening device (e.g. a coupling plate) below the car body floor for attaching a coupling via which the car can be coupled to another car of a train.
  • the invention further relates to a method for producing such a car body and a rail vehicle with such a car body.
  • the coupling plate has a side pointing in the longitudinal direction of the car body towards the end of the car body or a space open to this side, on or in which the coupling can be attached or is attached, for example via a flange on a surface of the coupling plate.
  • another device can be provided to which the coupling is or is attached and via which forces acting in particular in the longitudinal direction of the car body are transmitted between the coupling and the device.
  • the device may have an arrangement of struts and a fastening element. The coupling is attached to the fastener and the struts extend in different directions within a plane which is transverse to the longitudinal axis of the car body.
  • the struts support the fastener against a frame that forms the outer edge of the device.
  • the device can be referred to as a coupling fastening device.
  • the fastening element or another embodiment of the fastening device can, for example, have a material block with a cavity open on one side, into which the end of the coupling is or will be inserted.
  • the material block can, for example, have two parts, each of which borders a part of the cavity. The parts can be fastened together in such a way that the end of the coupling cannot be removed from the cavity without loosening the fastening of the parts again.
  • the car body can in particular be a car body for a tram, a local train, a long-distance train or a high-speed train.
  • a rail vehicle car body with a tubular module that has a roof, left and right side walls and a floor.
  • the car body has two end modules.
  • the coupling via which the car body can be connected to adjacent car bodies, has an inner end which is connected directly to a transverse element of a substructure or a transverse sleeper in order to transmit longitudinal forces.
  • the substructure has a pair of longitudinal beams which extend from the cross member in the longitudinal direction away from the coupling.
  • the side members end at a frame that is connected to the underside of the car body.
  • the end module also has a frame on its underside, which has a window on its front facing the adjacent car, through which the coupling extends to the fastening area at the end of the frame.
  • the frame has a series of longitudinal beams and additional longitudinal elements. In the fastening area of the coupling, the frame has a plate-shaped inner beam.
  • the head structure has a base plate, a head plate (ie a coupling plate), a longitudinal support running in the longitudinal direction of the car body, and several local stiffening elements in the form of cross beams.
  • the base plate is connected to the base plate of a car body via a main cross member.
  • other supports for example inclined ones, are possible, which can support the actual head plate essentially over its entire height.
  • EP 1 125 816 A1 describes the end of a subframe of a rail vehicle freight car, which has a coupling element for a bogie center.
  • the substructure has two side longitudinal beams that cover the entire length of a car. End plates connect the faces of these side beams.
  • a rear plate is disposed at a vertical distance below a floor panel and includes the coupling member for the bogie center. Furthermore, a crosswise plate is provided across the carriage, which is enclosed by the rear plate.
  • US 3,339,501 A1 describes a car for operation on rails, which has an underframe on which a car body is slidably mounted as a super structure.
  • the undercarriage has a pair of coupling boxes located at opposite ends of the car are arranged.
  • Main cross members are welded to the coupling boxes.
  • Each main cross member of the underframe is connected to the other by a pair of side members with small cross sections.
  • coupling boxes In order to absorb forces (hereinafter also referred to as coupling forces) that are transmitted via the coupling to the car body or vice versa, so-called coupling boxes have already been proposed, which are attached under the floor of the car body. Similar to the frame according to EP 2130739 A1 the coupling extends through a front opening of the coupling box to the rear end of the coupling box and is attached there to the rear of the coupling box, for example via a flange.
  • the coupling box has longitudinal side walls and a floor. The side walls as well as the front and rear walls of the coupling box can be connected at their top to a plate-shaped reinforcement of the car body floor.
  • the coupling forces introduced into the rear end of the coupling box by the coupling are introduced into the bottom of the car body via various support elements, in particular at least one cross strut, a longitudinal strut and optionally also diagonal struts. At the points where the forces are introduced into the floor of the car body, additional reinforcements are required depending on the strength of the floor.
  • the coupling attachment device e.g. the coupling plate
  • the coupling fastening device to which the coupling can be attached or is attached serves to absorb the forces exerted by the coupling on the car body and vice versa from the car body on the coupling to exert forces.
  • the forces are essentially transmitted in the longitudinal direction of the car body and thus of the train, although transverse forces also occur that act transversely to the longitudinal direction. So that these forces can be transmitted between the coupling fastening device and the car body, the coupling fastening device (e.g. coupling plate) is connected to the floor of the car body via the force transmission elements mentioned, namely longitudinal supports, cross members, stiffening elements and diagonal struts.
  • These force transmission elements support the coupling fastening device and distribute the forces that are introduced by the coupling fastening device into the bottom of the car body. From the floor, in particular the floor plate of a car body in integral construction, the forces are further transmitted to the longitudinal beams in the area of the transition between the floor and the side walls. In the case of a floor plate, this is typically connected to the side members over the entire length of the car body.
  • the longitudinal beams do not have to be designed as individual components. Rather, they can from the outset e.g. B. be part of the floor.
  • connection e.g. the coupling plate
  • connection is such that a gap remains between the bottom of the car body and the connection, i.e. the connection has a U-profile when viewed in a cross-sectional plane that runs transversely to the longitudinal direction of the car body.
  • connection of the underside of the coupling fastening device to the longitudinal beams on the opposite sides of the car body is continuous, so that a trough-shaped profile is formed in a cross section running perpendicular to the longitudinal direction of the car body, with the interior of the trough lying below the floor of the car body.
  • continuous means that the connection from one longitudinal beam goes through the underside of the coupling fastening device to the other longitudinal beam on the opposite side of the car body, i.e. is not interrupted.
  • the clutch fastening device is a clutch plate, it can be made up of several parts, in particular two parts, so that handling the plate when fastening it to other parts is easier.
  • connection can in particular be produced by at least one plate-shaped part, the opposite surfaces of the plate-shaped part extending in the direction of the connection and approximately in the longitudinal direction of the car body.
  • a trough is formed which extends in the longitudinal direction of the car body and has a U-profile of the type mentioned over a section in the longitudinal direction of the car body.
  • the connection can extend over a longitudinal section of the car body, in which the connection is connected to the floor at least at one point, preferably at two points, via a support element running from bottom to top to the bottom of the car body.
  • These preferably two support elements are preferably spaced apart from one another in a horizontal direction that runs transversely to the longitudinal direction of the car body, the spacing area defining the space through which the coupling extends from the car body end to the coupling fastening device.
  • the connection of the underside of the coupling fastening device to the longitudinal beams can form the bottom of the coupling box.
  • a reinforcing plate in particular a reinforcing plate, via which the coupling fastening device and / or (if available) the support elements indirectly with the floor of the Car body are connected.
  • a reinforcement plate must be taken into account in particular if the floor is formed by a floor plate made of extruded profiles.
  • the reinforcing plate introduces the forces to be exerted on the ground by the coupling fastening device into the ground over a large area, i.e. it distributes the forces.
  • the cover elements can be so thin that the introduction of force in a small area would not be stable enough.
  • the reinforcement plate also makes it easier to produce a stable welded connection on the top of the coupling fastening device. Due to a greater material thickness of the reinforcing plate compared to the cover element, the welded connection becomes more stable and is easier to produce, since the reinforcing plate can be adapted to the coupling fastening device in terms of its thermal properties.
  • connection between the underside of the coupling fastening device and the longitudinal beams extends in the area of the longitudinal beams over a longitudinal section which runs in the longitudinal direction of the car body.
  • the longitudinal section is preferably longer than the longitudinal extent of the connection in the area of the coupling fastening device.
  • the connection is preferably continuously connected to the longitudinal beam over the longitudinal section.
  • the coupling fastening device is supported on its side opposite the side of the car body end via at least one plate-shaped element on the underside of the bottom of the car body.
  • the plate-shaped element preferably has a lower edge which does not extend over its entire course parallel to the upper edge of the plate-shaped element. Rather, the lower edge can be created, for example, by omitting or cutting off part of the cuboid compared to a cuboid plate-shaped element.
  • the course of the lower edge can preferably be concavely curved, so that space is created in the concavely curved area, which can be used, for example, for parts of a bogie.
  • the two spaced plate-shaped elements form, for example.
  • B a coupling fastening device designed as a coupling plate and the optional two support elements which support the above-mentioned connection on the bottom of the car body, an H-profile, whereby the two longitudinal legs of the H do not have to be parallel over their entire course.
  • the sections of the longitudinal legs of the H formed by the two support elements can diverge from the perspective of the coupling plate.
  • connection described above between the underside of the coupling fastening device and the longitudinal beams on opposite sides of the car body has the advantage that it enables direct transmission of forces between the longitudinal members and the lower end of the coupling fastening device. If this description refers to the underside of the coupling fastening device, this does not exclude the possibility that the lower end of the coupling fastening device is located slightly below the connection to the opposite side members. However, it is preferred that the connection is located at the lower end of the coupling fastening device.
  • the direct transmission between the opposite longitudinal beams and the underside of the coupling fastening device creates a stable construction, which makes it possible to omit force transmission elements known from previously known embodiments of car bodies, in particular diagonal struts and cross struts. This creates space for the installation of cables and hydraulic or pneumatic lines.
  • the optional additional power transmission elements for supporting the clutch fastening device can be made smaller and lighter.
  • less space is required for the power transmission elements, particularly in the middle area below the floor of the car body. This also makes it possible to arrange the coupling fastening device closer to the end of the car body (viewed in its longitudinal direction). Therefore, a bogie can be placed closer to the end of the car body.
  • the effort for assembling the coupling fastening device is reduced because fewer parts are required and because the connection to the side members is simple at a distance from the car body floor and on the side of the side members instead of directly below the car body floor in its middle area can be produced.
  • connection from the underside of the coupling fastening device to the opposite longitudinal beams is made from several plate-shaped individual parts, the individual parts each being extruded profiles and the longitudinal directions of air chambers and thus partitions between the air chambers in the extruded profiles in the longitudinal direction of the car body extend.
  • the independent claims also contain the alternative that, at least in some of the plate-shaped individual parts, the longitudinal direction of the air chambers and thus the walls between the air chambers extends transversely to the longitudinal direction of the car body.
  • At least two of the individual parts can be plate-shaped, i.e. have opposite outer surfaces that run approximately parallel to one another, but the outer surfaces do not run in one plane but are curved.
  • These individual parts or, in the case of a continuous connection that is not made of individual parts, curved areas of the connection are preferably located laterally, for example below the opposite longitudinal members of the car body or slightly offset towards the longitudinal axis of the car body.
  • the curved individual parts or curved regions form a transition between a region of the connection that runs essentially in a horizontal direction and a region of the connection that extends from bottom to top to the respective longitudinal member.
  • the curved individual part or the curved area can lead directly to the longitudinal beam.
  • the curved individual part or the curved area can also be used as part of the cladding of the car body. Additional parts for the cladding can therefore be omitted or at least partially saved.
  • connection from the underside of the coupling plate to the opposite side members can - viewed in the longitudinal direction of the car body - begin at the end of the car body.
  • the connection can form part of the outer contour of the car body, namely a part of the outer contour located below the car body floor when the front end of the car body is considered.
  • the space between the connection and the bottom of the car body can be at least partially closed.
  • at least one opening must remain around the coupling, which is connected to the coupling fastening device connected to be able to operate.
  • this front cover of the gap has at least one further opening to allow air to flow in due to the wind.
  • This flowing air can be used, for example, to cool parts and equipment underneath the car body floor while driving.
  • a traction motor can be cooled in this way, which is mounted on the bogie arranged behind the coupling fastening device and drives the wheels of the bogie.
  • Such additional openings can also be used for cables and hydraulic or pneumatic lines running through them.
  • connection between the underside of the coupling fastener and the opposing longitudinal beams enables direct power transmission between the longitudinal beams and the lower end of the coupling fastener.
  • the coupling fastening device for example coupling plate
  • the entire arrangement of the coupling fastening device and all force transmission elements is designed such that a longitudinal force exerted by the coupling on the center of the coupling fastening device in the longitudinal direction of the car body is more than 10% and preferably more than 50% (e.g.
  • a further aspect of the invention relates to fastening the coupling fastening device designed as a coupling plate to the connection and/or to the floor of the car body (e.g. directly to the floor plate of the car body or indirectly via at least one further element).
  • This aspect can also be implemented on its own in the case of fastening the coupling plate to the bottom of the car body, i.e. there does not have to be a connection from the underside of the coupling plate to the opposite longitudinal members of the car body.
  • All other features such as the support elements described above, the at least one plate-shaped element, the design of the clutch fastening device designed in particular as a clutch plate with angled areas and / or the other design of the clutch box described above and yet to be described can also then be realized or realized if there is no connection from the underside of the coupling plate to the opposite side members of the car body.
  • the height of the coupling fastening device, in particular of the coupling box is lower than in the case when there is a connection from the underside of the coupling fastening device to the opposite longitudinal beams .
  • the coupling plate must be stably fastened at its respective end (the upper end, which is to be connected to the floor of the car body, and/or the lower end, which is optionally to be connected to the connection).
  • the coupling plate has a continuous surface (in particular not interrupted by numerous cavities, as would be the case with an extruded profile) at the end that is to be fastened, and that this surface has a recessed area which is arranged between opposite edge regions of the surface.
  • the coupling plate can therefore be made solid, ie have no air chambers as in an extruded profile. If the end with this surface is brought into contact with a flat surface (e.g.
  • the edge regions of the surface at the end of the coupling plate rest essentially over the entire surface on the flat surface, while the recessed area forms a cavity together with the flat surface.
  • This arrangement makes it possible to connect, in particular to weld, the edge regions of the surface to the flat surface.
  • This configuration with the recessed area of the surface serves to adapt the thermal properties of the coupling plate to the thermal properties of the material that forms the flat surface. If the parts to be connected to one another are heated to produce a welded connection or another joining connection that requires heating of the parts, the heating of the part that forms the flat surface could lead to premature melting and thus flow of the material the material of the clutch plate is not yet sufficiently heated.
  • the material on the edge areas of the surface of the coupling plate can be brought to the same temperature required for the joining process at approximately the same time.
  • the cavity bordered by the recessed area and the flat surface can accommodate additional material used in producing the joint, for example solder material or additional material used in welding becomes.
  • the coupling plate has at least one angled area at its lateral ends, i.e. viewed in a horizontal cross-sectional area at the ends that are close to the opposite longitudinal members of the car body, so that in turn, viewed in a horizontal cross-sectional plane, the coupling plate has a U -shaped or (with bends on both sides at the side ends) forms an H-shaped profile.
  • the angled area serves to connect the coupling plate to this area with an additional force transmission element, via which forces are transmitted between the bottom of the car body and the coupling plate. Examples of such power transmission elements have been described above.
  • the angled areas of the coupling plate make it possible to produce a joint connection, which requires heating of the parts to be connected to one another, between the coupling plate and the further force transmission element, the angled area of the coupling plate being adapted to the thermal properties of the further force transmission element. Examples and embodiments will be discussed in more detail.
  • the coupling plate can be designed in particular at its lateral ends, but also in a multi-part design at the edges of the parts of the coupling plate to be connected to one another, in such a way that the ends have two web-shaped projecting areas, at which the ends are welded to another part. At least one of the projecting areas has an angled edge which, together with a similarly angled edge of the part to be welded, forms a V-shaped or Y-shaped recess which extends in the longitudinal direction of the projecting area.
  • the recess is open to the outside, i.e. if the two projecting areas have the angled edge, the openings of the recesses point away from each other.
  • a tongue-shaped end region is also formed on the projecting region with the angled edge, which projects furthest in the direction of the component to be welded.
  • This tongue-shaped end region can be arranged in a recess in an end region of the part to be welded before the weld seam is produced.
  • the tongue-shaped end region preferably also has a recess on the outside, pointing towards the angled edge region, which serves as a so-called weld pool safety device.
  • a weld pool safety device is, for example, in WO 2009/115198 A1 described.
  • the recess prevents the weld seam from being formed through the tongue-shaped area and absorbs liquefied material during the welding process.
  • the steps mentioned above do not have to be carried out in this order, or not all of them.
  • the above list therefore does not indicate an order in which the steps should be carried out.
  • the longitudinal beams, the coupling fastening device and the connection must first be present so that they can be connected to one another. However, it is possible, for example, to only connect the floor to the longitudinal beams and optionally to the coupling fastening device or to only complete the floor when the longitudinal beams and the coupling fastening device are already connected to one another via the connection. It is also not absolutely necessary that the side walls are then connected to the floor via the longitudinal beams, even if this is preferred. Alternatively, this step can be carried out before connecting the side members to the coupling fastening device.
  • a transition area between the floor and the side walls can still be discussed in any case, as the overall construction is determined beforehand. The parts do not all have to be provided at the beginning, but can, for example, be provided when they are needed.
  • connection can be made from extruded aluminum box profiles that are welded together.
  • connection can first be made and the connection is then connected, in particular welded, to the coupling fastening device and the opposite sides of the car body in the area of the longitudinal beams.
  • Fig. 1 shows a car body 1 for a rail vehicle, in particular for a large-capacity passenger car.
  • the view is directed towards the front wall 5 of the car body 1, which has a central door opening T.
  • On the front wall 5 are the front ends of the side walls 4a, 4b, which lie opposite one another from the view of the door opening T, the front end of the roof element 2 and the front end of the floor 3.
  • the car body 1 is shown in a state during its production, although production is not yet finished.
  • the car body 1 is manufactured in an integral construction.
  • the floor 3 is designed as a floor plate.
  • the side walls 4a, 4b and the roof element 2 were each prefabricated in one piece and were connected to one another, in particular welded to one another, to produce the car body 1.
  • the prefabricated modules 2, 3, 4 and optionally also other further components of the car body 1 are preferably extruded aluminum profiles, in which air chambers are arranged between aluminum sheets that form the outer surface of the respective module, which are separated from one another by partitions made of aluminum sheet.
  • the partition walls run in the manner of a truss when a cross-sectional profile is considered. In the longitudinal direction of the extruded modules, the partition walls run continuously or at least over a longitudinal section.
  • the mentioned modules 2, 3, 4 and also the other modules of the car body 1 produced using the extrusion process can be composed of sub-modules that were produced separately using the extrusion process and were, for example, welded together.
  • the internal structure of the extruded profiles is, for example, below Fig. 1 and in Fig. 5 recognizable.
  • There the partitions are designated by the reference number 31 and the air chambers are designated by the reference number 30.
  • the floor 3 consists of at least five next to each other in the longitudinal direction (perpendicular to the plane of the figure).
  • Fig. 5 extending sub-modules 35a, 35b, 36a, 36b, 37 is composed. These sub-modules 35, 36, 37 are welded together at their transitions 32.
  • the longitudinal beams 34 differ from most other sub-modules in that they have a larger distance between the outer sheets that form the opposite surfaces, have an angular cross-sectional profile and preferably the sheet thicknesses of the outer sheets and the partitions are larger than in the other sub-modules.
  • the other sub-modules of the side walls 4a, 4b are in Fig. 5 not shown.
  • the side members can be designed in any other suitable manner, e.g. B as I-profile. This does not only apply to this exemplary embodiment.
  • the side members also do not have to be individual components, but can be integral areas of the floor or at the bottom of the side walls.
  • what all longitudinal beams have in common is that greater forces can be transmitted in the longitudinal direction of the car body via the longitudinal beams than via the other areas of the floor and side walls.
  • FIG. 1 and Fig. 2 show the side wall 4b has a door opening 12 in the end region of the car body 1 shown.
  • the strength of the side wall 4b is therefore weakened.
  • a part of a window opening 15 can also be seen on the right in the picture and another window cutout 14 can be seen in the upper area of the side wall 4b next to the door cutout 12.
  • the transition area between the bottom 3 and the side walls 4a, 4b is designated by the reference number 10a or on the opposite side 10b.
  • the longitudinal beams are located in these transition areas, for example as in Fig. 5 can be shown and already described. However, other constructions are also possible.
  • the longitudinal beam can be part of the base plate, as shown by the continuous horizontal lines extending to the outside of the car body Fig. 1 is indicated, or the longitudinal beam can be connected to the base plate as part of preparatory production.
  • the car body can be designed differently with regard to the side walls, the floor, the roof element and also with regard to the type of production of the sub-modules or modules of the car body 1.
  • the car body does not have to be an integral car body.
  • the material can also be other than aluminum.
  • other openings and openings can be provided elsewhere than, for example, in Fig. 1 and Fig. 2 shown.
  • the clutch fastening device is a clutch plate, namely in the specific exemplary embodiment a clutch plate 7, which is made of two parts 17a, 17b.
  • the coupling plate 7 is preferably not an extruded profile with extruded cavities. Rather, the opposing surfaces, which face in the longitudinal direction of the car body 1, are each formed by a solid piece of material, with the exception of the best in Fig. 5 recognizable holes 41 for the passage of fastening screws or fastening bolts for fastening the coupling, not shown, and with the exception of the further through openings 40, 44a, 44b.
  • the two parts 17a, 17b are welded together at their common transition 42.
  • the parts 17 can in particular be made of aluminum.
  • Fig. 3 how best to look Fig. 3 can be seen is the top of the clutch plate 7, which is due to the reverse representation Fig. 3 is located at the bottom of the coupling plate 7 and is connected to the floor 3 via a reinforcing plate 20.
  • the reinforcing plate 20 is first welded to the base 3 and then the coupling plate 7 is welded to the reinforcing plate 20 on its top side.
  • the clutch plate 7 can first be connected to the other ones Fig. 3 and other figures shown additional force transmission elements 6a, 6b, 9a, 9b are welded and then these horizontal cross-section H-shaped construction are welded on their top to the reinforcing plate 20.
  • the H-shaped cross-sectional profile of this design is best in Fig. 6 recognizable.
  • FIG. 6 This figure shows that the two parts 17a, 17b each have their outside ends facing the side edge of the car body (top and bottom in Fig. 6 ) have two angled areas 53, 54 (on part 17a) and 55, 56 (on part 17b).
  • These angled areas 53, 54, 55, 56 are connected to the further force transmission elements, namely the angled area 53 with the support element 6a, the angled area 54 with a plate-shaped element 9a, which is welded together from two parts 58a, 59a, the angled area 55 with a second support element 6b and the angled region 56 with a second plate-shaped element 9b, which is welded together from two parts 58b, 59b.
  • the support elements 6a, 6b form part of the long legs of the H-profile, these parts of the long legs diverging from the view of the coupling plate 7, while the plate-shaped elements 9a, 9b run parallel to one another in the longitudinal direction of the car body.
  • the support elements 6a, 6b can also be welded together from two parts, as shown by a horizontal line on the support element 6a in Fig. 3 is recognizable.
  • the division of the plate-shaped elements 9a, 9b is also horizontal in the exemplary embodiment, which is also best Fig. 3 is recognizable.
  • the welded connection 61 of the two parts 58a, 59a is in Fig.
  • the upper part 59a, 59b can have through openings in order to be able to pass cables or lines through, for example.
  • the reinforcing plate 20 also has an H-shaped profile, but the transitions between the two longitudinal legs and the transverse leg of the H-profile are rounded. The corresponding rounded edges are in Fig. 6 designated by reference numbers 22 and 52. Furthermore, the end regions 21a, 21b of the longitudinal legs taper with respect to their vertical direction (perpendicular to the plane of the figure). Fig. 6 and in the vertical direction in Fig. 3 ) measured material thickness.
  • a particularly preferred way of producing the weld seams of the angled areas 53, 54, 55, 56 to the adjacent further force transmission elements 6a, 9a, 6b, 9b is now based on Fig. 7 explained, with only the welded connections to the force transmission elements 6a, 9a being shown.
  • the other two welded connections can be made in the same way.
  • the angled areas 53, 54 of the part 17a of the coupling plate 7 point their free ends each have two tongue-shaped areas 74a, 74b. Only the area that contains the connection between the angled area 53 and the support element 6a will be described in more detail below.
  • the other transition area from the angled area 54 to the plate-shaped element 9a or to its upper part 58a and its lower part 59a can be designed in the same way.
  • the tongue-shaped end sections 74a, 74b are spaced apart from one another and there is a cavity 101 between them. In the course of the tongue-shaped section 74a, 74b up to its free end, a recess 73 is provided on the outside, which serves to secure the weld pool.
  • the end of the support element 6a pointing in the direction of the angled region 53 also has two projecting, mutually parallel end sections 105a, 105b, so that a cavity is also created between the end sections 105, which is in the in Fig. 7 illustrated composite configuration is part of the cavity 101.
  • the cavity 101 is bordered all around, on one side by the angled region 53 and on the other side by the support element 6a.
  • the end sections of the angled region 53 and the support element 6a overlap, with the tongue-shaped end sections 74a, 74b resting on the inside of the projecting end sections 105a, 105b.
  • the outside recess 73 of the tongue-shaped end sections 74a, 74b extends in the direction of the free end of the tongue-shaped end sections 74a, 74b over the abutment area at which the projecting end sections 105a, 105b of the support element 6a abut the material of the angled area 53.
  • both the material of the support element 6a and the material of the angled area 53 are beveled, so that a V-profile or a Y-profile is created by the resulting beveled surfaces 72a, 72b.
  • this recess 71 extends in the vertical direction (perpendicular to the plane of the figure). Fig. 7 ) over the entire end of the angled region 53 or the support element 6a. This also applies to cavity 101.
  • the angled area 53 does not have to be with the in Fig. 7 angle shown compared to that in Fig. 7
  • the part of the coupling plate shown below may be angled, but the angle can vary depending on the desired design.
  • the angled region 53 can also be omitted, while the angled region 54 is present.
  • both or only one of the tongue-shaped end sections can be provided on the other part (eg the support element 6a), but not on the angled region.
  • one of the two parts to be connected to one another to have a tongue-shaped end section and the other part to have the other tongue-shaped section.
  • Fig. 3 and Fig. 7 show that the in Fig. 3
  • the underside of the coupling plate 7, the support elements 6a, 6b and the plate-shaped elements 9a, 9b shown above does not have a continuous flat surface, but is profiled.
  • This profiling serves to adapt the thermal properties, in particular the effective heat capacity, of the elements mentioned to the thermal properties of components to which the elements are to be welded or otherwise connected by heating.
  • the top of the elements can be designed in the same way. At the top, the elements are welded to the reinforcement plate 20.
  • the profiling causes the effective heat capacity to decrease. For this purpose, material is left out in the middle area of the surface at the bottom end.
  • edge areas of the surface which are preferably flat, with the two opposite edge areas preferably ending at the same height level, abut the part to which the element is to be welded or connected in some other way under the influence of heat.
  • the central region of the end surface of the part 17a of the clutch plate 7 is in Fig. 7 designated by the reference number 89.
  • the transition from the middle region 89 to the two opposite edge regions 69a, 69b is designated by the reference numbers 79a, 79b.
  • These transition areas can, as shown by parallel lines in Fig. 4 is indicated, rounded be. Since part 17a is in the in Fig.
  • the slot element 6a has a central, recessed surface area 87, on the opposite edges of which lie the edge areas 67a, 67b, which rest against the adjacent part during the production of the connection to the adjacent part.
  • the transition areas are designated by the reference numbers 77a, 77b.
  • the middle, recessed area of the end surface of part 58a (right in Fig. 7 ) is designated with the reference number 88, the opposite edge areas with the reference numbers 68a, 68b.
  • Fig. 8 shows a cross section through the part 17a outside the angled areas 53, 54, with the image plane perpendicular to the image plane Fig. 7 and runs in the longitudinal direction of the car body, ie in the horizontal direction of the image plane Fig. 7 .
  • connection 8 is designed continuously from one longitudinal beam 34a to the other longitudinal beam 34b and has a trough-shaped cross-sectional profile ( Fig. 5 ) on.
  • the connection 8 is connected to the longitudinal beams 34 via a welded connection 32. It is made up of several sub-modules (in Fig. 5 from left to right) 19a, 18a, 25a, 26a, 27, 26b, 25b, 18b and 19b, these sub-modules being plate-shaped and each being connected to two adjacent parts via a weld seam 32. Similar to in Fig.
  • tongue-shaped end sections can be provided, which enable the parts to be connected to one another to be plugged together before welding, which have a weld pool safety device and which are designed in such a way that the effective heat capacities of the parts to be connected to one another are similar or the same are.
  • two of the sub-modules namely the modules 18a, 18b, are curved. They form the transition from the bottom of the tub to the side walls of the tub.
  • the sub-modules 18a, 25a, 26a, 27, 26b, 25b and 18b extend over a longitudinal section that is approximately equal to the longitudinal extent that the combination of the coupling plate 7 with the support elements 6a, 6b attached to it and also on the Clutch plate 7 has attached plate-shaped elements 9a, 9b.
  • the longitudinal extent is larger, as shown Fig. 3 can be seen because the plate-shaped elements 9a, 9b have a curved course on their lower edge.
  • the longitudinal extent of the tub base of the connection 8 can also be slightly larger than the longitudinal extent of the construction mentioned on its underside, such as Fig. 4 indicates.
  • connection 8 which is trough-shaped in profile, has an opening 13 on its trough side walls, as best shown Fig. 2 and Fig. 1 is recognizable.
  • the longitudinal extent of the partial area or section 19a, 19b, which is connected to the respective longitudinal beam 34a, 34b, is much larger than the longitudinal extent at the bottom of the tub, ie at the bottom at the connection 8.
  • This larger longitudinal extent is, for example, due to the bottom right in Fig. 1 shown projecting area B of the sub-module 19b.
  • the larger longitudinal extent, with the connection 8 resting on the longitudinal beam 34 over the entire larger longitudinal extent, improves stability and therefore makes it possible to transmit larger forces in the longitudinal direction between the longitudinal beam 34 and the connection 8.
  • the support elements 6a, 6b are connected on their underside to the connection 8, namely here the sub-modules 26a, 26b.
  • the plate-shaped elements 9a, 9b are also connected to these sub-modules 26a, 26b on their underside.
  • the coupling plate 7 itself is also connected to the connection 8, namely to the central sub-module 27 and with its angled edge regions to the sub-modules 26a, 26b. All of these connections of the coupling plate 7, the support elements 6a, 6b and the plate-shaped elements 9a, 9b are preferably welded connections, with the underside of the in Fig. 3
  • the construction shown above is preferably designed as described with a recessed, recessed surface area.
  • the arrangement below the car body floor 3, which is open towards the front side, can be at least partially closed by plate-shaped elements (not shown).
  • the open ends of the modules can also be closed, for example, by welded metal strips, as mentioned above.
  • the car body floor 3 together with the reinforcing plate 20, the coupling plate 7, the two support elements 6a, 6b and the central area of the tub floor of the connection 8 can be referred to as a coupling box in the sense mentioned above.
  • this clutch box is at least partially open on the front side so that the clutch can extend through the interior of the clutch box to the clutch plate 7 and be fastened there.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug. Der Wagenkasten ist vorzugsweise in Integralbauweise gefertigt, d.h. es sind zumindest eine Bodenplatte, Seitenwände, ein Dachelement und Stirnwände zusammengefügt, und ist insbesondere aus miteinander verschweißten Aluminium-Strangpressstrukturen gefertigt, die wie üblich als doppelwandige Hohlkammer-Profile ausgestaltet sind, insbesondere Profile mit gegenüberliegenden blechförmigen Wänden, die über Stege miteinander verbunden sind. Die Stege oder Trennwände trennen in Längsrichtung des Profils verlaufende Luftkammern voneinander ab. Es müssen aber nicht alle genannten Teile des Wagenkastens aus Strangpressstrukturen gefertigt sein. Es können vielmehr auch nur einzelne Bereiche des Wagenkastens aus Strangpressprofilen gefertigt sein. In Zügen, die mehrere Wagen aufweisen, werden die Wagen über Kupplungen, insbesondere so genannte Mittelpufferkupplungen, miteinander verbunden. Die Kupplungen übertragen die Zug- und Schubkräfte in Längsrichtung des Wagenkastens und damit in Fahrtrichtung des Zuges. Der Wagenkasten gemäß der Erfindung weist unterhalb des Wagenkasten-Bodens eine Kupplungs-Befestigungseinrichtung (z. B. eine Kupplungsplatte) zum Befestigen einer Kupplung auf, über die der Wagen mit einem anderen Wagen eines Zuges gekuppelt werden kann. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Wagenkastens und ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Wagenkasten.
  • Die Kupplungsplatte weist eine in Längsrichtung des Wagenkastens zum Ende des Wagenkastens weisende Seite oder einen zu dieser Seite offenen Raum auf, an der oder in dem die Kupplung befestigt werden kann oder befestigt ist, zum Beispiel über einen Flansch an einer Oberfläche der Kupplungsplatte. Anstelle einer Kupplungsplatte kann eine andere Einrichtung vorgesehen seien, an der die Kupplung befestigt ist oder befestigt wird und über die insbesondere in Längsrichtung des Wagenkastens wirkende Kräfte zwischen der Kupplung und der Einrichtung übertragen werden. Z. B. kann die Einrichtung eine Anordnung von Streben und ein Befestigungselement aufweisen. Die Kupplung wird an dem Befestigungselement befestigt und die Streben verlaufen in verschiedenen Richtungen innerhalb einer Ebene, die quer zur Längsachse des Wagenkastens verläuft. Die Streben stützen das Befestigungselement gegen einen Rahmen ab, der den Außenrand der Einrichtung bildet. Allgemein kann die Einrichtung als Kupplungs-Befestigungseinrichtung bezeichnet werden. Das Befestigungselement oder eine andere Ausgestaltung der Befestigungseinrichtung kann z.B. einen Materialblock mit einem einseitig offenen Hohlraum aufweisen, in den das Ende der Kupplung eingebracht ist oder wird. Dabei kann der Materialblock zum Beispiel zwei Teile aufweisen, die jeweils einen Teil des Hohlraums beranden. Die Teile können derart miteinander befestigt werden, dass das Ende der Kupplung nicht aus dem Hohlraum entfernt werden kann, ohne die Befestigung der Teile wieder zu lösen.
  • Bei dem Wagenkasten kann es sich insbesondere um einen Wagenkasten für eine Straßenbahn, einen Nahverkehrszug, einen Fernverkehrszug oder einen Hochgeschwindigkeitszug handeln.
  • Aus EP 2130739 A1 ist ein Schienenfahrzeug-Wagenkasten mit einem röhrenförmigen Modul bekannt, das ein Dach, linke und rechte Seitenwände sowie einen Boden aufweist. Der Wagenkasten hat zwei Endmodule. Die Kupplung, über die der Wagenkasten mit benachbarten Wagenkästen verbindbar ist, hat ein inneres Ende, das direkt mit einem Querelement einer Unterkonstruktion oder einer Querschwelle verbunden ist, um Längskräfte zu übertragen. Die Unterkonstruktion weist ein Paar von Längsträgern auf, die sich von dem Querelement aus in Längsrichtung von der Kupplung wegerstrecken. Die Längsträger enden an einem Rahmen, der mit der Unterseite des Wagenkastens verbunden ist. Das Endmodul weist an seiner Unterseite ebenfalls einen Rahmen auf, der an seiner zum benachbarten Wagen weisenden Vorderseite ein Fenster aufweist, durch das sich hindurch die Kupplung bis zu dem Befestigungsbereich am Ende des Rahmens erstreckt. Der Rahmen weist eine Reihe von Längsträgern und zusätzliche in Längsrichtung verlaufende Elementen auf. Im Befestigungsbereich der Kupplung weist der Rahmen einen plattenförmigen inneren Unterzug auf.
  • DE 10129420 A1 beschreibt eine Kopfstruktur für den Rohbau von Schienenfahrzeugen. Die Kopfstruktur hat eine Bodenplatte, ein Kopfschild (d. h. eine Kupplungsplatte), eine in Längsrichtung des Wagenkastens verlaufende Längsabstützung sowie mehrere lokale Versteifungselemente in der Art von Querträgern. Über einen Hauptquerträger ist die Bodenplatte mit der Bodenplatte eines Wagenkastens verbunden. Neben der im Bereich der Bodenplatte vorgesehenen Längsabstützung sind weitere z.B. schräg verlaufende Abstützungen möglich, die das eigentliche Kopfschild im Wesentlichen über seine gesamte Höhe abstützen können.
  • EP 1 125 816 A1 beschreibt das Ende eines Unterrahmens eines Schienenfahrzeug-Frachtwagens, das ein Kupplungselement für ein Drehgestell-Zentrum aufweist. Die Unterkonstruktion weist zwei seitliche Längsträger auf, die die gesamte Länge eines Wagens abdecken. Endplatten verbinden die Stirnseiten dieser seitlichen Träger. Eine rückwärtige Platte ist in einem vertikalen Abstand unterhalb eines Bodenpaneels angeordnet und schließt das Kupplungselement für das Drehgestell-Zentrum ein. Ferner ist eine kreuzweise angeordnete Platte quer zum Wagen vorgesehen, die von der rückwärtigen Platte eingeschlossen ist.
  • US 3,339,501 A1 beschreibt einen Wagen zum Betrieb auf Schienen, der ein Untergestell aufweist, auf dem ein Wagenkasten als Super-Struktur gleitend montiert ist. Das Untergestell weist ein Paar von Kupplungskästen auf, die an entgegengesetzten Enden des Wagens angeordnet sind. Haupt-Querträger sind mit den Kupplungskästen verschweißt. Jeder Haupt-Querträger des Untergestells ist mit dem anderen über ein Paar Längsträger mit kleinen Querschnitten verbunden.
  • Zur Aufnahme von Kräften (im Folgenden auch Kupplungskräfte genannt), die über die Kupplung auf den Wagenkasten übertragen werden oder umgekehrt, sind außerdem bereits so genannte Kupplungskästen vorgeschlagen worden, die unter dem Boden des Wagenkastens befestigt sind. Ähnlich wie bei dem Rahmen gemäß EP 2130739 A1 erstreckt sich die Kupplung durch eine vordere Öffnung des Kupplungskastens bis zum hinteren Ende des Kupplungskastens und ist dort an der Rückseite des Kupplungskastens befestigt, z.B. über einen Flansch. Der Kupplungskasten weist in Längsrichtung verlaufende Seitenwände und einen Boden auf. Die Seitenwände sowie die vordere und die hintere Wand des Kupplungskastens können an ihrer Oberseite mit einer plattenförmigen Verstärkung des Wagenkastenbodens verbunden sein. Außerdem werden die in das hintere Ende des Kupplungskastens von der Kupplung eingeleiteten Kupplungskräfte über verschiedene Abstützungselemente, insbesondere zumindest eine Querstrebe, eine Längsstrebe und optional auch Diagonalstreben, in den Boden des Wagenkastens eingeleitet. An den Stellen, an denen die Kräfte in den Boden des Wagenkastens eingeleitet werden, sind abhängig von der Stärke des Bodens zusätzliche Verstärkungen erforderlich.
  • Im Jahr 2008 fand eine offenkundige Vorbenutzung eines Zuges der TDR-Baureihe 460 statt.
  • Wie diese Beispiele zeigen, dient die Kupplungs-Befestigungseinrichtung (z. B. die Kupplungsplatte), an der die Kupplung befestigt werden kann oder befestigt ist, dazu, die von der Kupplung auf den Wagenkasten auszuübenden Kräfte aufzunehmen und umgekehrt von dem Wagenkasten auf die Kupplung Kräfte auszuüben. Die Kräfte werden im Wesentlichen in Längsrichtung des Wagenkastens und damit des Zuges übertragen, wobei aber auch Querkräfte auftreten, die quer zur Längsrichtung wirken. Damit diese Kräfte zwischen der Kupplungs-Befestigungseinrichtung und dem Wagenkasten übertragen werden können, ist die Kupplungs-Befestigungseinrichtung (z. B. Kupplungsplatte) über die genannten Kraftübertragungselemente, nämlich Längsabstützungen, Querträger, Versteifungselemente und Diagonalstreben, mit dem Boden des Wagenkastens verbunden. Diese Kraftübertragungselemente stützen die Kupplungs-Befestigungseinrichtung ab und verteilen die Kräfte, die von der Kupplungs-Befestigungseinrichtung in den Boden des Wagenkastens eingeleitet werden. Von dem Boden, insbesondere der Bodenplatte eines Wagenkastens in Integralbauweise, werden die Kräfte weiter auf die Längsträger im Bereich des Übergangs zwischen dem Boden und den Seitenwänden übertragen. Im Fall einer Bodenplatte ist diese typischerweise über die gesamte Länge des Wagenkastens mit den Längsträgern verbunden. Die Längsträger müssen aber nicht als individuelle Bauteile ausgeführt sein. Vielmehr können sie von vornherein z. B. Teil des Bodens sein.
  • Um die Kupplungs-Befestigungseinrichtung, insbesondere die Kupplungsplatte, stabil abzustützen und die Kraftübertragung zwischen Wagenkasten und Kupplung zu ermöglichen, werden bekanntermaßen mehrere Kraftübertragungselemente benötigt, die so stabil ausgeführt werden müssen, dass sie bei größtmöglicher Last nicht kollabieren und sich nicht in erheblicher Weise verformen. Trotz einer möglichen Leichtbauweise, wie es bei Aluminium-Strangpressprofilen mit Luftkammern der Fall ist. Weisen die Kraftübertragungselemente ein erhebliches Gewicht auf und wird entsprechend viel Material und Platz unterhalb des Wagenkasten-Bodens benötigt. Dieser Platz steht z.B. nicht für ein Drehgestell des Wagens, elektrische Kabel und/oder hydraulische oder pneumatische Leitungen zur Verfügung. Da die Kupplungs-Befestigungseinrichtung im Endbereich (betrachtet in Längsrichtung des Wagenkastens) des Wagens angeordnet ist, muss das Drehgestell einen erheblichen Abstand zum Ende des Wagens bzw. Wagenkastens aufweisen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wagenkasten und ein entsprechendes Herstellungsverfahren anzugeben, die es ermöglichen, die Anzahl und/oder Masse der für die Kraftübertragung zwischen der Kupplungs-Befestigungseinrichtung und dem Wagenkasten benötigten Kraftübertragungselement zu reduzieren und gleichzeitig den benötigten Bauraum zu reduzieren.
  • Es wird vorgeschlagen, die Kupplungs-Befestigungseinrichtung (z. B. die Kupplungsplatte) an ihrer Unterseite direkt mit an gegenüberliegenden Seiten des Wagenkastens in Längsrichtung des Wagenkastens verlaufenden Längsträgern zu verbinden, wobei die Verbindung dazu dient, Kräfte unmittelbar zwischen den Längsträgern und der Kupplungs-Befestigungseinrichtung zu übertragen. Es handelt sich bei der Verbindung daher um einen, für die Statik des Wagenkastens und für die dynamische Kraftübertragung wesentlichen Teil und nicht lediglich um eine Verkleidung des Unterbodens.
  • Der beigefügte Patentanspruch 1 ist auf einen Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug gerichtet. Gemäß seinem Oberbegriff weist der Wagenkasten Folgendes auf:
    • einen Boden,
    • zwei Seitenwände, die jeweils mit dem Boden verbunden sind,
    • zumindest zwei Längsträger, die an gegenüberliegenden Seiten des Wagenkastens jeweils im Übergangsbereich des Bodens zu der Seitenwand angeordnet sind und sich in Längsrichtung des Wagenkastens erstrecken,
    • eine Kupplungs-Befestigungseinrichtung zur Befestigung einer Kupplung, über die der Wagenkasten mit einem Wagenkasten eines anderen Wagens verbindbar ist, wobei die Befestigungseinrichtung unterhalb des Bodens angeordnet ist und wobei eine Unterseite der Befestigungseinrichtung über eine Verbindung direkt mit den Längsträgern verbunden ist.
  • Dabei ist der Verlauf der Verbindung derart, dass zwischen dem Boden des Wagenkastens und der Verbindung ein Zwischenraum bestehen bleibt, d.h. die Verbindung weist ein U-Profil auf, wenn sie in einer Querschnittsebene betrachtet wird, die quer zur Längsrichtung des Wagenkastens verläuft. Vorzugsweise ist die Verbindung der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung zu den Längsträgern auf den gegenüberliegenden Seiten des Wagenkastens durchgehend, so dass in einem senkrecht zur Längsrichtung des Wagenkastens verlaufenden Querschnitt ein wannenförmiges Profil ausbildet ist, wobei der Innenraum der Wanne unterhalb des Bodens des Wagenkastens liegt. Anders ausgedrückt bedeutet durchgehend, dass die Verbindung von dem einen Längsträger über die Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung bis zu dem anderen Längsträger auf der gegenüberliegenden Seite des Wagenkastens durchgeht, d.h. nicht unterbrochen ist.
  • Falls die Kupplungs-Befestigungseinrichtung eine Kupplungsplatte ist, kann diese mehrteilig, insbesondere zweiteilig sein, sodass die Handhabung der Platte bei der Befestigung mit anderen Teilen erleichtert ist.
  • Die Verbindung kann insbesondere durch zumindest ein plattenförmiges Teil hergestellt werden, wobei sich die gegenüberliegenden Oberflächen des plattenförmigen Teils in Richtung der Verbindung und etwa in Längsrichtung des Wagenkastens erstrecken. Im Fall der U-profilförmigen Formgestaltung (siehe oben) wird eine Wanne gebildet, die sich in Längsrichtung des Wagenkastens erstreckt und über einen Abschnitt in Längsrichtung des Wagenkastens jeweils ein U-Profil der genannten Art aufweist. Insbesondere kann sich die Verbindung über einen Längsabschnitt des Wagenkastens erstrecken, in dem die Verbindung zumindest an einer Stelle, vorzugsweise an zwei Stellen, über ein von unten nach oben bis zu dem Boden des Wagenkastens verlaufendes Stützelement mit dem Boden verbunden ist. Diese vorzugsweise zwei Stützelemente sind vorzugsweise in einer horizontalen Richtung, die quer zur Längsrichtung des Wagenkastens verläuft, voneinander beabstandet, wobei der Abstandsbereich den Raum definiert, durch den sich die Kupplung vom Wagenkastenende bis zu der Kupplungs-Befestigungseinrichtung erstreckt. Die zwei voneinander beabstandeten Stützelemente bilden daher zusammen mit der Kupplungs-Befestigungseinrichtung und dem Wagenkastenboden einen Kupplungskasten der oben genannten Art. Dabei kann die Verbindung der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung zu den Längsträgern den Boden des Kupplungskastens bilden.
  • An der Oberseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung bzw. im speziellen an der Oberseite des Kupplungskastens kann sich zusätzlich zu dem Boden eine Verstärkungsplatte befinden, insbesondere eine Verstärkungsplatte, über die die Kupplungs-Befestigungseinrichtung und/oder (soweit vorhanden) die Stützelemente indirekt mit dem Boden des Wagenkastens verbunden sind. Eine Unterscheidung zwischen dem Boden des Wagenkastens und einer solchen Verstärkungsplatte ist insbesondere dann zu beachten, wenn der Boden durch eine Bodenplatte aus Strangpressprofilen gebildet wird. Die Verstärkungsplatte leitet die von der Kupplungs-Befestigungseinrichtung auf den Boden auszuübenden Kräfte in einem großen Bereich in den Boden ein, das heißt sie verteilt die Kräfte. Speziell wenn der Boden durch zumindest ein Strangpressprofil gebildet ist, das zwischen zwei blechförmigen, die Außenoberflächen bildenden Deckelementen Stege aufweist, können die Deckelemente so dünn sein, dass eine Krafteinleitung in einem kleinen Bereich nicht stabil genug wäre. Insbesondere in diesem Fall erleichtert die Verstärkungsplatte auch das Herstellen einer stabilen Schweißverbindung an der Oberseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung. Durch eine größere Materialdicke der Verstärkungsplatte im Vergleich zu dem Deckelement wird die Schweißverbindung stabiler und ist leichter herzustellen, da die Verstärkungsplatte hinsichtlich ihrer thermischen Eigenschaften an die Kupplungs-Befestigungseinrichtung angepasst sein kann.
  • Es wird bevorzugt, dass die Verbindung zwischen der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung und den Längsträgern sich im Bereich der Längsträger über einen Längsabschnitt erstreckt, der in Längsrichtung des Wagenkastens verläuft. Dabei ist der Längsabschnitt vorzugsweise länger als die Längserstreckung der Verbindung im Bereich der Kupplungs-Befestigungseinrichtung. Die Verbindung ist über den Längsabschnitt hinweg vorzugsweise durchgehend mit dem Längsträger verbunden. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sie den Wagenkasten zusätzlich stabilisiert. In der Nähe des Längsabschnittes wird es daher auch erleichtert, z.B. Türöffnungen oder andere Öffnungen in den Seitenwänden des Wagenkastens vorzusehen. Aufwendige weitere Verstärkungsmaßnahmen, wie die Schwächung der mechanischen Festigkeit des Wagenkastens im Bereich der Öffnungen kompensieren, können entfallen oder zumindest reduziert werden.
  • Optional ist die Kupplungs-Befestigungseinrichtung an ihrer Seite, die der Seite des Wagenkastenendes gegenüberliegt, über zumindest ein plattenförmiges Element an der Unterseite des Bodens des Wagenkastens abgestützt. Das plattenförmige Element hat vorzugsweise eine Unterkante, die sich nicht über ihren gesamten Verlauf parallel zu der Oberkante des plattenförmigen Elements erstreckt. Vielmehr kann die Unterkante z.B. dadurch erzeugt werden, dass im Vergleich zu einem quaderförmigen plattenförmigen Elements ein Teil des Quaders weggelassen oder abgeschnitten wird. Der Verlauf der Unterkante kann in bevorzugter Weise konkav gekrümmt sein, so dass in dem konkav gekrümmten Bereich Raum entsteht, der z.B. für Teile eines Drehgestells genutzt werden kann.
  • Vorzugsweise sind zwei plattenförmige Elemente gleicher Form vorhanden, wobei diese plattenförmigen Elemente in einer horizontalen Richtung, die quer zur Längsrichtung des Wagenkastens verläuft, einen Abstand zueinander aufweisen. Wird ein horizontaler Querschnitt unterhalb des Wagenkasten-Bodens betrachtet, bilden die beiden voneinander beabstandeten plattenförmigen Elemente, die z. B als Kupplungsplatte ausgestaltete Kupplungs-Befestigungseinrichtung und die optional vorhandenen beiden Stützelemente, die die oben genannte Verbindung am Boden des Wagenkastens abstützen, ein H-Profil, wobei die beiden Längsschenkel des H nicht über ihren gesamten Verlauf parallel sein müssen. Z.B. können die von den beiden Stützelementen gebildeten Abschnitte der Längsschenkel des H aus Sicht der Kupplungsplatte divergieren.
  • Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung und Anordnung der Kraftübertragungselemente, die Kupplungskräfte zwischen der Kupplungs-Befestigungseinrichtung und dem Boden des Wagenkastens übertragen, hat die oben beschriebene Verbindung zwischen der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung und den Längsträgern an gegenüberliegenden Seiten des Wagenkastens den Vorteil, dass sie die unmittelbare Übertragung von Kräften zwischen den Längsträgern und dem unteren Ende der Kupplungs-Befestigungseinrichtung ermöglicht. Wenn in dieser Beschreibung von der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung die Rede ist, schließt dies nicht aus, dass sich das untere Ende der Kupplungs-Befestigungseinrichtung etwas unterhalb der Verbindung zu den gegenüberliegenden Längsträgern befindet. Bevorzugt wird jedoch, dass die Verbindung am unteren Ende der Kupplungs-Befestigungseinrichtung ansetzt.
  • Durch die unmittelbare Übertragung zwischen den gegenüberliegenden Längsträgern und der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung entsteht eine stabile Konstruktion, die es ermöglicht, aus vorbekannten Ausführungsformen von Wagenkästen bekannte Kraftübertragungselemente, insbesondere Diagonalstreben und Querstreben, wegzulassen. Dies schafft Bauraum für die Montage von Kabeln und hydraulischen oder pneumatischen Leitungen.
  • Da ferner eine direkte Kraftübertragung von der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung in die gegenüberliegenden Längsträger und umgekehrt stattfinden kann, können die optional zusätzlichen Kraftübertragungselemente zur Abstützung der Kupplungs-Befestigungseinrichtung kleiner und leichter ausgeführt werden. Außerdem wird insbesondere im mittleren Bereich unterhalb des Bodens des Wagenkastens weniger Raum für die Kraftübertragungselemente benötigt. Dies ermöglicht es außerdem, die Kupplungs-Befestigungseinrichtung näher am Ende des Wagenkastens (betrachtet in dessen Längsrichtung) anzuordnen. Daher kann ein Drehgestell näher am Ende des Wagenkastens angeordnet werden.
  • Außerdem wird der Aufwand für die Montage der Kupplung-Befestigungseinrichtung reduziert, da weniger Teile benötigt werden und da die Verbindung zu den Längsträgern auf einfache Weise in einem Abstand zum Wagenkasten-Boden und seitlich an den Längsträgern statt unmittelbar unterhalb des Wagenkasten-Bodens in dessen mittleren Bereich hergestellt werden kann.
  • Gemäß den unabhängigen Patentansprüchen wird die Verbindung von der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung zu den gegenüberliegenden Längsträgern aus mehreren plattenförmigen Einzelteilen hergestellt, wobei die Einzelteile jeweils Strangpressprofile sind und wobei sich Längsrichtungen von Luftkammern und sich damit Trennwände zwischen den Luftkammern in den Strangpressprofilen in Längsrichtung des Wagenkastens erstrecken. Die unabhängigen Patentansprüche enthalten auch die Alternative, dass sich zumindest bei einem Teil der plattenförmigen Einzelteile die Längsrichtung der Luftkammern und damit der Wände zwischen den Luftkammern quer zur Längsrichtung des Wagenkastens erstreckt.
  • Diese Einzelteile werden vorzugsweise miteinander verschweißt. Weiter bevorzugt wird, dass die Einzelteile aus Aluminium gefertigt sind.
  • Zumindest zwei der Einzelteile können zwar plattenförmig ausgestaltet sein, d.h. weisen etwa parallel zueinander verlaufende gegenüberliegende Außenoberflächen auf, die Außenoberflächen verlaufen jedoch nicht in einer Ebene, sondern sind gekrümmt. Diese Einzelteile oder im Fall einer durchgehenden Verbindung, die nicht aus Einzelteilen gefertigt ist, gekrümmten Bereiche der Verbindung befinden sich vorzugsweise seitlich, etwa unterhalb der gegenüberliegenden Längsträger des Wagenkastens oder geringfügig versetzt Richtung Längsachse des Wagenkastens. Die gekrümmten Einzelteile oder gekrümmten Bereiche bilden einen Übergang zwischen einem im Wesentlichen in horizontaler Richtung verlaufenden Bereich der Verbindung und einem Bereich der Verbindung, der sich von unten nach oben bis zu dem jeweiligen Längsträger erstreckt. Alternativ kann das gekrümmte Einzelteil oder der gekrümmte Bereich unmittelbar bis zu dem Längsträger führen. Das gekrümmte Einzelteil oder der gekrümmte Bereich können außerdem als Teil der Verkleidung des Wagenkastens genutzt werden. Zusätzliche Teile für die Verkleidung können daher entfallen oder zumindest teilweise eingespart werden.
  • Die Verbindung von der Unterseite der Kupplungsplatte bis zu den gegenüberliegenden Längsträgern kann - betrachtet in Längsrichtung des Wagenkastens - am Ende des Wagenkastens beginnen. Dabei kann - wie bereits erwähnt - die Verbindung einen Teil der Außenkontur des Wagenkastens bilden, nämlich einen unterhalb des Wagenkastenbodens befindlichen Teil der Außenkontur, wenn das stirnseitige Ende des Wagenkastens betrachtet wird. Dabei kann der Zwischenraum zwischen der Verbindung und dem Boden des Wagenkastens zumindest teilweise geschlossen sein. Es muss jedoch zumindest eine Öffnung verbleiben, um die Kupplung, die mit der Kupplungs-Befestigungseinrichtung verbunden wird, betreiben zu können. Optional hat diese stirnseitige Abdeckung des Zwischenraums zumindest eine weitere Öffnung, um ein Einströmen von Luft aufgrund des Fahrtwindes zu ermöglichen. Diese strömende Luft kann z.B. dazu genutzt werden, Teile und Einrichtungen unterhalb des Wagenkastenbodens während der Fahrt zu kühlen. Beispielsweise kann auf diese Weise ein Fahrmotor gekühlt werden, der an dem hinter der Kupplungs-Befestigungseinrichtung angeordneten Drehgestell montiert ist und die Räder des Drehgestells antreibt. Solche weiteren Öffnungen können auch für hindurchführende Kabel und hydraulische oder pneumatische Leitungen genutzt werden.
  • Wie erwähnt, ermöglicht die Verbindung zwischen der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung und den gegenüberliegenden Längsträgern eine direkte Kraftübertragung zwischen den Längsträgern und dem unteren Ende der Kupplungs-Befestigungseinrichtung. Zusätzlich ist, wie ebenfalls bereits erwähnt und für sich genommen aus dem Stand der Technik bekannt, die Kupplungs-Befestigungseinrichtung (zum Beispiel Kupplungsplatte) direkt oder indirekt mit dem Boden des Wagenkastens verbunden, so dass auch Kräfte zwischen dem Boden und der Kupplungs-Befestigungseinrichtung übertragbar sind. Insbesondere wird die gesamte Anordnung aus Kupplungs-Befestigungseinrichtung und sämtlichen Kraftübertragungselementen so ausgestaltet, dass eine von der Kupplung auf die Mitte der Kupplungs-Befestigungseinrichtung in Längsrichtung des Wagenkastens ausgeübte Längskraft zu mehr als 10 % und vorzugsweise mehr als 50 % (z. B. 60 %) direkt über die Verbindung von der Unterseite auf die gegenüberliegenden Längsträger übertragen wird. Deshalb wird weniger als 90 und vorzugsweise weniger als 50 % (z. B. 40 %) der Längskraft direkt von der Kupplungs-Befestigungseinrichtung über die weiteren Kraftübertragungselemente oder direkt von der Kupplungs-Befestigungseinrichtung auf den Wagenkastenboden übertragen. Dies ermöglicht es, diese weiteren Kraftübertragungselemente besonders leicht und/oder in geringer Zahl und/oder mit geringem Raumbedarf auszuführen.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft das Befestigen der als Kupplungsplatte ausgestalteten Kupplungs-Befestigungseinrichtung mit der Verbindung und/oder mit dem Boden des Wagenkastens (z.B. direkt mit der Bodenplatte des Wagenkastens oder indirekt über zumindest ein weiteres Element). Dieser Aspekt kann im Fall der Befestigung der Kupplungsplatte mit dem Boden des Wagenkastens auch für sich genommen realisiert werden, d.h. es muss keine Verbindung von der Unterseite der Kupplungsplatte zu den gegenüberliegenden Längsträgern des Wagenkastens vorhanden sein. Alle anderen Merkmale wie die oben beschriebenen Stützelemente, das zumindest eine plattenförmige Element, die Ausgestaltung der insbesondere als Kupplungsplatte ausgestalteten Kupplungs-Befestigungseinrichtung mit abgewinkelten Bereichen und/oder die sonstige Ausgestaltung des oben beschriebenen und noch zu beschreibenden Kupplungskasten können auch dann verwirklicht werden bzw. verwirklicht sein, wenn keine Verbindung von der Unterseite der Kupplungsplatte zu den gegenüberliegenden Längsträgern des Wagenkastens vorhanden ist. Bevorzugt wird in diesem Fall jedoch, dass die Höhe der Kupplungs-Befestigungseinrichtung, insbesondere des Kupplungskastens (die Höhe wird in vertikaler Richtung betrachtet) geringer ist als in dem Fall, wenn eine Verbindung von der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung zu den gegenüberliegenden Längsträgern vorhanden ist.
  • Die Kupplungsplatte ist an ihrem jeweiligen Ende (das obere Ende, das mit dem Boden des Wagenkastens zu verbinden ist, und/oder das untere Ende, das optional mit der Verbindung zu verbinden ist) stabil zu befestigen. Gemäß diesem weiteren Aspekt der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Kupplungsplatte an dem Ende, das zu befestigen ist, eine durchgehende (insbesondere nicht, wie es bei einem Strangpressprofil der Fall wäre, durch zahlreiche Hohlräume unterbrochene) Oberfläche aufweist und dass diese Oberfläche einen zurückspringenden Bereich aufweist, der zwischen gegenüberliegenden Randbereichen der Oberfläche angeordnet ist. Insbesondere kann die Kupplungsplatte daher massiv ausgeführt sein, d.h. keine Luftkammern wie bei einem Strangpressprofil aufweisen. Wird das Ende mit dieser Oberfläche in Anlage zu einer ebenen Oberfläche (z.B. der Bodenplatte des Wagenkastens oder einer Oberfläche der Verbindung zu den gegenüberliegenden Längsträgern) gebracht, liegen die Randbereiche der Oberfläche an dem Ende der Kupplungsplatte im Wesentlichen vollflächig an der ebenen Oberfläche an, während der zurückspringende Bereich zusammen mit der ebenen Oberfläche einen Hohlraum bildet. Diese Anordnung ermöglicht es, die Randbereiche der Oberfläche mit der ebenen Oberfläche zu verbinden, insbesondere zu verschweißen. Diese Ausgestaltung mit dem zurückspringenden Bereich der Oberfläche dient der Anpassung der thermischen Eigenschaften der Kupplungsplatte an die thermischen Eigenschaften des Materials, das die ebene Oberfläche bildet. Werden die miteinander zu verbindenden Teile zum Herstellen einer Schweißverbindung oder auch einer anderen Fügeverbindung, die ein Erwärmen der Teile erfordert, erwärmt, könnte es beim Erwärmen des Teils, das die ebene Oberfläche bildet, zu einem frühzeitigen Schmelzen und damit Verfließen des Materials kommen, während das Material der Kupplungsplatte noch nicht ausreichend erwärmt ist. Aufgrund der schmaleren Randbereiche der Oberfläche und dem zurückspringenden Bereich dazwischen kann aber das Material an den Randbereichen der Oberfläche der Kupplungsplatte etwa gleichzeitig auf dieselbe für den Fügevorgang erforderliche Temperatur gebracht werden. Zusätzlich kann der Hohlraum, der von dem zurückspringenden Bereich und der ebenen Oberfläche berandet wird, Zusatzmaterial aufnehmen, das bei der Herstellung der Fügeverbindung verwendet wird, z.B. Lotmaterial oder Zusatzmaterial, das beim Schweißen verwendet wird.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken weist die Kupplungsplatte an ihren seitlichen Enden, d.h. betrachtet in einer horizontalen Querschnittsfläche an den Enden, die den gegenüberliegenden Längsträgern des Wagenkastens nahe stehen, jeweils zumindest einen abgewinkelten Bereich auf, so dass wiederum betrachtet in einer horizontalen Querschnittsebene die Kupplungsplatte ein U-förmiges oder (bei beidseitiger Abwinklung an den seitlichen Enden) H-förmiges Profil bildet. Der abgewinkelte Bereich dient dazu, die Kupplungsplatte an diesen Bereich mit einem zusätzlichen Kraftübertragungselement zu verbinden, über das Kräfte zwischen dem Boden des Wagenkastens und der Kupplungsplatte übertragen werden. Beispiele für solche Kraftübertragungselemente wurden oben beschrieben. Die abgewinkelten Bereiche der Kupplungsplatte ermöglichen es, eine Fügeverbindung, die eine Erwärmung der miteinander zu verbindenden Teile erfordert, zwischen der Kupplungsplatte und dem weiteren Kraftübertragungselement herzustellen, wobei der abgewinkelte Bereich der Kupplungsplatte an die thermischen Eigenschaften des weiteren Kraftübertragungselements angepasst ist. Auf Beispiele und Ausführungsformen wird noch näher eingegangen.
  • Die Kupplungsplatte kann insbesondere an ihren seitlichen Enden, aber auch bei mehrteiliger Ausführung an den miteinander zu verbindenden Rändern der Teile der Kupplungsplatte so ausgestaltet sein, dass die Enden zwei stegförmige vorspringende Bereiche aufweisen, an denen die Enden mit einem weiteren Teil verschweißt werden. Dabei weist zumindest einer der vorspringenden Bereiche einen abgewinkelten Rand auf, der gemeinsam mit einem in gleicher Weise abgewinkelten Rand des anzuschweißenden Teils eine V-förmige oder Y-förmige Aussparung bildet, die sich in der Längsrichtung des vorspringenden Bereichs erstreckt. Dabei ist die Aussparung nach außen offen, d.h. wenn die beiden vorspringenden Bereiche den abgewinkelten Rand aufweisen, weisen die Öffnungen der Aussparungen voneinander weg.
  • Vorzugsweise ist außerdem an dem vorspringenden Bereich mit dem abgewinkelten Rand ein zungenförmiger Endbereich ausgebildet, der in Richtung auf das anzuschweißende Bauteil am weitesten vorspringt. Dieser zungenförmige Endbereich kann in einer Aussparung eines Endbereichs des anzuschweißenden Teils angeordnet werden, bevor die Schweißnaht hergestellt wird. Dabei weist der zungenförmige Endbereich weiterhin bevorzugt außenseitig, zu dem abgewinkelten Randbereich hinweisend, eine Aussparung auf, die als so genannte Schweißbadsicherung dient. Eine Schweißbadsicherung ist z.B. in WO 2009/115198 A1 beschrieben. Die Aussparung verhindert, dass die Schweißnaht durch den zungenförmigen Bereich hindurch ausgebildet wird und nimmt beim Schweißvorgang verflüssigtes Material auf.
  • Der beigefügte unabhängige Verfahrensanspruch 8 ist auf ein Herstellungsverfahren zum Herstellen eines Wagenkastens gerichtet. Gemäß seinem Oberbegriff weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:
    • Bereitstellen eines Wagenkasten-Bodens,
    • Bereitstellen von zwei Seitenwänden,
    • Anordnen und/oder Ausbilden jeweils zumindest eines Längsträgers im Übergangsbereich des Bodens zu einer der Seitenwände, wobei die Längsträger sich in einer Längsrichtung des Wagenkastens erstrecken,
    • Bereitstellen einer Kupplungs-Befestigungseinrichtung zur Befestigung einer Kupplung, über die der Wagenkasten mit einem Wagenkasten eines anderen Wagens verbindbar ist, wobei die Befestigungseinrichtung unterhalb des Bodens angeordnet wird,
    • Befestigen einer Unterseite der Befestigungseinrichtung über eine Verbindung direkt mit den Längsträgern,
    • Verbinden der Seitenwände jeweils mit dem Boden.
  • Die zuvor genannten Schritte müssen nicht oder nicht alle in dieser Reihenfolge ausgeführt werden. Die vorstehende Auflistung bedeutet daher nicht eine Reihenfolge der Ausführung der Schritte. Zwar müssen zunächst die Längsträger, die Kupplungs-Befestigungseinrichtung und die Verbindung vorhanden sein, damit diese miteinander verbunden werden können. Jedoch ist es z.B. möglich, den Boden erst dann mit den Längsträgern und optional mit der Kupplungs-Befestigungseinrichtung zu verbinden oder den Boden erst dann fertig zu stellen, wenn die Längsträger und die Kupplungs-Befestigungseinrichtung bereits über die Verbindung miteinander verbunden sind. Auch ist es nicht zwingend erforderlich, dass die Seitenwände danach über die Längsträger mit dem Boden verbunden werden, auch wenn dies bevorzugt wird. Dieser Schritt kann alternativ vor der Verbindung der Längsträger mit der Kupplungs-Befestigungseinrichtung ausgeführt werden. Einem Übergangsbereich zwischen dem Boden und den Seitenwänden kann dennoch in jedem Fall besprochen werden, da die GesamtKonstruktion vorher festgelegt ist. Auch müssen die Teile nicht alle am Anfang bereitgestellt werden, sondern können zum Beispiel dann bereitgestellt werden, wenn sie benötigt werden.
  • Ausgestaltungen des Verfahrens folgen aus der Beschreibung von Ausgestaltungen des Wagenkastens.
  • Insbesondere kann die Verbindung aus Aluminium-Strangpresskastenprofilen hergestellt werden, die miteinander verschweißt werden. Im Rahmen einer Vormontage kann zunächst die Verbindung hergestellt werden und wird die Verbindung danach mit der Kupplungs-Befestigungseinrichtung und den gegenüberliegenden Seiten des Wagenkastens im Bereich der Längsträger verbunden, insbesondere verschweißt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figurenbezeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine dreidimensionale Ansicht auf eine Stirnseite eines Wagenkastens, wobei der Wagenkasten in Integralbauweise hergestellt wird und wobei im Endbereich des Wagenkastens unter dem Boden eine Kupplungsplatte angeordnet ist, deren Unterseite über eine Verbindung unmittelbar mit gegenüberliegenden seitlichen Längsträgern verbunden ist,
    Fig. 2
    eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Wagenkastens,
    Fig. 3
    eine Ansicht auf den unteren Teil des Wagenkasten-Endbereichs aus Fig. 1 und Fig. 2, wobei der mittlere Bereich der Verbindung weggelassen ist, um den Blick auf die Unterseite der Kupplungsplatte mit benachbarten zusätzlichen Kraftübertragungselementen freizugeben und wobei der Wagenkasten-Endbereich auf dem Kopf stehend dargestellt ist,
    Fig. 4
    eine Ansicht ähnlich der in Fig. 3, wobei jedoch die Verbindung zwischen der Unterseite der Kupplungsplatte und den gegenüberliegenden Längsträgern vollständig dargestellt ist,
    Fig. 5
    eine Ansicht auf den in Fig. 4 dargestellten Endbereich in Längsrichtung des Wagenkastens, wobei die Bildebene der Fig. 5 senkrecht zur Längsrichtung des Wagenkastens verläuft,
    Fig. 6
    eine Draufsicht von unten auf den in Fig. 3 bis 5 dargestellten Wagenkasten-Endbereich, wobei jedoch die Verbindung von der Unterseite der Kupplungsplatte zu den seitlichen Längsträgern weggelassen ist und wobei die Darstellung lediglich den Bereich um die Kupplungsplatte und die damit verbundenen zusätzlichen Kraftübertragungselemente zeigt,
    Fig. 7
    eine vergrößerte Darstellung eines Teilbereichs der Darstellung in Fig. 6, wobei der Teilbereich der Verbindungsbereich zwischen der Kupplungsplatte und zwei damit verschweißten zusätzlichen Kraftübertragungselementen ist, und
    Fig. 8
    einen Querschnitt durch einen Teil der in Fig. 7 dargestellten Anordnung.
  • Fig. 1 zeigt einen Wagenkasten 1 für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für einen Großraum-Personenwagen. Der Blick ist auf die Stirnwand 5 des Wagenkastens 1 gerichtet, die eine zentrale Türöffnung T aufweist. An der Stirnwand 5 befinden sich die stirnseitigen Enden der Seitenwände 4a, 4b, die aus Sicht der Türöffnung T einander gegenüberliegen, das stirnseitige Ende des Dachelements 2 und das stirnseitige Ende des Bodens 3. Der Wagenkasten 1 ist in einem Zustand während seiner Fertigung gezeigt, wobei die Fertigung noch nicht beendet ist.
  • Der Wagenkasten 1 ist in Integralbauweise gefertigt. Der Boden 3 ist als Bodenplatte ausgestaltet. Auch die Seitenwände 4a, 4b und das Dachelement 2 sind jeweils in einem Stück vorgefertigt worden und sind zur Herstellung des Wagenkastens 1 miteinander verbunden worden, insbesondere miteinander verschweißt worden. Dabei sind die vorgefertigten Module 2, 3, 4 und optional auch andere weitere Bestandteile des Wagenkastens 1 vorzugsweise Aluminium-Strangpressprofile, bei denen zwischen Aluminiumblechen, die die Außenoberfläche des jeweiligen Moduls bilden, Luftkammern angeordnet sind, die durch Trennwände aus Aluminiumblech gegeneinander abgeteilt sind. Dabei verlaufen die Trennwände in der Art eines Fachwerkes, wenn ein Querschnittsprofil betrachtet wird. In Längsrichtung der extrudierten Module verlaufen die Trennwände durchgehend oder zumindest über einen Längsabschnitt hinweg. Dabei können die erwähnten Module 2, 3, 4 und auch die anderen im Strangpressverfahren hergestellten Module des Wagenkastens 1 aus Teil-Modulen zusammengesetzt sein, die separat im Strangpressverfahren hergestellt wurden und z.B. miteinander verschweißt wurden. Die innere Struktur der Strangpressprofile ist z.B. unten in Fig. 1 und in Fig. 5 erkennbar. Dort sind die Trennwände mit dem Bezugszeichen 31 und die Luftkammern mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet. Dabei ist auch erkennbar, dass der Boden 3 aus zumindest fünf nebeneinander in Längsrichtung (senkrecht zur Figurenebene der Fig. 5) verlaufenden Teil-Modulen 35a, 35b, 36a, 36b, 37 zusammengesetzt ist. Diese Teil-Module 35, 36, 37 sind an ihren Übergängen 32 miteinander verschweißt. An den einander gegenüberliegenden seitlichen Rändern der Bodenplatte 3 ist diese mit den (bezüglich der Bodenplatte 3) einander gegenüberliegenden Längsträgern 34a, 34b verschweißt. Die Längsträger 34 unterscheiden sich von den meisten anderen Teil-Modulen dadurch, dass sie einen größeren Abstand zwischen den außenseitigen Blechen, die die gegenüberliegenden Oberflächen bilden, aufweisen, ein winkelförmiges Querschnittsprofil haben und vorzugsweise die Blechstärken der Außenbleche und der Trennwände größer sind als bei den anderen Teil-Modulen. Die weiteren Teil-Module der Seitenwände 4a, 4b sind in Fig. 5 nicht dargestellt.
  • Die Längsträger können jedoch in jeder anderen geeigneten Weise ausgeführt sein, z. B als I-Profil. Dies gilt nicht nur für dieses Ausführungsbeispiel. Auch müssen die Längsträger nicht individuelle Bauteile sein, sondern können integrale Bereiche des Bodens oder unten an den Seitenwänden sein. Allen Längsträgern ist jedoch gemeinsam, dass über die Längsträger größere Kräfte in Längsrichtung des Wagenkastens übertragbar sind als über die anderen Bereiche des Bodens und der Seitenwände.
  • Alle Strangpressprofile sind vorzugsweise an ihren stirnseitigen Enden durch zusätzliche Blechstreifen geschlossen, die an den stirnseitigen Enden angeschweißt sind. In den Figuren sind einige Strangpressmodule ohne diese abschließenden Blechstreifen dargestellt, um den Blick auf die innere Struktur der Profile freizugeben.
  • Wie Fig. 1 und Fig. 2 zeigen, weist die Seitenwand 4b im dargestellten Endbereich des Wagenkastens 1 eine Türöffnung 12 auf. Die Festigkeit der Seitenwand 4b ist daher geschwächt. In Fig. 2 ist außerdem rechts im Bild auch noch ein Teil einer Fensteröffnung 15 und im oberen Bereich der Seitenwand 4b neben dem Türausschnitt 12 ein weiterer Fensterausschnitt 14 erkennbar.
  • In Fig. 1 ist der Übergangsbereich zwischen dem Boden 3 und den Seitenwänden 4a, 4b mit dem Bezugszeichen 10a bzw. auf der gegenüberliegenden Seite 10b bezeichnet. In diesen Übergangsbereichen befinden sich die Längsträger, die beispielsweise so wie in Fig. 5 dargestellt und bereits beschrieben ausgeführt sein können. Es sind jedoch auch andere Konstruktionen möglich. Z.B. kann der Längsträger Teil der Bodenplatte sein, wie es durch die durchgehenden, bis zur Außenseite des Wagenkastens reichenden horizontalen Linien in Fig. 1 angedeutet ist, bzw. kann der Längsträger im Rahmen einer vorbereitenden Fertigung mit der Bodenplatte verbunden werden.
  • Bevor nun die Konstruktion der Kupplungs-Befestigungseinrichtung gemäß dem in Fig. 1 bis Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben wird, soll betont werden, dass der Wagenkasten bezüglich der Seitenwände, dem Boden, dem Dachelement und auch bezüglich der Art der Herstellung der Teilmodule oder Module des Wagenkastens 1 anders ausgeführt werden kann. Z.B. muss es sich bei dem Wagenkasten nicht um einen Wagenkasten in Integralbauweise handeln. Auch kann das Material ein anderes sein als Aluminium. Ferner können andere Öffnungen und Öffnungen an anderer Stelle vorgesehen sein als z.B. in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt.
  • In dem Ausführungsbeispiel ist die Kupplungs-Befestigungseinrichtung eine Kupplungsplatte, und zwar in dem speziellen Ausführungsbeispiel eine Kupplungsplatte 7, die aus zwei Teilen 17a, 17b gefertigt ist. Dabei ist die Kupplungsplatte 7 vorzugsweise kein Strangpressprofil mit extrudierten Hohlräumen. Vielmehr werden die gegenüberliegenden Oberflächen, die in Längsrichtung des Wagenkastens 1 weisen, jeweils von einem soliden Materialstück gebildet, mit Ausnahme der am besten in Fig. 5 erkennbaren Bohrungen 41 für ein Hindurchführen von Befestigungsschrauben oder Befestigungsbolzen zur Befestigung der nicht dargestellten Kupplung und mit Ausnahme der weiteren Durchführungsöffnungen 40, 44a, 44b. Die beiden Teile 17a, 17b werden an ihrem gemeinsamen Übergang 42 miteinander verschweißt. Die Teile 17 können insbesondere aus Aluminium bestehen.
  • Wie am besten aus Fig. 3 erkennbar ist, ist die Oberseite der Kupplungsplatte 7, die wegen der umgekehrten Darstellung der Fig. 3 unten an der Kupplungsplatte 7 liegt, über eine Verstärkungsplatte 20 mit dem Boden 3 verbunden. Z.B. wird zunächst die Verstärkungsplatte 20 mit dem Boden 3 verschweißt und dann die Kupplungsplatte 7 an ihrer Oberseite mit der Verstärkungsplatte 20 verschweißt. Alternativ kann die Kupplungsplatte 7 zunächst mit den weiteren in Fig. 3 und anderen Figuren dargestellten zusätzlichen Kraftübertragungselementen 6a, 6b, 9a, 9b verschweißt werden und dann diese im horizontalen Querschnitt H-förmige Konstruktion an ihrer Oberseite mit der Verstärkungsplatte 20 verschweißt werden. Das H-förmige Querschnittsprofil dieser Konstruktion ist am besten in Fig. 6 erkennbar. Diese Figur zeigt, dass die beiden Teile 17a, 17b jeweils an ihren außenseitigen, zum seitlichen Rand des Wagenkastens weisenden Enden (oben und unten in Fig. 6) zwei abgewinkelte Bereiche 53, 54 (am Teil 17a) sowie 55, 56 (am Teil 17b) haben. Diese abgewinkelten Bereiche 53, 54, 55, 56 sind mit den weiteren Kraftübertragungselementen verbunden, nämlich der abgewinkelte Bereich 53 mit dem Stützelement 6a, der abgewinkelte Bereich 54 mit einem plattenförmigen Element 9a, das aus zwei Teilen 58a, 59a zusammengeschweißt ist, der abgewinkelte Bereich 55 mit einem zweiten Stützelement 6b und der abgewinkelte Bereich 56 mit einem zweiten plattenförmigen Element 9b, das aus zwei Teilen 58b, 59b zusammengeschweißt ist. Dabei bilden die Stützelemente 6a, 6b einen Teil der langen Schenkel des H-Profils, wobei diese Teile der langen Schenkel aus Sicht der Kupplungsplatte 7 divergieren, während die plattenförmigen Elemente 9a, 9b parallel zueinander in Längsrichtung des Wagenkastens verlaufen. Auch die Stützelemente 6a, 6b können aus zwei Teilen zusammengeschweißt sein, wie es durch eine horizontal verlaufende Linie an dem Stützelement 6a in Fig. 3 erkennbar ist. Die Teilung der plattenförmigen Elemente 9a, 9b ist in dem Ausführungsbeispiel ebenfalls horizontal, wie ebenfalls am besten aus Fig. 3 erkennbar ist. Die Schweißverbindung 61 der beiden Teile 58a, 59a ist in Fig. 3 ebenso durch eine horizontal verlaufende Linie dargestellt, wie die Schweißverbindung 62 der beiden Teile 58b, 59b des plattenförmigen Elements 9b. Dabei kann das obere Teil 59a, 59b Durchgangsöffnungen aufweisen, um z.B. Kabel oder Leitungen hindurchführen zu können.
  • Wie Fig. 3 und Fig. 6 zeigen, weist die Verstärkungsplatte 20 ebenfalls ein H-förmiges Profil auf, wobei jedoch die Übergänge zwischen den beiden Längsschenkeln und dem Querschenkel des H-Profils abgerundet sind. Die entsprechenden abgerundeten Ränder sind in Fig. 6 mit den Bezugszeichen 22 und 52 bezeichnet. Ferner verjüngen sich die Endbereiche 21 a, 21 b der Längsschenkel bezüglich ihrer in vertikaler Richtung (senkrecht zur Figurenebene der Fig. 6 und in vertikaler Richtung in Fig. 3) gemessenen Materialdicke.
  • Eine besonders bevorzugte Art der Herstellung der Schweißnähte der abgewinkelten Bereiche 53, 54, 55, 56 zu den angrenzenden weiteren Kraftübertragungselementen 6a, 9a, 6b, 9b wird nun anhand von Fig. 7 erläutert, wobei lediglich die Schweißverbindungen zu den Kraftübertragungselementen 6a, 9a dargestellt sind. Die anderen beiden Schweißverbindungen können in gleicher Art ausgeführt sein. Die abgewinkelten Bereiche 53, 54 des Teils 17a der Kupplungsplatte 7 weisen an ihren freien Enden jeweils zwei zungenförmige Bereiche 74a, 74b auf. Im Folgenden wird lediglich der Bereich genauer beschrieben, der die Verbindung zwischen dem abgewinkelten Bereich 53 zu dem Stützelement 6a enthält. Der andere Übergangsbereich von dem abgewinkelten Bereich 54 zu dem plattenförmigen Element 9a bzw. zu dessen oberen Teil 58a und dessen unteren Teil 59a kann in gleicher Weise ausgeführt sein. Die zungenförmigen Endabschnitte 74a, 74b sind voneinander beabstandet und zwischen ihnen befindet sich ein Hohlraum 101. Im Verlauf des zungenförmigen Abschnitts 74a, 74b bis zu dessen freien Ende ist außenseitig eine Aussparung 73 vorgesehen, die als Schweißbadsicherung dient.
  • Das in Richtung des abgewinkelten Bereichs 53 weisende Ende des Stützelements 6a weist ebenfalls zwei vorspringende, parallel zueinander verlaufende Endabschnitte 105a, 105b auf, so dass zwischen den Endabschnitten 105 ebenfalls ein Hohlraum entsteht, der in der in Fig. 7 dargestellten zusammengesetzten Konfiguration ein Teil des Hohlraums 101 ist. In dem zusammengesetzten Zustand ist der Hohlraum 101 umlaufend berandet, auf der einen Seite von dem abgewinkelten Bereich 53 und auf der anderen Seite von dem Stützelement 6a. Dabei überlappen sich die Endabschnitte des abgewinkelten Bereichs 53 und des Stützelements 6a, wobei die zungenförmigen Endabschnitte 74a, 74b auf der Innenseite der vorspringenden Endabschnitte 105a, 105b anliegen. Dabei erstreckt sich die außenseitige Aussparung 73 der zungenförmigen Endabschnitte 74a, 74b in Richtung auf das freie Ende der zungenförmigen Endabschnitte 74a, 74b über den Stoßbereich hinweg, an dem die vorspringenden Endabschnitte 105a, 105b des Stützelements 6a an dem Material des abgewinkelten Bereichs 53 anstoßen. Außenseitig an diesem Stoßbereich ist sowohl das Material des Stützelements 6a als auch das Material des abgewinkelten Bereichs 53 abgeschrägt, so dass durch die entstehenden abgeschrägten Oberflächen 72a, 72b ein V-Profil oder ein Y-Profil entsteht. Innerhalb der beiden Schenkel des Y- bzw. V-Profils befindet sich somit eine von außen zugängliche Aussparung 71. Wie auch die zuvor beschriebenen Formmerkmale des Übergangsbereichs erstreckt sich diese Aussparung 71 in vertikaler Richtung (senkrecht zur Figurenebene der Fig. 7) über das gesamte Ende des abgewinkelten Bereichs 53 bzw. des Stützelements 6a. Dies gilt auch für den Hohlraum 101.
  • In dem zuvor beschriebenen zusammengesetzten Zustand ist die Schweißnaht noch nicht hergestellt. In an sich bekannter Weise kann nun aber jeweils im Bereich der V-förmigen oder Y-förmigen Aussparung 71 eine Schweißnaht erstellt werden. Im Ergebnis entstehen zwei Schweißnähte in jedem Übergangsbereich zwischen der Kupplungsplatte und dem zusätzlichen Kraftübertragungselement. Ein Vorteil der vorspringenden Endbereiche mit dem dazwischen liegenden Hohlraum 101 besteht darin, dass die Materialstärken der aneinander stoßenden, miteinander zu verschweißenden Teile im Stoßbereich etwa gleich groß sind, so dass auch die Wärmekapazitäten etwa gleich groß sind. Bei Erwärmung der Materialien, um eine Schweißnaht herzustellen, sind die Temperaturen der Materialien der aneinander anstoßenden Teile daher etwa gleich groß. Aufgrund des bereits bestehenden Materialkontakts kann außerdem ein Temperaturausgleich durch Wärmeleitung stattfinden. Außerdem sind die zusammengesteckten Endbereiche der miteinander zu verschweißenden Teile aufgrund der innenliegenden zungenförmigen Endabschnitte bereits in einer vorläufig fixierten Relativposition, so dass die Herstellung der Schweißnaht erleichtert ist.
  • Varianten der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform sind möglich. Zum einen muss der abgewinkelte Bereich 53 nicht mit dem in Fig. 7 dargestellten Winkel gegenüber dem in Fig. 7 unten dargestellten Teil der Kupplungsplatte abgewinkelt sein, sondern kann der Winkel je nach gewünschter Konstruktion variieren. Entsprechendes gilt für den anderen abgewinkelten Bereich 54, der bei einer anderen Ausgestaltung der Kupplungsplatte auch entfallen kann. Ebenfalls kann der abgewinkelte Bereich 53 entfallen, während der abgewinkelte Bereich 54 vorhanden ist. Weiterhin können die zungenförmigen Endabschnitte beide oder lediglich einer davon an dem anderen Teil (z.B. dem Stützelement 6a), nicht aber an dem abgewinkelten Bereich vorgesehen sein. Insbesondere ist es auch möglich, dass eines der beiden miteinander zu verbindenden Teile einen zungenförmigen Endabschnitt aufweist und das andere Teil den anderen zungenförmigen Abschnitt.
  • Fig. 3 und Fig. 7 zeigen, dass die in Fig. 3 oben dargestellte Unterseite der Kupplungsplatte 7, der Stützelemente 6a, 6b und der plattenförmigen Elemente 9a, 9b nicht eine durchgehende ebene Oberfläche aufweist, sondern profiliert ist. Diese Profilierung dient dazu, die thermischen Eigenschaften, insbesondere die wirksame Wärmekapazität, der genannten Elemente an die thermischen Eigenschaften von Bauteilen anzupassen, mit denen die Elemente verschweißt oder auf andere Weise durch Erwärmung verbunden werden sollen. Die Oberseite der Elemente kann genauso ausgestaltet sein. An der Oberseite sind die Elemente mit der Verstärkungsplatte 20 verschweißt. Die Profilierung bewirkt, dass die wirksame Wärmekapazität abnimmt. Dazu ist im mittleren Bereich der Oberfläche am unteren Ende Material ausgespart. Lediglich die Randbereiche der Oberfläche, die vorzugsweise eben ausgestaltet sind, wobei die beiden gegenüberliegenden Randbereiche vorzugsweise auf gleichem Höhenniveau enden, stoßen an das Teil an, mit dem das Element zu verschweißen oder auf andere Art unter Wärmeeinwirkung zu verbinden ist. Der mittlere Bereich der Endoberfläche des Teils 17a der Kupplungsplatte 7 ist in Fig. 7 mit dem Bezugszeichen 89 bezeichnet. Der Übergang des mittleren Bereichs 89 zu den beiden gegenüberliegenden Randbereichen 69a, 69b ist durch die Bezugszeichen 79a, 79b bezeichnet. Diese Übergangsbereiche können, wie durch parallele Linien in Fig. 4 angedeutet ist, abgerundet ausgeführt sein. Da das Teil 17a in dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel die zwei abgewinkelten Bereiche 53, 54 aufweist und damit ein T-förmiges Querschnittsprofil hat, existiert ein dritter Randbereich 69c, wobei der Übergangsbereich von dem mittleren, ausgesparten Oberflächenbereich 89 zu dem dritten Randbereich 69c mit dem Bezugszeichen 79c bezeichnet ist.
  • Entsprechend weist das Schlitzelement 6a einen mittleren, ausgesparten Oberflächenbereich 87 auf, an dessen gegenüberliegenden Rändern die Randbereiche 67a, 67b liegen, die während der Herstellung der Verbindung zu dem benachbarten Teil an diesem anliegen. Die Übergangsbereiche sind mit den Bezugszeichen 77a, 77b bezeichnet. Der mittlere, ausgesparte Bereich der endseitigen Oberfläche des Teils 58a (rechts in Fig. 7) ist mit dem Bezugszeichen 88 bezeichnet, die gegenüberliegenden Randbereiche mit den Bezugszeichen 68a, 68b.
  • Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch das Teil 17a außerhalb der abgewinkelten Bereiche 53, 54, wobei die Bildebene senkrecht zur Bildebene der Fig. 7 und in Längsrichtung des Wagenkastens verläuft, d.h. in horizontaler Richtung der Bildebene in Fig. 7.
  • Im Folgenden wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Verbindung von der Unterseite der Kupplungsplatte 7 zu den gegenüberliegenden Längsträgern 34a, 34b beschrieben. Dabei ist die Verbindung 8 durchgehend von dem einen Längsträger 34a bis zu dem anderen Längsträger 34b ausgestaltet und weist dabei ein wannenförmiges Querschnittsprofil (Fig. 5) auf. Die Verbindung 8 ist mit den Längsträgern 34 jeweils über eine Schweißverbindung 32 verbunden. Sie ist aus mehreren Teil-Modulen (in Fig. 5 von links nach rechts) 19a, 18a, 25a, 26a, 27, 26b, 25b, 18b und 19b zusammengesetzt, wobei diese Teil-Module plattenförmig ausgestaltet sind und jeweils mit zwei benachbarten Teilen über eine Schweißnaht 32 verbunden sind. Ähnlich wie in Fig. 7 für die abgewinkelten Bereiche 53, 54 dargestellt, können zungenförmige Endabschnitte vorgesehen sein, die ein Zusammenstecken der miteinander zu verbindenden Teile vor dem Verschweißen ermöglichen, die eine Schweißbadsicherung aufweisen und die so ausgestaltet sind, dass die wirksamen Wärmekapazitäten der miteinander zu verbindenden Teile ähnlich oder gleich sind.
  • Um das wannenförmige Profil zu erzielen, sind zwei der Teil-Module, nämlich die Module 18a, 18b gekrümmt. Sie bilden den Übergang vom Wannenboden auf die Seitenwände der Wanne.
  • In Längsrichtung des Wagenkastens (senkrecht zur Bildebene der Fig. 5) erstrecken sich die Teil-Module 18a, 25a, 26a, 27, 26b, 25b und 18b über einen Längsabschnitt, der etwa gleich der Längserstreckung ist, die die Kombination der Kupplungsplatte 7 mit den daran befestigten Stützelementen 6a, 6b sowie den ebenfalls an der Kupplungsplatte 7 befestigten plattenförmigen Elemente 9a, 9b hat. Dabei ist die Längserstreckung an der Unterseite der Konstruktion gemeint. An der Oberseite der Konstruktion ist die Längserstreckung größer, wie aus Fig. 3 erkennbar ist, da die plattenförmigen Elemente 9a, 9b an ihrer Unterkante einen gekrümmten Verlauf aufweisen. Die Längserstreckung des Wannenbodens der Verbindung 8 kann auch etwas größer sein als die Längserstreckung der genannten Konstruktion an ihrer Unterseite, wie Fig. 4 andeutet.
  • Optional weist die im Profil wannenförmige Verbindung 8 an ihren Wannen-Seitenwänden jeweils eine Öffnung 13 auf, wie am besten aus Fig. 2 und Fig. 1 erkennbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist die Längserstreckung des Teilbereichs oder Teilstücks 19a, 19b, welches mit dem jeweiligen Längsträger 34a, 34b verbunden ist, sehr viel größer als die Längserstreckung am Wannenboden, d.h. unten an der Verbindung 8. Diese größere Längserstreckung wird beispielsweise durch den rechts unten in Fig. 1 dargestellten vorspringenden Bereich B des Teil-Moduls 19b ermöglicht. Die größere Längserstreckung, wobei über die gesamte größere Längserstreckung hinweg die Verbindung 8 an dem Längsträger 34 anliegt, verbessert die Stabilität und ermöglicht es daher, größere Kräfte in Längsrichtung zwischen dem Längsträger 34 und der Verbindung 8 zu übertragen.
  • Wie Fig. 5 zeigt, sind die Stützelemente 6a, 6b an ihrer Unterseite mit der Verbindung 8, nämlich hier den Teil-Modulen 26a, 26b, verbunden. Mit diesen Teil-Modulen 26a, 26b sind ebenfalls die plattenförmigen Elemente 9a, 9b an ihrer Unterseite verbunden. Auch die Kupplungsplatte 7 selbst ist mit der Verbindung 8 verbunden, nämlich mit dem zentralen Teil-Modul 27 und mit ihren abgewinkelten Randbereichen mit den Teil-Modulen 26a, 26b. Alle diese Verbindungen der Kupplungsplatte 7, der Stützelemente 6a, 6b und der plattenförmigen Elemente 9a, 9b sind vorzugsweise Schweißverbindungen, wobei die Unterseite der in Fig. 3 oben liegend dargestellten Konstruktion vorzugsweise wie beschrieben mit einem ausgesparten, zurückspringenden Oberflächenbereich ausgestaltet ist.
  • Die in Fig. 1 und Fig. 5 zur Stirnseite hin offene Anordnung unterhalb des Wagenkastenbodens 3 kann zumindest teilweise durch plattenförmige Elemente (nicht dargestellt) geschlossen werden. Auch können die offenen Enden der Module wie oben erwähnt z.B. durch angeschweißte Blechstreifen geschlossen sein.
  • Unabhängig davon kann die von dem Wagenkastenboden 3 mit samt der Verstärkungsplatte 20, der Kupplungsplatte 7, den beiden Stützelementen 6a, 6b und dem mittleren Bereich des Wannenbodens der Verbindung 8 im oben genannten Sinne als Kupplungskasten bezeichnet werden. Zur Stirnseite ist dieser Kupplungskasten jedoch zumindest teilweise offen, damit die Kupplung sich durch den Innenraum des Kupplungskastens hindurch bis zu der Kupplungsplatte 7 erstrecken kann und dort befestigt sein kann.

Claims (13)

  1. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug, wobei der Wagenkasten (1) Folgendes aufweist:
    - einen Boden (3),
    - zwei Seitenwände (4), die jeweils mit dem Boden (3) verbunden sind,
    - zumindest zwei Längsträger (34), die an gegenüberliegenden Seiten des Wagenkastens (1) jeweils im Übergangsbereich des Bodens (3) zu der Seitenwand (4) angeordnet sind und sich in Längsrichtung des Wagenkastens (1) erstrecken,
    - eine Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) zur Befestigung einer Kupplung, über die der Wagenkasten (1) mit einem Wagenkasten eines anderen Wagens verbindbar ist, wobei die Befestigungseinrichtung (7) unterhalb des Bodens (3) angeordnet ist,
    wobei eine Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) über eine Verbindung (8) direkt mit den Längsträgern (34) verbunden ist, wobei die Verbindung (8) der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) zu den Längsträgern (34) auf den gegenüberliegenden Seiten des Wagenkastens (1) durchgehend ist, so dass in einem senkrecht zur Längsrichtung des Wagenkastens (1) verlaufenden Querschnitt ein wannenförmiges Profil ausgebildet ist, wobei der Innenraum der Wanne unterhalb des Bodens (3) des Wagenkastens (1) liegt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verbindung (8) durch eine Mehrzahl plattenförmiger Einzelteile (18, 19, 25, 26, 27) hergestellt ist, wobei die plattenförmigen Einzelteile jeweils Strangpressprofile mit Luftkammern (30) sind, wobei sich die Luftkammern (30) und sich zwischen den Luftkammern (30) erstreckende Trennwände (31) in einer Längsrichtung der Luftkammern (30) und der Trennwände (31) erstrecken und wobei sich die Längsrichtung der Luftkammern (30) und der Trennwände (31) in der Längsrichtung des Wagenkastens erstreckt oder sich zumindest bei einem Teil der plattenförmigen Einzelteile (18, 19, 25, 26, 27) quer zur Längsrichtung des Wagenkastens erstreckt.
  2. Wagenkasten nach Anspruch 1, wobei die Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) eine Kupplungsplatte ist und an ihrem oberen Ende, das mit dem Boden (3) des Wagenkastens (1) verbunden ist, und/oder an ihrem unteren Ende, das über die Verbindung (8) mit den Längsträgern (34) verbunden ist, eine Oberfläche aufweist, die einen zurückspringenden Bereich (89) aufweist, der zwischen gegenüberliegenden Randbereichen (69) der Oberfläche angeordnet ist, sodass in dem zurückspringenden Bereich (89) ein Hohlraum zwischen der Kupplungsplatte (7) und dem Boden (3) oder der Verbindung (8) verbleibt, und wobei die Randbereiche (69) über eine Fügeverbindung, die ein Erwärmen der miteinander zu fügenden Teile erfordert, mit dem Boden (3) oder mit der Verbindung (8) zu den Längsträgern (34) verbunden ist.
  3. Wagenkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) eine Kupplungsplatte ist, die an ihren seitlichen Enden, d.h. betrachtet in einer horizontalen Querschnittsfläche an den Enden, die den gegenüberliegenden Längsträgern (34) des Wagenkastens (1) nahe stehen, jeweils zumindest einen abgewinkelten Bereich (53, 54) aufweist, so dass betrachtet in der horizontalen Querschnittsebene die Kupplungsplatte (7) ein U-förmiges oder bei beidseitiger Abwinklung an den seitlichen Enden H-förmiges Profil bildet, und wobei die Kupplungsplatte (7) über den abgewinkelten Bereich (53, 54) mit einem Kraftübertragungselement (6, 9) verbunden ist, über das Kräfte zwischen dem Boden (3) des Wagenkastens (1) und der Kupplungsplatte (7) übertragbar sind.
  4. Wagenkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verbindung (8) durch zumindest ein plattenförmiges Teil (18, 19, 25, 26, 27) hergestellt ist, wobei sich gegenüberliegende Außenoberflächen des plattenförmigen Teils (18, 19, 25, 26, 27) in Richtung der Verbindung (8) und etwa in Längsrichtung des Wagenkastens (1) erstrecken.
  5. Wagenkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Verbindung (8) über einen Längsabschnitt des Wagenkastens (1) erstreckt, in dem die Verbindung (8) an zwei Stellen über ein von unten nach oben bis zu dem Boden des Wagenkastens verlaufendes Stützelement (6) mit dem Boden (3) verbunden ist, wobei die zwei Stützelemente (6) in einer horizontalen Richtung, die quer zur Längsrichtung des Wagenkastens (1) verläuft, voneinander beabstandet sind und wobei der Abstandsbereich einen Raum definiert, durch den sich die Kupplung vom Wagenkastenende bis zu der Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) erstreckt, wenn die Kupplung an der Befestigungseinrichtung (7) befestigt ist.
  6. Wagenkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) an einer Seite, die der Seite des Wagenkastenendes gegenüberliegt, über zumindest ein plattenförmiges Element (9) an der Unterseite des Bodens (3) des Wagenkastens (1) abgestützt ist.
  7. Schienenfahrzeug mit einem Wagenkasten nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Verfahren zum Herstellen eines Wagenkastens (1) für ein Schienenfahrzeug, mit folgenden Schritten:
    - Bereitstellen eines Wagenkasten-Bodens (3),
    - Bereitstellen von zwei Seitenwänden (4),
    - Anordnen und/oder Ausbilden jeweils zumindest eines Längsträgers (34) im Übergangsbereich des Bodens (3) zu einer der Seitenwände (4), wobei die Längsträger (34) sich in einer Längsrichtung des Wagenkastens (1) erstrecken,
    - Bereitstellen einer Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) zur Befestigung einer Kupplung, über die der Wagenkasten (1) mit einem Wagenkasten eines anderen Wagens verbindbar ist, wobei die Befestigungseinrichtung (7) unterhalb des Bodens (3) angeordnet wird, und
    - Verbinden der Seitenwände (4) jeweils mit dem Boden (3),
    wobei eine Unterseite der Befestigungseinrichtung (7) über eine Verbindung (8) direkt an den Längsträgern (34) befestigt wird,
    wobei die Verbindung der Unterseite der Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) zu den Längsträgern (34) auf den gegenüberliegenden Seiten des Wagenkastens (1) durchgehend ausgebildet wird, so dass in einem senkrecht zur Längsrichtung des Wagenkastens (1) verlaufenden Querschnitt ein wannenförmiges Profil ausbildet wird, wobei der Innenraum der Wanne unterhalb des Bodens (3) des Wagenkastens (1) liegt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verbindung (8) durch eine Mehrzahl plattenförmiger Einzelteile (18, 19, 25, 26, 27) hergestellt wird, wobei die plattenförmigen Einzelteile jeweils Strangpressprofile mit Luftkammern (30) sind, wobei sich die Luftkammern (30) und sich zwischen den Luftkammern (30) erstreckende Trennwände (31) in einer Längsrichtung der Luftkammern (30) und der Trennwände (31) erstrecken und wobei sich die Längsrichtung der Luftkammern (30) und der Trennwände (31) in der Längsrichtung des Wagenkastens erstreckt oder sich zumindest bei einem Teil der plattenförmigen Einzelteile (18, 19, 25, 26, 27) quer zur Längsrichtung des Wagenkastens erstreckt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei als Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) eine Kupplungsplatte bereitgestellt wird, wobei die Kupplungsplatte (7) an ihrem oberen Ende mit dem Boden (3) des Wagenkastens (1) verbunden wird und an ihrem unteren Ende über die Verbindung (8) mit den Längsträgern (34) verbunden wird, wobei die Kupplungsplatte (7) an ihrem oberen Ende und/oder an ihrem unteren Ende so ausgestaltet wird, dass sie eine Oberfläche aufweist, in der ein zurückspringender Bereich (89) zwischen gegenüberliegenden Randbereichen (69) der Oberfläche angeordnet ist, sodass in dem zurückspringenden Bereich (89) ein Hohlraum zwischen der Kupplungsplatte (7) und dem Boden (3) oder der Verbindung (8) verbleibt, und wobei die Randbereiche (69) über eine Fügeverbindung, die ein Erwärmen der miteinander zu fügenden Teile erfordert, mit dem Boden (3) oder mit der Verbindung (8) zu den Längsträgern verbunden wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei als Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) eine Kupplungsplatte bereitgestellt wird, die an ihren seitlichen Enden, d.h. betrachtet in einer horizontalen Querschnittsfläche an den Enden, die den gegenüberliegenden Längsträgern (34) des Wagenkastens (1) nahe stehen, jeweils zumindest einen abgewinkelten Bereich (53, 54) aufweist, so dass betrachtet in der horizontalen Querschnittsebene die Kupplungsplatte (7) ein U-förmiges oder bei beidseitiger Abwinklung an den seitlichen Enden H-förmiges Profil bildet, und wobei die Kupplungsplatte (7) über den abgewinkelten Bereich (53, 54) mit einem Kraftübertragungselement (6, 9) verbunden wird, das mit dem Boden (3) des Wagenkastens (1) verbunden wird, sodass von der Kupplungsplatte (7) über das Kraftübertragungselement (6, 9) und umgekehrt Kräfte zwischen dem Boden (3) des Wagenkastens (1) und der Kupplungsplatte (7) übertragbar sind.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 - 10, wobei die Verbindung (8) durch zumindest ein plattenförmiges Teil (18, 19, 25, 26, 27) hergestellt wird, wobei sich gegenüberliegende Außenoberflächen des plattenförmigen Teils (18, 19, 25, 26, 27) in Richtung der Verbindung (8) und etwa in Längsrichtung des Wagenkastens (1) erstrecken.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 - 11, wobei die Verbindung (8) über einen Längsabschnitt des Wagenkastens (1) hergestellt wird, wobei die Verbindung (8) in dem Längsabschnitt an zwei Stellen über ein von unten nach oben bis zu dem Boden des Wagenkastens verlaufendes Stützelement (6) mit dem Boden (3) verbunden wird, wobei die zwei Stützelemente (6) in einer horizontalen Richtung, die quer zur Längsrichtung des Wagenkastens (1) verläuft, voneinander beabstandet angeordnet werden und wobei der Abstandsbereich einen Raum definiert, durch den sich die Kupplung vom Wagenkastenende bis zu der Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) erstreckt, wenn die Kupplung an der Befestigungseinrichtung (7) befestigt ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 - 12, wobei die Kupplungs-Befestigungseinrichtung (7) an einer Seite, die der Seite des Wagenkastenendes gegenüberliegt, über zumindest ein plattenförmiges Element (9) an der Unterseite des Bodens (3) des Wagenkastens (1) abgestützt wird.
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