EP4530147A1 - Seitenwand für einen wagenkasten eines schienenfahrzeugs und verfahren zur herstellung der seitenwand - Google Patents

Seitenwand für einen wagenkasten eines schienenfahrzeugs und verfahren zur herstellung der seitenwand Download PDF

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EP4530147A1
EP4530147A1 EP24188530.0A EP24188530A EP4530147A1 EP 4530147 A1 EP4530147 A1 EP 4530147A1 EP 24188530 A EP24188530 A EP 24188530A EP 4530147 A1 EP4530147 A1 EP 4530147A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
wall element
side wall
support
support element
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.)
Pending
Application number
EP24188530.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Heinz KARNER
Marcin Krupa
Marcus Worsch
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.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4530147A1 publication Critical patent/EP4530147A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/08—Sides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/043—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures connections between superstructure sub-units

Definitions

  • the invention relates to a side wall according to claim 1 and a method for producing the side wall according to claim 12.
  • an improved side wall for a car body of a rail vehicle can be provided by the side wall having a support structure and at least one outer wall with at least one first wall element and a second wall element adjoining the first wall element.
  • the first wall element is connected to the support structure by means of a spot weld
  • the second wall element is connected to the support structure by means of a second laser weld.
  • the side wall has a particularly low construction weight.
  • the first wall element can be designed for a first mechanical load and the second wall element for a second mechanical load, for example, the first mechanical load of the first wall element is lower than the second mechanical load of the second wall element.
  • the design and the two different welded joints allow for a particularly flat outer surface of the outer wall, which does not require any subsequent processing and can, for example, be left bare.
  • filling the outer surface of the outer wall and/or painting the filled outer surface, if necessary, can be omitted, which not only makes the side wall particularly visually appealing, but also allows for particularly simple and cost-effective production.
  • the first wall element has a first material thickness and the second wall element has a second material thickness that differs from the first material thickness.
  • the first material thickness is less than the second material thickness. It is particularly advantageous if the first material thickness is preferably 1.6 mm to 2.0 mm and/or the second material thickness is 2.0 mm to 3 mm.
  • the different material thicknesses of the first wall element and the second wall element allow the wall element to be designed differently depending on its mechanical load. This results in a significant weight reduction already in the bodyshell of the car body.
  • This design ensures that the side wall and the car body built on it have sufficient strength.
  • the first wall element has a first outer side and the second wall element has a second outer side, wherein the first outer side and the second outer side are arranged flush. Due to the flush arrangement, in particular, filling or finishing steps can be avoided. in the area of the transition between the first and the second wall element.
  • the side wall can be produced particularly simply and cost-effectively if the first wall element and/or the second wall element is made essentially of a plate-shaped material, in particular a sheet metal.
  • the side wall has at least one first fastening rail, arranged at a distance from the outer wall, for fastening components of the rail vehicle.
  • the first fastening rail preferably has a C-profile.
  • the support structure connects the first fastening rail to the outer wall.
  • the support structure has at least one first support element, wherein the first wall element has a first inner side. At least a partial section of the first support element is aligned parallel to the first wall element and rests against the first wall element on the first inner side.
  • the spot weld connects the partial section and the first inner side to one another.
  • the spot weld has the advantage that it is not reflected on the outer surface of the outer wall, particularly when a one-sided spot weld is designed, and thus the flatness requirements can be met particularly easily.
  • the first support element has a Z-profile and/or a hat profile and/or an L-profile. This gives the first support element a particularly high degree of rigidity and can be easily connected to the first wall element. be spot welded.
  • the first support element is inclined, preferably perpendicular, at least in sections to the first fastening rail.
  • the first fastening rail is welded to the first support element on a side facing the outer wall.
  • the first fastening rail is welded by means of a first MAG/TIG/laser welding connection.
  • the support structure comprises at least one second support element, wherein the second support element preferably has a plate-shaped plate section.
  • the second support element is connected, preferably welded, to the first fastening rail.
  • At least the plate section of the second support element is aligned parallel to the first wall element and lies against the first wall element on the first inner side. A spot weld connects the plate section and the first inner side to one another.
  • the first support element is formed in one piece and from a single material, wherein the first support element is attached to the first wall element by means of the spot weld connection to the first wall element and by means of the second laser weld connection to the second wall element. This allows the number of components to be kept low.
  • the side wall has at least one window opening and at least one door opening, wherein the first wall element adjoins the first window opening and wherein the second wall element is arranged between the window opening and the door opening, wherein the first support element is arranged running along the window opening and/or along the door opening.
  • the first wall element has a first outer contour
  • the second wall element has a second outer contour.
  • the first outer contour abuts the second outer contour at least in some areas.
  • the first outer contour and the second outer contour are configured to correspond to one another at least in some areas, wherein the first wall element is connected to the second wall element by means of a first laser weld connection in some areas between the first outer contour and the second outer contour.
  • An improved method for producing a side wall configured as described above can be provided by providing at least the first wall element, the second wall element, and a mounting device.
  • the first wall element and the second wall element are positioned on the mounting device such that the first wall element and the second wall element adjoin one another at least in sections.
  • the support structure is spot-welded to the first wall element.
  • the support structure is laser-welded to the second wall element.
  • the mounting device is removed.
  • first wall element is cut from a thin-walled sheet material with the first material thickness.
  • the second wall element is cut from a thin-walled sheet material with the second material thickness. Cutting can be performed, for example, using a laser welding or plasma cutting process, so that the corresponding outer contours can be maintained with particular precision.
  • the arrangement of the first wall element and the second wall element at the Assembly is carried out before laser welding and spot welding.
  • the support structure is first laser welded to the second wall element before the support structure is spot welded to the first wall element.
  • the following figures refer to a coordinate system for ease of understanding.
  • the coordinate system has an x-axis (vehicle longitudinal direction), a y-axis (vehicle transverse direction), and a z-axis (vehicle vertical direction).
  • FIG 1 shows a schematic representation of a rail vehicle 10.
  • the rail vehicle 10 can be designed, for example, as a wagon or railcar or as a locomotive. In particular, it is possible for the rail vehicle 10 to be designed, for example, as a tram.
  • the rail vehicle 10 has, for example, a car body 15 and a chassis 20.
  • the running gear 20 may have one or more bogies arranged below the car body 15 and on which the car body 15 is mounted.
  • the rail vehicle 10 is designed, for example, for passenger transport.
  • the side wall 40 has, for example, one or more window openings 30 and/or one or more door openings 35.
  • the window openings 30 and/or the door openings 35 are arranged offset from one another in the vehicle's longitudinal direction (x-direction).
  • the number and geometric configuration of the FIG 1 The window openings 30 and/or door openings 35 shown are exemplary.
  • the car body 15 has at least one side wall 40, a floor assembly 45, and a roof assembly 50.
  • the floor assembly 45 is arranged on the underside of the car body 15.
  • On the floor assembly 45 for example, two side walls 40 are arranged in the transverse direction of the vehicle, each of which incorporates at least one window and/or door opening 30, 35.
  • the roof assembly 50 is arranged on the top of the side walls 40.
  • the floor assembly 45, the roof assembly 50, and the side walls 40 enclose a vehicle interior 55.
  • one or more seat frames 60 are mounted in the car body 15.
  • the seat frame 60 can be fastened, for example, to the side wall 40 and, if necessary, additionally to the floor assembly 45.
  • FIG 2 shows one in FIG 1 enlarged section A of the FIG 1 shown car body 15.
  • FIG 2 is the view from the inside of the car body 15.
  • the side wall 40 has an outer wall 65 and a schematically in FIG 2 indicated support structure 70.
  • the outer wall 65 has, for example, an outer surface 75 facing away from the vehicle interior 55, which faces an environment 79 of the Rail vehicle 10.
  • the support structure 70 is arranged on a side of the outer wall 65 facing the vehicle interior 55.
  • the outer wall 65 is, for example, essentially flat and can extend in one plane.
  • the outer wall 65 is preferably unfilled on the outer surface 75.
  • the outer surface 75 can be painted directly, so that preferably only one or more coats of paint are applied to the outer surface 75. Alternatively, the outer surface 75 is unpainted.
  • the outer wall 65 is preferably essentially free of elevations, in particular joints, rivet heads, or filler, on the outer surface 75. Free of elevations means that a surface quality of less than 0.2 mm is ensured on the outside.
  • the outer wall 65 has at least a first wall element 80 and a second wall element 85.
  • the outer wall 65 preferably has an arrangement of several first wall elements 80 and/or several second wall elements 85.
  • the first wall element 80 and/or the second wall element 85 have a thin-walled material (in the transverse direction of the vehicle).
  • the first wall element 80 adjoins the window opening (30) on the underside.
  • the second wall element 85 is arranged at least in sections between the window opening 30 and the door opening 35.
  • the first wall element 80 has a first material thickness
  • the second wall element 85 has a second material thickness.
  • the first material thickness can be, for example, 1.6 mm to 2.0 mm.
  • the second material thickness can be, for example, 2.0 mm to 3 mm; in particular, the second material thickness can be 2.3 mm to 2.7 mm.
  • first wall element 80 and/or the second wall element 85 are made of a sheet material manufactured.
  • first wall element 80 and/or the second wall element 85 can comprise weldable metal, for example aluminum and/or steel.
  • the respective wall element 80, 85 is suitable for different areas of use on the side wall 40.
  • the second wall element 85 is particularly suitable for use in areas with higher loads, while the first wall element 80 can be used, for example, in areas of the side wall 40 where the load is lower than on the second wall element 85.
  • FIG 2 The second wall element 85 is connected to a longitudinal roof member 90 of the roof group 50 on the upper side.
  • the second wall element 85 can, for example, be arranged at least in sections between the door opening 35 and the window opening 30.
  • the first wall element 80 has a first outer side 95, and the second wall element 85 has a second outer side 100.
  • the first wall element 80 has a first outer contour 115, and the second wall element 85 has a second outer contour 120.
  • the first outer contour 115 and the second outer contour 120 are configured to correspond to one another at least in regions at a first joint 105.
  • the first outer contour 115 and the second outer contour 120 abut one another at the first joint 105.
  • the first wall element 80 On the side facing away from the outer side 95, 100, the first wall element 80 has a first inner side 145 and the second wall element 85 has a second inner side 150.
  • the first and second wall elements 80, 85 end flush on the respective outer side 95, 100, wherein a step can be formed at the first joint 105 on the first and second inner sides 145, 150.
  • the second inner side 150 projects beyond the side facing the vehicle interior 55 due to the thicker second material thickness of the second wall element 85.
  • the second wall element 85 the first wall element 80 at the first joint 105.
  • the first wall element 80 and the second wall element 85 can be welded.
  • the weld at the first joint 105 can, for example, be implemented as a first laser-welded connection 110. It is particularly advantageous if the first laser-welded connection 110 is implemented on a respective first and second inner side 145, 150 facing away from the outer side 95, 100 and thus facing the vehicle interior 55.
  • FIG 3A shows a perspective view of a section of the FIG 1 and 2 shown car body 15 with a view from the vehicle interior 55 outwards to the outer wall 65.
  • FIG 3A A section of the support structure 70 is shown.
  • the support structure 70 is arranged on the inside, on the side of the outer wall 65 facing the vehicle interior 55, and can be lattice-shaped.
  • the support structure 70 preferably has an arrangement of at least a first support element 125 and a second support element 130.
  • the first support element 125 can, for example, also be referred to as a vertical support element 125
  • the second support element 130 can, for example, also be referred to as a horizontal support element 130.
  • the support structure 70 is preferably designed to mechanically stiffen the outer wall 65 in order to prevent unwanted bulging in various driving conditions or under load of the outer wall 65 either towards the surroundings 79 or towards the vehicle interior 55.
  • outer surface 75 of the outer wall 65 can be provided, which can be painted directly without the outer surface 75 of the outer wall 65 having to be filled. It is also possible to completely Surface treatment such as painting and/or filling can be omitted. Further finishing of the unpainted exterior, for example by brushing, is still possible.
  • a plurality of first support elements 125 are provided, arranged offset from one another in the vehicle longitudinal direction.
  • FIG 3A The first support element 125 extends substantially in the vertical direction.
  • the first support element 125 can be formed in one piece and from the same material.
  • the first support element 125 can be designed to be long enough that the first support element 125 extends from the floor assembly 45 to the longitudinal roof member 90.
  • the first support element 125 can be connected to the floor assembly 45 and the longitudinal roof member 90 at each end.
  • the first support element 125 can be designed, for example, as a frame or window pillar or door pillar, which adjoins the door opening 35 at the side.
  • first support element 125 can also extend in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the first and second support elements 125, 130 together form the lattice-shaped support structure.
  • the first support element 125 can extend over the first and second wall elements 80, 85.
  • the first support element 125 can be geometrically adapted to the different material thicknesses of the two wall elements 80, 85.
  • the side wall 40 can have at least one first fastening rail 135 and/or one second fastening rail 140.
  • the number of fastening rails 135, 140 is freely selectable. In particular, it is also possible for only one of the fastening rails 135, 140 to be provided.
  • first and/or second fastening rail 135, 140 is guided continuously, for example between two door openings 35.
  • FIG 3B shows one in FIG 3A shown section B of the Figure 3A shown perspective view of the car body 15 with a view from the vehicle interior 55 outwards to the outer wall 65.
  • the fastening rails 135, 140 extend essentially in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the fastening rail 135, 140 can, for example, have a C-profile, wherein the C-profile is open on a side facing the vehicle interior 55.
  • the fastening rails 135, 140 can, for example, serve to fasten the seat frame 60 to the side wall 40. It is also possible for the fastening rail 135, 140 to be designed to fasten other components of the rail vehicle 10.
  • first fastening rail 135 and the second fastening rail 140 are aligned parallel to each other.
  • the fastening rails 135, 140 can, for example, each have an identical profile.
  • the support structure 70 fastens the first and/or second fastening rails 135, 140 to the outer wall 65. Due to the design of the support structure 70, the forces, for example coming from the seat frame 60 and from the passengers sitting on the seat frame 60, can be transmitted to the outer wall 65 by means of the support structure 70. In addition, the support structure 70 can be fastened on the underside to the floor assembly 45 and/or on the top to the longitudinal roof member 90, and thus forces from the fastening rails 135, 140, but also from the longitudinal roof member 90, can be transmitted to the floor assembly 45.
  • the first support element 125 has a hat profile and/or a Z-profile and/or L-profile and/or a U-profile, or is plate-shaped.
  • the first support element 125 can have a hat profile and/or Z-profile and/or L-profile
  • a U-profile, or the second wall element 85 can have a plate-shaped profile.
  • the partial section 155 of the first support element 125 which is aligned parallel to the first inner side 145, rests against the first inner side 145.
  • the partial section 155 can be plate-shaped and is mechanically connected to the first wall element 80 by means of a spot weld 160.
  • the spot weld 160 preferably has a plurality of offset welding points 161, each of which connects the partial section 155 to the first wall element 80.
  • the spot weld 160 is preferably formed as a one-sided spot weld.
  • a one-sided spot weld means that, in this embodiment, the welding point 161 of the spot weld 160 is not formed on the first outer side 95, but rather exclusively on the first inner side 145 and on the partial section 155.
  • FIG 3C shows a side view of a FIG 3B marked section D of side wall 40.
  • the first support element 125 can be attached to the second wall element 85 by means of a second laser welded connection 162.
  • the first support element 125 can be inclined in sections directly adjacent to the second wall element 85, preferably perpendicular, to the second wall element 85 and form a second joint 164.
  • the second laser weld 162 can be formed on the second wall element 85, for example, as a fillet weld from the vehicle interior 55. This ensures that the outer surface 75 on the second wall element 85 also maintains the above-mentioned flatness in the area of the second laser weld 162.
  • FIG 3D shows one in FIG 3A marked cutout H of side wall 40.
  • the second support element 130 is arranged longitudinally spaced from the first support element 125.
  • the second support element 130 can be arranged between the associated fastening rail 135, 140 and the first inner side 145.
  • the second support element 130 can be aligned parallel to the first and/or second fastening rail 135, 140.
  • At least one second support element 130 can be provided for each fastening rail 135, 140.
  • the second support element 130 extends substantially in the vehicle longitudinal direction, whereas, for example, the first support element 125 extends substantially in the vehicle vertical direction and thus inclined, in particular perpendicular, to the second support element 130.
  • At least one second support element 130 can be arranged in the vehicle longitudinal direction between two first support elements 125, preferably at a distance from them.
  • the second support element 130 is, for example, essentially plate-shaped on the second wall element 85 (in FIG 3D On the first wall element 80
  • the second support element 130 may be L-shaped and/or T-shaped.
  • the second support element 130 can be cut out of a sheet metal material, for example, aluminum or sheet steel.
  • the cutting can be done, for example, by means of plasma cutting or laser cutting.
  • the second support element 130 mechanically connects the fastening rails 135, 140 arranged on the second support element 130 with the wall elements 80, 85 arranged on the outside of the second support element 130.
  • FIG 3E shows a schematic perspective view of a 3D figure marked section F of side wall 40.
  • FIG 3F shows a schematic interior view of the FIG 3D shown section F of side wall 40.
  • the fastening rail 135, 140 extends past the first support element 125 at a longitudinal distance from the second support element 130 and is preferably connected to the first support element 130 by means of a first MAG weld 195.
  • a first TIG or first laser manual weld may be provided for the first MAG weld 195.
  • a recess 200 may be arranged in the first support element 125, into which the fastening rail 135, 140 engages at least in sections.
  • FIG 3G shows a schematic interior view of a FIG 3A shown section I of the side wall 40.
  • the second support element 130 has an L-shaped cross-section.
  • the second support element 130 has a plate portion 215, which is plate-shaped and extends parallel to the first inner side 145.
  • the second support element 130 is attached to the plate portion 215 by means of the spot weld connection 160.
  • FIG 3G shown that the plate section 215 on the second support element 130 and the partial section 155 on the first support element 125 on the second wall element 85 are omitted in order to fasten the first support element 125 and/or the second support element 130 to the second wall element 85 by means of the second laser weld connection 162, preferably with a fillet weld.
  • FIG 4 shows one in FIG 2 marked section C of a sectional view through a side wall 40 according to a second embodiment.
  • FIG 4 The side wall 40 shown is essentially identical to that shown in the FIGS 1 to 3F shown side wall 40. In the following, only the differences between the FIG 4 shown side wall 40 opposite the one shown in the FIGS 1 to 3F shown side wall 40.
  • the second support element 130 is formed in two parts.
  • the second support element 130, with the first support element section 205, rests in regions with the plate section 215 on the first inner side 145 of the first wall element 80 and is connected to the first wall element 80 by means of the spot weld 160.
  • the plate section 215 is plate-shaped and aligned parallel to the first inner side 145.
  • the first support element section 205 can, for example, have a hat profile and/or a Z-profile, wherein the plate section 215 is part of the hat profile and/or the Z-profile.
  • FIG 4 For example, a plate-shaped configuration of a second support element section 210 of the second support element 130 is shown.
  • the second support element section 210 connects, for example, the second fastening rail 140 to the first support element section 205.
  • the second support element section 210 is substantially inclined, preferably vertically, aligned with the first inner side 145 of the wall element 80.
  • the second support element section 210 is attached to the first support element section 205 by means of a third laser weld 165.
  • the third laser weld 165 is arranged at a distance from the wall element 80, 85, for example in the transverse direction of the vehicle.
  • the second support element section 210 is fastened to the second fastening rail 140 by means of a fourth laser welded joint 175.
  • This configuration has the advantage that the third and fourth laser welded joints 165, 175 ensure a reliable, mechanically particularly strong connection of both the second support element 130 and the fastening rail 135, 140.
  • the second support element 130 can additionally be fixed, for example, to the FIG 3 shown, extending perpendicularly in the z-direction, first support element 125 by means of the third laser welded connection 165. This results in a lattice-like structure of the first and second support elements 125, 130, which form the support structure 70.
  • FIG 5 shows one in FIG 2 marked section C of a sectional view through a side wall 40 according to a third embodiment.
  • FIG 5 The side wall 40 shown is essentially identical to that shown in the FIGS 1 to 3F shown side wall 40. In the following, only the differences between the FIG 5 shown side wall 40 opposite the one shown in the FIGS 1 to 3F shown side wall 40.
  • connection of the fastening rail 135, 140 can be compared to FIGS 1 to 3F be adapted so that the second support element 130 has a hat profile.
  • the fastening rail 135, 140 rests against the second support element 130.
  • the fastening rail 135, 140 can be connected to the second support element 130, for example, by means of a combination weld 180.
  • the combination weld 180 can, for example, be a combination of at least one second MAG weld 185 and the fourth laser weld 175.
  • a second TIG or a second manual laser weld can also be provided in addition to the second MAG weld 185.
  • the second MAG weld 185 can be formed as a fillet weld.
  • the second MAG weld 185 can be formed on the side facing the wall element 80, 85.
  • the fourth laser weld 175 can be formed, for example, as a stitch weld and can connect the fastening rail 135, 140 to the second support element 130.
  • the FIG 5 The configuration shown has the advantage that high forces acting in the z-direction can be transmitted from the fastening rail 135, 140 via the second support element 130 to the outer wall 65. In particular, an unintentional bending or twisting of the second support element 130 is avoided.
  • FIG 6 shows one in FIG 2 marked section C of a sectional view through a side wall 40 according to a fourth embodiment.
  • FIG 6 The side wall 40 shown is essentially identical to that shown in the FIG 4 shown side wall 40. In the following, only the differences the in FIG 6 shown side wall 40 opposite the one shown in the FIGS 1 to 3D shown side wall 40.
  • the first support element section 205 is plate-shaped and runs parallel to the first wall element 80.
  • the first support element section 205 preferably lies flat against the first inner side 145 of the first wall element 80 and is fastened to the first wall element 80 by means of the spot weld connection 160.
  • spot weld connection 160 Preferably, for example, several lines of spot weld connections 160 with several welding points 161 arranged offset from one another can be provided to form the spot weld connection 160.
  • the first support element section 205 locally stiffens and reinforces the respective first wall element 80 on the inside.
  • the second support element section 210 is as in FIG 4
  • the third and fourth laser welded joints 165, 175 are connected to both the first support element section 205 and the fastening rail 135, 140.
  • the third laser welded joint 165 is formed, for example, in the z-direction between the spot welded joint 160 formed in two lines.
  • first and second support elements 125, 130 are further fastened to the second wall element 85, for example, by means of the second laser welded connection 162 instead of the spot welded connection 160.
  • the greater material thickness of the second wall element 85 ensures that the above-mentioned flatness in the area of the second wall element 85 on the second outer side 100 can be maintained even when introducing the second laser weld 162. This is particularly useful in areas of great mechanical stress, such as at the transition between the second wall element 85 and the roof longitudinal beam 90, door pillars, or window pillars.
  • the first or second support element 125, 130 can be welded to the second wall element 85 at the rear, for example, within a T-joint, using the second laser weld connection 162.
  • FIG 7 shows a flow chart of a process for producing the FIGS 1 to 6 shown side wall 40.
  • FIG 8 shows a side view of the side wall 40 after a third method step 315.
  • FIG 9 shows a side view of the side wall 40 during a fifth method step 325.
  • FIG 10 shows a side view of the side wall 40 after a seventh method step 335.
  • first and second wall elements 80, 85 are each manufactured from a flat sheet material with different material thicknesses and cut out. This can be done, for example, using a laser cutting process or a plasma cutting process.
  • first and second wall elements 80, 85 are arranged in an assembly device, for example as tailored blanks, so that the first and second outer contours 115, 120 abut one another at least in some areas in the first joint 105.
  • the first and second wall elements 80, 85 are laser-welded in the first joint 105, and the first laser-welded joint 110 is formed.
  • the assembly device prevents unwanted deformation and/or displacement of the first and second wall elements 80, 85.
  • the laser welding takes place from the second inner side 150.
  • the first support element 125 and the second support element 130 are manufactured.
  • the first support element 125 can be cut to length from a prefabricated profile
  • the second support element 130 can be cut from a flat sheet material, which has, for example, the first or second material thickness, or from a hollow profile, for example a Z-profile and/or a U-profile and/or a hat-shaped profile and/or sheet metal strip.
  • This can be done, for example, using a plasma cutting process or a laser cutting process. A punching process would also be possible.
  • the first support element 125 is positioned on the first wall element 80.
  • the first support element 125 and/or the second support element 130 is laser-welded to the second wall section 85 in a region that is inclined to the second inner side 150 in a second joint 164, in particular in a T-joint, to form the second laser-welded connection 162.
  • the second laser-welded connection 162 can, for example, be welded in a fillet weld.
  • the first support element 125 is spot-welded, preferably on one side, to the first wall element 80 in the region of the partial section 155.
  • the one-sided spot welding takes place exclusively on the first inner side 145, which faces the future vehicle interior 55.
  • the second support element section 210 for Formation of the third laser weld connection 165 is now welded to the first support element section 205.
  • the fastening rail 135, 140 is positioned on the first and second support element 125, 130 and held by the mounting device.
  • the fastening rail 135, 140 is used for the FIGS 1 to 6
  • the second support element 130 is laser-welded to form the fourth laser-welded joint 175.
  • the welding can preferably be carried out using a DHV laser welding process.
  • the fastening rail 135, 140 is MAG-welded to the first support element 125.
  • a ninth method step 345 the side wall 40 is removed from the assembly device.
  • the side wall 40 can be assembled together with the longitudinal roof member 90 of the roof assembly 50 and the floor assembly 45 to form the car body 15.
  • the side wall 40 can be welded to the floor assembly 45 and to the roof assembly 50.
  • vehicle interior 55 can then be hung on the fastening rail 135, 140 when the car body 15 is fitted with the interior fittings for conversion to the rail vehicle 10.
  • the method steps 305 to 345 just described are preferably carried out, at least in part, in the specified order. Of course, a different order of method steps 305 to 345 is also possible.
  • the above-described design of the side wall 40 and car body 15 has the advantage that the side wall 40 A significant weight reduction can be achieved compared to a conventionally manufactured car body 15. This allows the car body 15 to support, for example, heavy, environmentally friendly air conditioning systems that operate without harmful greenhouse gases. At the same time, the lighter side wall 40 and the car body 15 allow permissible wheel loads to be maintained, thus preventing excessive loading of the superstructure.
  • the particularly lightweight side wall 40 and the resulting lightweight car body 15 allow for particularly low energy consumption during operation of the rail vehicle 10.
  • weight optimization can be implemented, particularly in the bodyshell, which represents a particularly large proportion of the total weight of the vehicle.
  • the method described above and the side wall 40 described above can provide a particularly flat side wall 40 formed on the outer surface 75. This eliminates the need for measures used in conventional manufacturing processes, such as filling and possibly painting.
  • the rail vehicle 10 has a particularly attractive visual appearance upon completion. This makes it particularly suitable for use in urban traffic.
  • the described method maintains a maximum permissible flatness deviation of 1.0 mm per meter, without, for example, additionally filling and/or painting the side wall 40 on the outer surface 75. Filling, in particular, is time-consuming and has a negative impact on the weight of the rail vehicle 10.
  • the rail vehicle 10 can be designed with a bare side wall, i.e., without a painted and/or filled outer surface.
  • the method described above and the side wall 40 described above ensure that a particularly high level of robustness against corrosive media is ensured.
  • fastening rail 135, 140 can provide a good and simple way to attach additional interior fittings, such as seats, interior trim or grab bars.
  • the side wall 40 has a particularly tight tolerance, making assembly of the side walls 40, the roof assembly 50, and the floor assembly 45 particularly easy. This, in particular, avoids rework.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Seitenwand (40) eines Wagenkastens und ein Verfahren zur Herstellung der Seitenwand (40), wobei die Seitenwand (40) eine Stützstruktur (70) und wenigstens eine Außenwand (65) mit wenigstens einem ersten Wandelement (80) und einem an das erste Wandelement (80) anschließenden zweiten Wandelement (85) aufweist, wobei das erste Wandelement (80) mittels einer Punktschweißverbindung (160) mit der Stützstruktur (70) und das zweite Wandelement (85) mittels einer zweiten Laserschweißverbindung (162) mit der Stützstruktur (70) verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Seitenwand gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung der Seitenwand gemäß Patentanspruch 12.
  • Aus EP 3 798 080 A1 ist ein Stützstrukturmodul für einen Wagenkasten bekannt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Seitenwand und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Seitenwand für einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mittels einer Seitenwand gemäß Patentanspruch 1 und mittels eines Verfahrens zur Herstellung der Seitenwand gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Es wurde erkannt, dass eine verbesserte Seitenwand für einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs dadurch bereitgestellt werden kann, dass die Seitenwand eine Stützstruktur und wenigstens eine Außenwand mit wenigstens einem ersten Wandelement und einem an das erste Wandelement anschließenden zweiten Wandelement aufweist. Das erste Wandelement ist mittels einer Punktschweißverbindung mit der Stützstruktur und das zweite Wandelement mittels einer zweiten Laserschweißverbindung mit der Stützstruktur verbunden.
  • Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Seitenwand ein besonders geringes Baugewicht aufweist. Ferner kann das erste Wandelement eine mechanische erste Belastung und das zweite Wandelement auf eine zweite mechanische Belastung ausgelegt sein, wobei beispielsweise die erste mechanische Belastung des ersten Wandelements geringer als die zweite mechanische Belastung des zweiten Wandelements ist.
  • Ferner kann mittels der Ausgestaltung und der beiden unterschiedlichen Schweißverbindungen eine besonders ebene Außenfläche der Außenwand erzielt werden, die im Nachgang nicht weiterzubearbeiten ist und beispielsweise blank vorliegen kann. Insbesondere kann beispielsweise auf ein Spachteln der Außenfläche der Außenwand und/oder ein Lackieren der ggf. gespachtelten Außenfläche verzichtet werden, wodurch zum einen die Seitenwand optisch besonders ansprechend ist, zum anderen aber auch besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Wandelement eine erste Materialdicke und das zweite Wandelement eine zweite Materialdicke auf, die zu der ersten Materialdicke unterschiedlich ist. Beispielsweise ist die erste Materialstärke geringer als die zweite Materialstärke. Dabei ist von besonderem Vorteil, wenn die erste Materialstärke vorzugsweise 1,6 mm bis 2,0 mm und/oder die zweite Materialstärke 2,0 mm bis 3 mm beträgt. Ferner kann durch die unterschiedliche Materialdicke des ersten Wandelements und des zweiten Wandelements das Wandelement jeweils entsprechend seiner mechanischen Belastung unterschiedlich ausgestaltet sein. Dadurch wird bereits im Rohbau des Wagenkastens eine erhebliche Gewichtsreduktion erreicht.
  • Diese Ausgestaltung stellt sicher, dass die Seitenwand und der darauf aufgebaute Wagenkasten eine ausreichende Festigkeit aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Wandelement eine erste Außenseite und das zweite Wandelement eine zweite Außenseite auf, wobei die erste Außenseite und die zweite Außenseite bündig angeordnet sind. Durch die bündige Anordnung kann insbesondere auf Spachtel- oder Nachbearbeitungsschritte im Bereich des Übergangs zwischen dem ersten und dem zweiten Wandelement verzichtet werden.
  • Besonders einfach und kostengünstig kann die Seitenwand dadurch hergestellt werden, wenn das erste Wandelement und/oder das zweite Wandelement im Wesentlichen aus einem plattenförmigen Material, insbesondere einem Blech, hergestellt ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Seitenwand wenigstens eine beabstandet zu der Außenwand angeordnete erste Befestigungsschiene zur Befestigung von Komponenten des Schienenfahrzeugs auf. Die erste Befestigungsschiene weist vorzugsweise ein C-Profil auf. Die Stützstruktur verbindet die erste Befestigungsschiene mit der Außenwand. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass besonders einfach Komponenten, die im Fahrzeuginnenraum für das Schienenfahrzeug zu befestigen sind, mittels der Befestigungsschiene einfach an der Seitenwand befestigt werden können. Dadurch kann die Anzahl der Befestigungspunkte reduziert sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Stützstruktur wenigstens ein erstes Stützelement auf, wobei das erste Wandelement eine erste Innenseite aufweist. Wenigstens ein Teilabschnitt des ersten Stützelements ist parallel zu dem ersten Wandelement ausgerichtet und liegt an dem ersten Wandelement an der ersten Innenseite an. Die Punktschweißverbindung verbindet den Teilabschnitt und die erste Innenseite miteinander. Die Punktschweißverbindung hat den Vorteil, dass sie sich, insbesondere bei Ausgestaltung einer einseitigen Punktschweißverbindung, nicht an der Außenfläche der Außenwand abbildet und dadurch die Ebenheitsbedingungen besonders einfach und eingehalten werden können.
  • Von besonderem Vorteil ist dabei, wenn das erste Stützelement ein Z-Profil und/oder ein Hut-Profil und/oder ein L-Profil aufweist. Dadurch weist das erste Stützelement eine besonders hohe Steifigkeit auf und kann einfach mit dem ersten Wandelement punktverschweißt werden. Vorzugsweise ist das erste Stützelement geneigt, vorzugsweise senkrecht, zumindest abschnittsweise zu der ersten Befestigungsschiene ausgerichtet.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die erste Befestigungsschiene auf einer zur Außenwand zugewandten Seite mit dem ersten Stützelement verschweißt. Vorzugsweise ist die erste Befestigungsschiene mittels einer ersten MAG-/WIG-/ Laserhand-Schweißverbindung verschweißt.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Stützstruktur wenigstens ein zweites Stützelement auf, wobei vorzugsweise das zweite Stützelement einen plattenförmig ausgebildeten Plattenabschnitt aufweist. Das zweite Stützelement ist mit der ersten Befestigungsschiene verbunden, vorzugsweise verschweißt. Dabei ist wenigstens der Plattenabschnitt des zweiten Stützelements parallel zu dem ersten Wandelement ausgerichtet und liegt an dem ersten Wandelement an der ersten Innenseite. Eine Punktschweißverbindung verbindet den Plattenabschnitt und die erste Innenseite miteinander.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Stützelement einstückig und materialeinheitlich ausgebildet, wobei das erste Stützelement an dem ersten Wandelement mittels der Punktschweißverbindung mit dem ersten Wandelement und mittels der zweiten Laserschweißverbindung an dem zweiten Wandelement befestigt ist. Dadurch kann die Bauteilanzahl gering gehalten werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Seitenwand wenigstens eine Fensteröffnung und wenigstens eine Türöffnung auf, wobei das erste Wandelement sich an die erste Fensteröffnung anschließt und wobei zwischen der Fensteröffnung und der Türöffnung das zweite Wandelement angeordnet ist, wobei das erste Stützelement entlang der Fensteröffnung und/oder entlang der Türöffnung verlaufend angeordnet ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, die Seitenwand besonders leicht ausgebildet ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das erste Wandelement eine erste Außenkontur und das zweite Wandelement eine zweite Außenkontur auf. Die erste Außenkontur stößt zumindest bereichsweise an die zweite Außenkontur an. Zumindest bereichsweise sind die erste Außenkontur und die zweite Außenkontur korrespondierend zueinander ausgebildet, wobei das erste Wandelement mit dem zweiten Wandelement mittels einer ersten Laserschweißverbindung bereichsweise zwischen der ersten Außenkontur und der zweiten Außenkontur verbunden ist.
  • Ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Seitenwand, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, kann dadurch bereitstellt werden, dass wenigstens das erste Wandelement, das zweite Wandelement und eine Montagevorrichtung bereitgestellt werden. Das erste Wandelement und das zweite Wandelement werden auf der Montagevorrichtung derart positioniert, dass sich das erste Wandelement und das zweite Wandelement zumindest abschnittsweise aneinander anschließen. Die Stützstruktur wird an das erste Wandelement punktgeschweißt. Die Stützstruktur wird an das zweite Wandelement lasergeschweißt. Die Montagevorrichtung wird entfernt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass durch die Punktschweißverbindung und die Laserschweißverbindung eine besonders ebene Außenfläche an der Außenwand über das erste und zweite Wandelement hinweg bereitgestellt werden kann.
  • Von besonderem Vorteil ist dabei, wenn das erste Wandelement aus einem dünnwandigen Blechmaterial mit der ersten Materialstärke ausgeschnitten wird. Das zweite Wandelement wird aus einem dünnwandigen Blechmaterial mit der zweiten Materialstärke ausgeschnitten. Das Ausschneiden kann beispielsweise mittels eines Laserschweißschneidverfahrens oder eines Plasmaschneidverfahrens erfolgen, sodass dadurch die zueinander korrespondierend ausgebildeten Außenkonturen besonders exakt eingehalten werden können.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird zeitlich die Anordnung des ersten Wandelements und des zweiten Wandelements an der Montagevorrichtung vor dem Laserschweißen und dem Punktschweißen durchgeführt. Dabei wird zuerst die Stützstruktur an dem zweiten Wandelement lasergeschweißt, bevor die Stützstruktur an dem ersten Wandelement punktgeschweißt wird.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
    • FIG 1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs;
    • FIG 2 einen in FIG 1 vergrößerten Ausschnitt A des in FIG 1 gezeigten Wagenkastens;
    • FIG 3A eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des in den FIGN 1 und 2 gezeigten Wagenkastens;
    • FIG 3B einen in FIG 3A gezeigten Ausschnitt B der in Figur 3A gezeigten perspektivischen Darstellung des Wagenkastens;
    • FIG 3C eine Seitenansicht eines in FIG 3B markierten Ausschnitts D der Seitenwand;
    • FIG 3D einen in FIG 3A markierten Ausschnitt H der Seitenwand;
    • FIG 3E und FIG 3F jeweils eine schematische Darstellung eines in Figur 3D markierten Ausschnitts F der Seitenwand;
    • FIG 3G eine schematische Innenansicht eines in FIG 3A gezeigten Ausschnitts I der Seitenwand;
    • FIG 4 einen in FIG 2 markierten Ausschnitt C einer Schnittansicht durch eine Seitenwand gemäß einer zweiten Ausführungsform;
    • FIG 5 einen in FIG 2 markierten Ausschnitt C einer Schnittansicht durch eine Seitenwand gemäß einer dritten Ausführungsform;
    • FIG 6 einen in FIG 2 markierten Ausschnitt C einer Schnittansicht durch eine Seitenwand gemäß einer vierten Ausführungsform;
    • FIG 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der in den FIGN 1 bis 6 gezeigten Seitenwand;
    • FIG 8 eine Seitenansicht auf die Seitenwand nach einem dritten Verfahrensschritt;
    • FIG 9 eine Seitenansicht auf die Seitenwand während eines fünften Verfahrensschritts; und
    • FIG 10 eine Seitenansicht auf die Seitenwand nach einem siebten Verfahrensschritt
      zeigen.
  • In den nachfolgenden Figuren wird auf ein Koordinatensystem zum erleichterten Verständnis verwiesen. Dabei weist das Koordinatensystem eine x-Achse (Fahrzeuglängsrichtung), eine y-Achse (Fahrzeugquerrichtung) und eine z-Achse (Fahrzeughöhenrichtung) auf.
  • Ferner sind unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.
  • FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs 10. Das Schienenfahrzeug 10 kann beispielsweise als Wagon oder Triebwagen oder als Lokomotive ausgebildet sein. Insbesondere ist möglich, dass das Schienenfahrzeug 10 beispielsweise als Tram ausgebildet ist. Das Schienenfahrzeug 10 weist beispielsweise einen Wagenkasten 15 und ein Fahrwerk 20 auf. Das Fahrwerk 20 kann ein oder mehrere Drehgestelle aufweisen, die unterhalb des Wagenkastens 15 angeordnet sind und auf denen der Wagenkasten 15 aufgesetzt ist.
  • In der Ausführungsform ist das Schienenfahrzeug 10 beispielsweise zur Personenbeförderung ausgebildet. Dabei weist die Seitenwand 40 beispielsweise ein oder mehrere Fensteröffnungen 30 und/oder ein oder mehrere Türöffnungen 35 auf. Die Fensteröffnungen 30 und/oder die Türöffnungen 35 sind in Fahrzeuglängsrichtung (x-Richtung) versetzt zueinander angeordnet. Die Anzahl und die geometrische Ausgestaltung der in FIG 1 gezeigten Fensteröffnungen 30 und/oder Türöffnungen 35 ist dabei beispielhaft.
  • Der Wagenkasten 15 weist wenigstens eine Seitenwand 40, eine Bodengruppe 45 und eine Dachgruppe 50 auf. Die Bodengruppe 45 ist dabei unterseitig am Wagenkasten 15 angeordnet. Auf der Bodengruppe 45 sind in Fahrzeugquerrichtung beispielsweise zwei Seitenwände 40 angeordnet, in denen jeweils wenigstens eine Fenster- und/oder Türöffnungen 30, 35 integriert sind. Oberseitig ist an den Seitenwänden 40 die Dachgruppe 50 angeordnet. Gemeinsam umschließen die Bodengruppe 45, die Dachgruppe 50 und die Seitenwände 40 einen Fahrzeuginnenraum 55. In dem Wagenkasten 15 sind beispielsweise ein oder mehrere Sitzgestelle 60 montiert. Das Sitzgestell 60 kann dabei beispielsweise an der Seitenwand 40 und gegebenenfalls zusätzlich an der Bodengruppe 45 befestigt sein.
  • FIG 2 zeigt einen in FIG 1 vergrößerten Ausschnitt A des in FIG 1 gezeigten Wagenkastens 15.
  • In FIG 2 ist die Blickrichtung von innen auf den Wagenkasten 15.
  • Die Seitenwand 40 weist eine Außenwand 65 und eine schematisch in FIG 2 angedeutete Stützstruktur 70 auf. Die Außenwand 65 weist beispielsweise eine dem Fahrzeuginnenraum 55 abgewandte Außenfläche 75 auf, die einer Umgebung 79 des Schienenfahrzeugs 10 zugewandt ist. Die Stützstruktur 70 ist auf einer dem Fahrzeuginnenraum 55 zugewandten Seite der Außenwand 65 angeordnet. Die Außenwand 65 ist beispielsweise im Wesentlichen plan ausgebildet und kann sich dabei in einer Ebene erstrecken.
  • Dabei ist vorzugsweise die Außenwand 65 an der Außenfläche 75 ungespachtelt. Dabei kann die Außenfläche 75 direkt lackiert sein, sodass auf der Außenfläche 75 vorzugsweise ausschließlich nur ein oder mehrere Lackschichten aufgebracht sind. Alternativ ist die Außenfläche 75 unlackiert. Vorzugsweise ist die Außenwand 65 an der Außenfläche 75 im Wesentlichen frei von Erhebungen, insbesondere Stößen, Nietköpfen, oder frei von Spachtelmasse. Dabei wird unter frei von Erhebungen verstanden, dass außenseitig eine Oberflächengüte von kleiner 0,2 mm sichergestellt ist.
  • Die Außenwand 65 weist wenigstens ein erstes Wandelement 80 und ein zweites Wandelement 85 auf. Vorzugsweise weist die Außenwand 65 eine Anordnung aus mehreren ersten Wandelementen 80 und/oder mehreren zweiten Wandelementen 85 auf. Das erste Wandelement 80 und/oder das zweite Wandelement 85 weisen ein dünnwandiges Material (in Fahrzeugquerrichtung) auf. Beispielsweise schließt sich das erste Wandelement 80 an die Fensteröffnung (30) unterseitig an. Zwischen der Fensteröffnung 30 und der Türöffnung 35 ist zumindest abschnittsweise das zweite Wandelement 85 angeordnet.
  • Vorzugsweise weist das erste Wandelement 80 eine erste Materialstärke und das zweite Wandelement 85 eine zweite Materialstärke auf. Die erste Materialstärke kann beispielsweise 1,6 mm bis 2,0 mm betragen. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Materialstärke beispielsweise 2,0 mm bis 3 mm betragen, insbesondere kann die zweite Materialstärke 2,3 mm bis 2,7 mm betragen.
  • In der Ausführungsform sind beispielsweise das erste Wandelement 80 und/oder das zweite Wandelement 85 aus einem Blechmaterial gefertigt. Dabei kann beispielsweise das erste Wandelement 80 und/oder das zweite Wandelement 85 schweißbares Metall, beispielsweise Aluminium und/oder Stahl aufweisen.
  • Durch die unterschiedliche Materialstärke des jeweiligen Wandelements 80, 85 eignet sich das jeweilige Wandelement 80, 85 für unterschiedliche Einsatzbereiche an der Seitenwand 40. So eignet sich insbesondere beispielsweise das zweite Wandelement 85 zum Einsatz in Bereichen mit höherer Belastung, während hingegen das erste Wandelement 80 beispielsweise in Bereichen der Seitenwand 40 eingesetzt werden kann, in denen die Belastung geringer ist als an dem zweiten Wandelement 85. So schließt sich beispielsweise in FIG 2 das zweite Wandelement 85 an einen Dachlangträger 90 der Dachgruppe 50 oberseitig an. Ferner kann beispielsweise das zweite Wandelement 85 zumindest abschnittsweise zwischen der Türöffnung 35 und der Fensteröffnung 30 angeordnet sein.
  • Das erste Wandelement 80 weist eine erste Außenseite 95 und das zweite Wandelement 85 weist eine zweite Außenseite 100 auf. Das erste Wandelement 80 weist eine erste Außenkontur 115 und das zweite Wandelement 85 weist eine zweite Außenkontur 120 auf. Vorzugsweise sind die erste Außenkontur 115 und die zweite Außenkontur 120 zumindest bereichsweise an einem ersten Stoß 105 korrespondierend zueinander ausgebildet. Die erste Außenkontur 115 und die zweite Außenkontur 120 stoßen am ersten Stoß 105 aneinander.
  • Auf der zur Außenseite 95, 100 abgewandten Seite weist das erste Wandelement 80 eine erste Innenseite 145 und das zweite Wandelement 85 eine zweite Innenseite 150 auf. Das erste und zweite Wandelement 80, 85 schließen an der jeweiligen Außenseite 95, 100 bündig ab, wobei am ersten Stoß 105 an der ersten und zweiten Innenseite 145, 150 eine Stufe ausgebildet sein kann. Innenseitig überragt mit der zweiten Innenseite 150 auf der zum Fahrzeuginnenraum 55 zugewandten Seite durch die dickere zweite Materialstärke des zweiten Wandelements 85 das zweite Wandelement 85 das erste Wandelement 80 am ersten Stoß 105.
  • Am ersten Stoß 105 kann beispielsweise das erste Wandelement 80 und das zweite Wandelement 85 verschweißt sein. Die Verschweißung am ersten Stoß 105 kann beispielsweise als erste Laserschweißverbindung 110 ausgeführt sein. Dabei ist von besonderem Vorteil, wenn die erste Laserschweißverbindung 110 auf einer der Außenseite 95, 100 abgewandten und somit dem Fahrzeuginnenraum 55 zugewandten jeweiligen ersten und zweiten Innenseite 145, 150 ausgeführt ist.
  • FIG 3A zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts des in den FIGN 1 und 2 gezeigten Wagenkastens 15 mit einer Blickrichtung vom Fahrzeuginnenraum 55 nach außen hin auf die Außenwand 65.
  • In FIG 3A ist ein Ausschnitt der Stützstruktur 70 dargestellt. Die Stützstruktur 70 ist innenseitig auf der zum Fahrzeuginnenraum 55 zugewandten Seite der Außenwand 65 angeordnet und kann gitterförmig ausgebildet sein. Die Stützstruktur 70 weist vorzugsweise eine Anordnung aus wenigstens einem ersten Stützelement 125 und einem zweiten Stützelement 130 auf. Das erste Stützelement 125 kann beispielsweise auch als vertikales Stützelement 125 und das zweite Stützelement 130 kann beispielsweise auch als horizontales Stützelement 130 bezeichnet werden.
  • Die Stützstruktur 70 ist vorzugsweise ausgebildet, die Außenwand 65 mechanisch zu versteifen, um so ein ungewolltes Ausbeulen in verschiedenen Fahrzuständen oder unter Last der Außenwand 65 entweder in Richtung der Umgebung 79 oder in Richtung des Fahrzeuginnenraums 55 zu verhindern.
  • Ferner kann eine besonders glatte und optisch ansprechende Außenfläche 75 der Außenwand 65 bereitgestellt werden, die direkt lackiert werden kann, ohne dass die Außenfläche 75 der Außenwand 65 zu verspachteln ist. Auch kann vollständig auf eine Oberflächenbehandlung wie Lackieren und/oder Verspachteln verzichtet werden. Ein weiteres Finish der unlackierten Außenseite, beispielsweise durch ein Bürsten, ist weiter möglich.
  • Vorzugsweise sind mehrere in Fahrzeuglängsrichtung versetzt zueinander angeordnete erste Stützelemente 125 vorgesehen. In FIG 3A erstreckt sich das erste Stützelement 125 im Wesentlichen in Höhenrichtung. Dabei kann das erste Stützelement 125 einstückig und materialeinheitlich ausgebildet sein. Dabei kann das erste Stützelement 125 in seiner Länge so lang ausgebildet sein, dass das erste Stützelement 125 von der Bodengruppe 45 bis hin zum Dachlangträger 90 verläuft. Beispielsweise kann an dem jeweiligen Ende das erste Stützelement 125 mit der Bodengruppe 45 und dem Dachlangträger 90 verbunden sein.
  • Das erste Stützelement 125 kann beispielsweise als Spant oder Fensterholm oder Türholm, der sich seitlich an die Türöffnung 35 anschließt, ausgebildet sein.
  • Auch eine andere Ausrichtung des ersten Stützelements 125 ist möglich. So kann beispielsweise das erste Stützelement 125 sich auch in Fahrzeuglängsrichtung erstrecken. Die ersten und zweiten Stützelemente 125, 130 bilden zusammen die gitterförmige Stützstruktur aus.
  • Dabei kann das erste Stützelement 125 über das erste und zweite Wandelement 80, 85 hinweg verlaufen. Dabei kann das erste Stützelement 125 geometrisch an die unterschiedliche Materialdicke der beiden Wandelemente 80, 85 angepasst sein.
  • In der Ausführungsform kann die Seitenwand 40 wenigstens eine erste Befestigungsschiene 135 und/oder eine zweite Befestigungsschiene 140 aufweisen. Selbstverständlich ist die Anzahl der Befestigungsschienen 135, 140 frei wählbar. Insbesondere ist auch möglich, dass nur eine der Befestigungsschienen 135, 140 vorgesehen ist.
  • Von besonderem Vorteil ist hierbei, wenn die erste und/oder zweite Befestigungsschiene 135, 140 ununterbrochen, beispielsweise zwischen zwei Türöffnungen 35, geführt ist.
  • FIG 3B zeigt einen in FIG 3A gezeigten Ausschnitt B der in Figur 3A gezeigten perspektivischen Darstellung des Wagenkastens 15 mit einer Blickrichtung vom Fahrzeuginnenraum 55 nach außen hin auf die Außenwand 65.
  • Die Befestigungsschienen 135, 140 erstrecken sich in der Ausführungsform beispielhaft im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung. Dabei kann die Befestigungsschiene 135, 140 beispielsweise ein C-Profil aufweisen, wobei das C-Profil auf einer zum Fahrzeuginnenraum 55 zugewandten Seite hin offen ist. Die Befestigungsschienen 135, 140 können beispielsweise dazu dienen, das Sitzgestell 60 an der Seitenwand 40 zu befestigen. Auch ist möglich, dass die Befestigungsschiene 135, 140 ausgebildet ist, andere Komponenten des Schienenfahrzeugs 10, zu befestigen.
  • In der Ausführungsform sind die erste Befestigungsschiene 135 und die zweite Befestigungsschiene 140 parallel zueinander ausgerichtet. Die Befestigungsschienen 135, 140 können beispielsweise jeweils ein identisches Profil aufweisen.
  • Die Stützstruktur 70 befestigt die erste und/oder zweite Befestigungsschiene 135, 140 an der Außenwand 65. Durch die Ausgestaltung der Stützstruktur 70 können dabei die Kräfte, beispielsweise kommend von dem Sitzgestell 60 und von den auf dem Sitzgestell 60 sitzenden Passagieren, mittels der Stützstruktur 70 an die Außenwand 65 übertragen werden. Zusätzlich kann die Stützstruktur 70 unterseitig an der Bodengruppe 45 und/oder oberseitig am Dachlangträger 90 befestigt sein und dadurch Kräfte von der Befestigungsschiene 135, 140, aber auch vom Dachlangträger 90, an die Bodengruppe 45 übertragen werden.
  • In der Ausführungsform weist beispielsweise das erste Stützelement 125 ein Hut-Profil und/oder ein Z-Profil und/oder L-Profil und/oder ein U-Profil auf, oder ist plattenförmig ausgebildet. Insbesondere ist möglich, dass verschiedene Profile an dem ersten Stützelement 125 verwirklicht sind. So kann beispielsweise an dem ersten Wandelement 80 das erste Stützelement 125 ein Hut-Profil und/oder Z-Profil und/oder L-Profil und an dem zweiten Wandelement 85 ein U-Profil aufweisen oder ist am zweiten Wandelement 85 plattenförmig ausgebildet.
  • Beispielsweise liegt der Teilabschnitt 155 des ersten Stützelements 125, der parallel zu der ersten Innenseite 145 ausgerichtet ist, an der ersten Innenseite 145 an. Der Teilabschnitt 155 kann plattenförmig ausgeformt sein und ist dabei mittels einer Punktschweißverbindung 160 stoffschlüssig mit dem ersten Wandelement 80 mechanisch verbunden.
  • Die Punktschweißverbindung 160 weist vorzugsweise mehrere versetzt zueinander angeordnete Schweißpunkte 161 auf, die jeweils den Teilabschnitt 155 mit dem ersten Wandelement 80 verbinden. Dabei ist in der Ausführungsform vorzugsweise die Punktschweißverbindung 160 als einseitige Punktschweißverbindung ausgebildet. Dabei wird unter einer einseitigen Punktschweißverbindung verstanden, dass in der Ausführungsform an der ersten Außenseite 95 der Schweißpunkt 161 der Punktschweißverbindung 160 nicht ausgebildet ist, sondern ausschließlich nur an der ersten Innenseite 145 sowie am Teilabschnitt 155.
  • FIG 3C zeigt eine Seitenansicht eines in FIG 3B markierten Ausschnitts D der Seitenwand 40.
  • An dem zweiten Wandelement 85 kann das erste Stützelement 125 mittels einer zweiten Laserschweißverbindung 162 befestigt sein. Dabei kann das erste Stützelement 125 abschnittsweise direkt angrenzend an das zweite Wandelement 85 geneigt, vorzugsweise senkrecht, zu dem zweiten Wandelement 85 ausgerichtet sein und einen zweiten Stoß 164 ausbilden.
  • Die zweite Laserschweißverbindung 162 kann an dem zweiten Wandelement 85 beispielsweise als Kehlnaht von dem Fahrzeuginnenraum 55 ausgeführt sein. Dies stellt sicher, dass die Außenfläche 75 am zweiten Wandelement 85 auch im Bereich der zweiten Laserschweißverbindung 162 die oben genannte Ebenheit einhält.
  • FIG 3D zeigt einen in FIG 3A markierten Ausschnitt H der Seitenwand 40.
  • In Längsrichtung beabstandet zu dem ersten Stützelement 125 ist zweite Stützelement 130 angeordnet. Dabei kann das zweite Stützelement 130 zwischen der zugeordneten Befestigungsschiene 135, 140 und der ersten Innenseite 145 angeordnet sein. Das zweite Stützelement 130 kann parallel zu der ersten und/oder zweiten Befestigungsschiene 135, 140 ausgerichtet sein.
  • In der Ausführungsform kann beispielsweise für jede Befestigungsschiene 135, 140 jeweils wenigstens ein zweites Stützelement 130 vorgesehen sein. Das zweite Stützelement 130 erstreckt sich in der Ausführungsform im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung, während hingegen beispielsweise das erste Stützelement 125 sich im Wesentlichen in Fahrzeughöhenrichtung und somit geneigt, insbesondere senkrecht, zu dem zweiten Stützelement 130 erstreckt.
  • Insbesondere kann jeweils wenigstens ein zweites Stützelement 130 in Fahrzeuglängsrichtung zwischen zwei ersten Stützelementen 125, vorzugsweise beabstandet zu diesen, angeordnet sein.
  • Das zweite Stützelement 130 ist beispielsweise im Wesentlichen an dem zweiten Wandelement 85 plattenförmig ausgebildet (in FIG 3D verdeckt). An dem ersten Wandelement 80 kann beispielsweise das zweite Stützelement 130 L-förmig und/oder T-förmig ausgebildet sein.
  • Dabei kann beispielsweise das zweite Stützelement 130 beispielsweise aus einem Blechmaterial, beispielsweise Aluminium oder Stahlblech, ausgeschnitten sein. Das Ausschneiden kann beispielsweise mittels eines Plasmaschneidens oder Laserschneidens erfolgen.
  • Das zweite Stützelement 130 verbindet mechanisch die jeweils an dem zweiten Stützelement 130 angeordnete Befestigungsschiene 135, 140 mit dem jeweils außenseitig zu dem zweiten Stützelement 130 angeordneten Wandelement 80, 85 miteinander.
  • FIG 3E zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines in Figur 3D markierten Ausschnitts F der Seitenwand 40. FIG 3F zeigt eine schematische Innenansicht des in FIG 3D gezeigten Ausschnitts F der Seitenwand 40.
  • In Längsrichtung beabstandet zu dem zweiten Stützelement 130 ist die Befestigungsschiene 135, 140 an dem ersten Stützelement 125 vorbeigeführt und vorzugsweise mittels einer ersten MAG-Schweißverbindung 195 mit dem ersten Stützelement 130 verbunden. Alternativ kann zur ersten MAG-Schweißverbindung 195 auch eine erste WIG- oder eine erste Laserhandschweißverbindung vorgesehen sein. Dazu kann in dem ersten Stützelement 125 eine Ausnehmung 200 angeordnet sein, in die zumindest abschnittweise die Befestigungsschiene 135, 140 eingreift.
  • FIG 3G zeigt eine schematische Innenansicht eines in FIG 3A gezeigten Ausschnitts I der Seitenwand 40.
  • Deutlich ist in FIG 3G zu erkennen, dass das zweite Stützelement 130 einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Das zweite Stützelement 130 weist einen Plattenabschnitt 215 auf, der plattenförmig ausgebildet ist und sich parallel zu der ersten Innenseite 145 erstreckt. An dem Plattenabschnitt 215 ist das zweite Stützelement 130 mittels der Punktschweißverbindung 160 befestigt.
  • Ferner ist in FIG 3G dargestellt, dass auf den Plattenabschnitt 215 am zweiten Stützelement 130 sowie auf den Teilabschnitt 155 am ersten Stützelement 125 an dem zweiten Wandelement 85 verzichtet wird, um das erste Stützelement 125 und/oder das zweite Stützelement 130 mittels der zweiten Laserschweißverbindung 162 an dem zweiten Wandelement 85, vorzugsweise mit einer Kehlnaht, zu befestigen.
  • FIG 4 zeigt einen in FIG 2 markierten Ausschnitt C einer Schnittansicht durch eine Seitenwand 40 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • Die in FIG 4 gezeigte Seitenwand 40 ist im Wesentlichen identisch zu der in den FIGN 1 bis 3F gezeigten Seitenwand 40 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede der in FIG 4 gezeigten Seitenwand 40 gegenüber der in den FIGN 1 bis 3F gezeigten Seitenwand 40 eingegangen.
  • In FIG 4 ist beispielsweise das zweite Stützelement 130 zweiteilig ausgebildet. Dabei liegt das zweite Stützelement 130 jeweils mit dem ersten Stützelementabschnitt 205 an der ersten Innenseite 145 des ersten Wandelements 80 bereichsweise mit dem Plattenabschnitt 215 an und ist mittels der Punktschweißverbindung 160 jeweils mit dem ersten Wandelement 80 verbunden. Der Plattenabschnitt 215 ist plattenförmig ausgebildet und parallel zu der ersten Innenseite 145 ausgerichtet. Der erste Stützelementabschnitt 205 kann beispielsweise ein Hutprofil und/oder ein Z-Profil aufweisen, wobei der Plattenabschnitt 215 Teil des Hutprofils und/oder des Z-Profils ist.
  • Deutlich ist in FIG 4 beispielsweise eine plattenförmige Ausgestaltung eines zweiten Stützelementabschnitts 210 des zweiten Stützelements 130 dargestellt. Dabei verbindet der zweite Stützelementabschnitt 210 beispielsweise die zweite Befestigungsschiene 140 mit dem ersten Stützelementabschnitt 205. In der Ausführungsform ist beispielsweise im Wesentlichen der zweite Stützelementabschnitt 210 geneigt, vorzugsweise senkrecht, zu der ersten Innenseite 145 des Wandelements 80 ausgerichtet.
  • Auf einer dem ersten Wandelement 80 zugewandten Seite ist mittels einer dritten Laserschweißverbindung 165 der zweite Stützelementabschnitt 210 an dem ersten Stützelementabschnitt 205 befestigt. Die dritte Laserschweißverbindung 165 ist, beispielsweise in Fahrzeugquerrichtung, beabstandet zu dem Wandelement 80, 85 angeordnet.
  • In Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegend zu der dritten Laserschweißverbindung 165 ist der zweite Stützelementabschnitt 210 mittels einer vierten Laserschweißverbindung 175 an der zweiten Befestigungsschiene 140 befestigt.
  • Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass mittels der dritten und vierten Laserschweißverbindung 165, 175 eine zuverlässige mechanisch besonders tragfähige Verbindung sowohl des zweiten Stützelements 130, aber auch der Befestigungsschiene 135, 140 sichergestellt ist. Das zweite Stützelement 130 kann zusätzlich beispielsweise an dem in FIG 3 gezeigten, in z-Richtung senkrecht verlaufenden, ersten Stützelement 125 mittels der dritten Laserschweißverbindung 165 befestigt sein. Dadurch ergibt sich ein fachwerkartiger, gitterförmiger Aufbau der ersten und zweiten Stützelemente 125, 130, die die Stützstruktur 70 ausbilden.
  • FIG 5 zeigt einen in FIG 2 markierten Ausschnitt C einer Schnittansicht durch eine Seitenwand 40 gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • Die in FIG 5 gezeigte Seitenwand 40 ist im Wesentlichen identisch zu der in den FIGN 1 bis 3F gezeigten Seitenwand 40 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede der in FIG 5 gezeigten Seitenwand 40 gegenüber der in den FIGN 1 bis 3F gezeigten Seitenwand 40 eingegangen.
  • Die Anbindung der Befestigungsschiene 135, 140 kann dahingehend gegenüber FIGN 1 bis 3F adaptiert sein, dass das zweite Stützelement 130 einen Hut-Profil aufweist.
  • In der Ausführungsform liegt beispielsweise die Befestigungsschiene 135, 140 am dem zweiten Stützelement 130 an. Dabei kann die Befestigungsschiene 135, 140 beispielsweise mittels einer Kombischweißverbindung 180 mit dem zweiten Stützelement 130 verbunden sein. Die Kombischweißverbindung 180 kann beispielsweise eine Kombination aus wenigstens einer zweiten MAG-Schweißverbindung 185 und der vierten Laserschweißverbindung 175 sein. Alternativ kann zur zweiten MAG-Schweißverbindung 185 auch eine zweite WIG- oder eine zweite Laserhandschweißverbindung vorgesehen sein.
  • Dabei kann beispielsweise die zweite MAG-Schweißverbindung 185 in einer Kehlnaht ausgeführt sein. Auf der zum Wandelement 80, 85 zugewandten Seite kann die zweite MAG-Schweißverbindung 185 ausgebildet sein. Die vierte Laserschweißverbindung 175 kann beispielsweise als Stichnaht ausgeführt sein und kann die Befestigungsschiene 135, 140 an dem zweiten Stützelement 130 anbinden.
  • Die in FIG 5 gezeigte Ausgestaltung hat den Vorteil, dass hohe Kräfte in z-Richtung wirkend von der Befestigungsschiene 135, 140 über das zweite Stützelement 130 an die Außenwand 65 übertragen werden können. Insbesondere wird ein ungewolltes Aufbiegen oder Verbiegen des zweiten Stützelements 130 vermieden.
  • FIG 6 zeigt einen in FIG 2 markierten Ausschnitt C einer Schnittansicht durch eine Seitenwand 40 gemäß einer vierten Ausführungsform.
  • Die in FIG 6 gezeigte Seitenwand 40 ist im Wesentlichen identisch zu der in den FIG 4 gezeigten Seitenwand 40 ausgebildet. Im Folgenden wird ausschließlich auf die Unterschiede der in FIG 6 gezeigten Seitenwand 40 gegenüber der in den FIGN 1 bis 3D gezeigten Seitenwand 40 eingegangen.
  • In FIG 6 ist beispielsweise der erste Stützelementabschnitt 205 plattenförmig ausgebildet und verläuft parallel zu dem ersten Wandelement 80. Dabei liegt der erste Stützelementabschnitt 205 vorzugsweise flächig an der ersten Innenseite 145 des ersten Wandelements 80 an und ist mittels der Punktschweißverbindung 160 an dem ersten Wandelement 80 befestigt. Vorzugsweise können beispielsweise mehrere Linien der Punktschweißverbindungen 160 mit mehreren versetzt zueinander angeordneten Schweißpunkten 161 zur Ausbildung der Punktschweißverbindung 160 vorgesehen sein.
  • Durch den ersten Stützelementabschnitt 205 wird lokal innenseitig das jeweilige erste Wandelement 80 versteift und verstärkt.
  • Der zweite Stützelementabschnitt 210 ist wie in FIG 4 beschrieben mittels der dritten und vierten Laserschweißverbindung 165, 175 sowohl mit dem ersten Stützelementabschnitt 205 als auch der Befestigungsschiene 135, 140 verbunden. Dabei ist vorzugsweise die dritte Laserschweißverbindung 165 beispielsweise in z-Richtung zwischen der in zwei Linien ausgebildeten Punktschweißverbindung 160 ausgeführt.
  • In der Ausführungsform wird beispielsweise ferner das erste und zweite Stützelement 125, 130 beispielsweise am zweiten Wandelement 85 jeweils anstatt der Punktschweißverbindung 160 beispielsweise mittels der zweiten Laserschweißverbindung 162 befestigt.
  • Die größere Materialdicke des zweiten Wandelements 85 stellt dabei sicher, dass oben genannte Ebenheit im Bereich des zweiten Wandelements 85 an der zweiten Außenseite 100 auch bei Einbringen der zweiten Laserschweißverbindung 162 eingehalten werden können. Insbesondere bietet sich dies an in Bereichen großer mechanischer Beanspruchung, wie beispielsweise am Übergang zwischen dem zweiten Wandelement 85 zum Dachlangträger 90, Türsäulen oder Fenstersäulen. Dabei kann rückseitig beispielsweise im Rahmen eines T-Stoßes beispielsweise das erste oder zweite Stützelement 125, 130 mittels der zweiten Laserschweißverbindung 162 an dem zweiten Wandelement 85 angeschweißt sein.
  • FIG 7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der in den FIGN 1 bis 6 gezeigten Seitenwand 40. FIG 8 zeigt eine Seitenansicht auf die Seitenwand 40 nach einem dritten Verfahrensschritt 315. FIG 9 zeigt eine Seitenansicht auf die Seitenwand 40 während eines fünften Verfahrensschritts 325. FIG 10 zeigt eine Seitenansicht auf die Seitenwand 40 nach einem siebten Verfahrensschritt 335.
  • In einem ersten Verfahrensschritt 305 werden das erste und zweite Wandelement 80, 85, vorzugsweise eine Mehrzahl von ersten und zweiten Wandelementen 80, 85, aus jeweils einem ebenen Blechmaterial mit unterschiedlicher Materialdicke hergestellt und ausgeschnitten. Die kann beispielsweise mittels eines Laserschneidverfahrens oder eines Plasmaschneidverfahrens erfolgen.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt 310 (vgl. FIG 8) werden in einer Montagevorrichtung das erste und zweite Wandelement 80, 85 beispielsweise als Tailored Blanks angeordnet, sodass die erste und zweite Außenkontur 115, 120 zumindest bereichsweise in dem ersten Stoß 105 aneinanderstoßen.
  • In dem auf den zweiten Verfahrensschritt 310 folgenden dritten Verfahrensschritt 315 werden im ersten Stoß 105 das erste und zweite Wandelement 80, 85 lasergeschweißt und die erste Laserschweißverbindung 110 ausgebildet. Eine ungewollte Verformung und/oder Verschiebung des ersten und zweiten Wandelements 80, 85 wird dabei durch die Montagevorrichtung vermieden. Das Laserschweißen erfolgt von der zweiten Innenseite 150 her.
  • In einem vierten Verfahrensschritt 320 werden das erste Stützelement 125 und das zweite Stützelement 130 hergestellt. Dabei kann beispielsweise aus einem vorgefertigten Profil beispielsweise das erste Stützelement 125 abgelängt werden und/oder das zweite Stützelement 130 beispielsweise aus einem ebenen Blechmaterial, das beispielsweise die erste oder zweite Materialdicke aufweist, ausgeschnitten oder aus einem Hohlprofil, beispielsweise einem Z-Profil und/oder einem U-Profil und/oder einem Hut-Profil und/oder Blechstreifen hergestellt werden. Dies kann beispielsweise mittels eines Plasmaschneidverfahrens oder mittels eines Laserschneidverfahrens erfolgen. Auch ein Stanzverfahren wäre möglich.
  • In dem fünften Verfahrensschritt 325 (vgl. FIG 9) wird das erste Stützelement 125 an dem ersten Wandelement 80 positioniert.
  • In einem auf den fünften Verfahrensschritt 325 folgenden sechsten Verfahrensschritt 330 (vgl. FIG 3C) wird das erste Stützelement 125 und/oder das zweite Stützelement 130 in einem Bereich, der geneigt zu der zweiten Innenseite 150 ausgerichtet ist, an den zweiten Wandabschnitt 85 in einem zweiten Stoß 164, insbesondere in einem T-Stoß, zur Ausbildung der zweiten Laserschweißverbindung 162 lasergeschweißt. Die zweite Laserschweißverbindung 162 kann beispielsweise in einer Kehlnaht geschweißt werden.
  • Vorzugsweise wird zeitlich nach Abschluss des Laserschweißverfahrens und Ausbildung vorzugsweise aller ersten und zweiten Laserschweißverbindungen 162 das erste Stützelement 125 im Bereich des Teilabschnitts 155 an dem ersten Wandelement 80 vorzugsweise einseitig punktgeschweißt. Das einseitige Punktschweißen erfolgt ausschließlich an der ersten Innenseite 145, die dem zukünftigen Fahrzeuginnenraum 55 zugewandt ist.
  • In einem Zwischenschritt wird für die in FIG 4 gezeigte zweite Ausführungsform der zweite Stützelementabschnitt 210 zur Ausbildung der dritten Laserschweißverbindung 165 an dem ersten Stützelementabschnitt 205 nun angeschweißt.
  • In dem siebten Verfahrensschritt 335 (vgl. FIG 10) wird die Befestigungsschiene 135, 140 an dem ersten und zweiten Stützelement 125, 130 positioniert und durch die Montagevorrichtung gehalten.
  • In einem achten Verfahrensschritt 340 wird die Befestigungsschiene 135, 140 für die in den FIGN 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen an dem zugeordneten zweiten Stützelement 130 zur Ausbildung der vierten Laserschweißverbindung 175 lasergeschweißt. Das Anschweißen kann vorzugsweise mittels eines DHV-Laserschweißverfahrens erfolgen. Ferner wird die Befestigungsschiene 135, 140 an dem ersten Stützelement 125 MAGgeschweißt.
  • In einem neunten Verfahrensschritt 345 wird die Seitenwand 40 aus der Montagevorrichtung entfernt.
  • Im Weiteren kann nach Abschluss des Verfahrens die Seitenwand 40 zusammen mit dem Dachlangträger 90 der Dachgruppe 50 und der Bodengruppe 45 zu dem Wagenkasten 15 montiert werden. Dazu kann beispielsweise die Seitenwand 40 mit der Bodengruppe 45 verschweißt und mit der Dachgruppe 50 verschweißt werden.
  • Ferner kann dann Fahrzeuginnenraum 55 bei Innenausstattung des Wagenkastens 15 zum Ausbau zum Schienenfahrzeug 10 an der Befestigungsschiene 135, 140 das Sitzgestell 60 eingehängt werden.
  • Die eben beschriebenen Verfahrensschritte 305 bis 345 werden bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge zumindest teilweise durchgeführt. Selbstverständlich ist auch eine andere Reihenfolge der Verfahrensschritte 305 bis 345 möglich.
  • Die oben beschriebene Ausgestaltung der Seitenwand 40 und Wagenkastens 15 hat den Vorteil, dass durch die Seitenwand 40 eine deutliche Gewichtsreduktion gegenüber einem konventionell hergestellten Wagenkasten 15 erzielt werden kann. Dadurch können mittels des Wagenkastens 15 auch beispielsweise schwere umweltfreundliche Klimaanlagen, die ohne schädliche Treibhausgase arbeiten, getragen werden. Gleichzeitig können durch die leichter ausgestaltete Seitenwand 40 und den Wagenkasten 15 zulässige Radlasten eingehalten werden, um einen Oberbau nicht unzulässig zu belasten.
  • Des Weiteren kann durch die besonders leicht ausgebildete Seitenwand 40 und damit resultierend den leicht ausgebildeten Wagenkasten 15 besonders wenig Energie im Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs 10 verbraucht werden. Durch die Reduktion des Gewichts der Seitenwand 40 kann insbesondere im Rohbau eine Gewichtsoptimierung umgesetzt werden, die einen besonders großen Anteil am Gesamtgewicht des Fahrzeugs hat.
  • Gleichzeitig kann durch das oben beschriebene Verfahren und die oben beschriebenen Seitenwand 40 eine besonders ebene, an der Außenfläche 75 ausgebildete Seitenwand 40 bereitgestellt werden. Dadurch kann auf mögliche, bei konventionellen Herstellungsverfahren eingesetzte Maßnahmen wie Spachteln und ggf. Lackieren verzichtet werden.
  • Dadurch hat das Schienenfahrzeug 10 nach Fertigstellung ein besonders schönes optisches Erscheinungsbild. Dadurch eignet es sich insbesondere zum Einsatz im städtischen Verkehr. So kann insbesondere sichergestellt werden, dass durch das beschriebene Verfahren eine maximal zulässige Ebenheitsabweichung von einschließlich 1,0 mm pro Meter eingehalten wird, ohne dass beispielsweise zusätzlich an der Außenfläche 75 die Seitenwand 40 zu spachteln und/oder zu lackieren ist. Insbesondere das Spachteln hat einen hohen Zeitaufwand und wirkt sich negativ in dem Gewicht des Schienenfahrzeugs 10 aus. Des Weiteren ist möglich, dass mittels des oben beschriebenen Verfahrens und der oben beschriebenen Seitenwand 40 das Schienenfahrzeug 10 mit einer blanken Seitenwand, das heißt ohne lackierte und/oder gespachtelte Außenfläche, auskommt.
  • Ferner stellt das oben beschriebene Verfahren und die oben beschriebene Seitenwand 40 sicher, dass eine besonders hohe Robustheit gegen korrosive Medien sichergestellt ist.
  • Des Weiteren kann durch Funktionsintegration der Befestigungsschiene 135, 140 eine gute und einfache Möglichkeit bereitgestellt werden, um weitere Innenausstattung, wie Sitze, Innenverkleidung oder Haltestangen zu befestigen.
  • Ferner weist die Seitenwand 40 eine besonders enge Toleranz aus, sodass ein Zusammenbau der Seitenwände 40, der Dachgruppe 50 und der Bodengruppe 45 besonders einfach möglich ist. Insbesondere Nacharbeiten können dadurch vermieden werden.
  • Ferner können globale und lokale Wagenkastenlasten (statisch und unter Ermüdung) sowie andere Stabilitätsanforderungen, wie zum Beispiel Beulen- und Crash-Anforderungen, einfach eingehalten werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (14)

  1. Seitenwand (40) für einen Wagenkasten (15) eines Schienenfahrzeugs (10),
    wobei die Seitenwand (40) eine Stützstruktur (70) und wenigstens eine Außenwand (65) mit wenigstens einem ersten Wandelement (80) und einem an das erste Wandelement (80) anschließenden zweiten Wandelement (85) aufweist,
    wobei das erste Wandelement (80) mittels einer Punktschweißverbindung (160) mit der Stützstruktur (70) und das zweite Wandelement (85) mittels einer zweiten Laserschweißverbindung (162) mit der Stützstruktur (70) verbunden ist.
  2. Seitenwand (40) nach Anspruch 1,
    wobei das erste Wandelement (80) eine erste Materialdicke und das zweite Wandelement (85) eine zweite Materialdicke aufweist, die zu der ersten Materialdicke unterschiedlich ist, und/oder
    wobei die erste Materialstärke geringer ist als die zweite Materialstärke,
    wobei vorzugsweise die erste Materialstärke vorzugsweise 1,6 mm bis 2,0 mm und/oder die zweite Materialstärke 2,0 mm bis 3 mm beträgt.
  3. Seitenwand (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das erste Wandelement (80) eine erste Außenseite (95) und das zweite Wandelement (85) eine zweite Außenseite (100) aufweist,
    wobei die erste Außenseite (95) und die zweite Außenseite (100) bündig angeordnet sind.
  4. Seitenwand (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend wenigstens eine beabstandet zu der Außenwand (65) angeordnete erste Befestigungsschiene (135) zur Befestigung von Komponenten des Schienenfahrzeugs (10),
    wobei die erste Befestigungsschiene (135) vorzugsweise ein C-Profil aufweist,
    wobei die Stützstruktur (70) die erste Befestigungsschiene (135) mit der Außenwand (65) verbindet.
  5. Seitenwand (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stützstruktur (70) wenigstens ein erstes Stützelement (125) aufweist,
    wobei das erste Wandelement (80) eine erste Innenseite (145) aufweist,
    wobei wenigstens ein Teilabschnitt (155) des ersten Stützelements (125) parallel zu dem ersten Wandelement (80) ausgerichtet ist und an dem ersten Wandelement (80) an der ersten Innenseite (145) anliegt,
    wobei die Punktschweißverbindung (160) den Teilabschnitt (155) und die erste Innenseite (145) miteinander verbindet.
  6. Seitenwand (40) nach Anspruch 5,
    wobei das erste Stützelement (125) ein Z-Profil und/oder ein Hut-Profil und/oder ein L-Profil aufweist
    und/oder
    wobei das erste Stützelement (125) geneigt, vorzugsweise senkrecht, zumindest abschnittsweise zu der ersten Befestigungsschiene (135) ausgerichtet ist.
  7. Seitenwand (40) nach Anspruch 5 oder 6,
    wobei die erste Befestigungsschiene (135) mit dem ersten Stützelement (125) verschweißt ist,
    wobei vorzugsweise die erste Befestigungsschiene (135) mittels einer ersten MAG-/ WIG-/ Laserhand-Schweißverbindung (195) verschweißt ist.
  8. Seitenwand (40) nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    wobei die Stützstruktur (70) wenigstens ein zweites Stützelement (130) aufweist,
    wobei vorzugsweise das zweite Stützelement (130) einen plattenförmig ausgebildeten Plattenabschnitt (215) aufweist,
    wobei das zweite Stützelement (130) mit der ersten Befestigungsschiene (135) verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist,
    wobei wenigstens der Plattenabschnitt (215) des zweiten Stützelements (130) parallel zu dem ersten Wandelement (80) ausgerichtet ist und an dem ersten Wandelement (80) an der ersten Innenseite (145) anliegt,
    wobei die Punktschweißverbindung (160) den Plattenabschnitt (215) und die erste Innenseite (145) miteinander verbindet.
  9. Seitenwand (40) nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    wobei das erste Stützelement (125) einstückig und materialeinheitlich ausgebildet ist,
    wobei das erste Stützelement (125) an dem ersten Wandelement mittels der Punktschweißverbindung (160) mit dem ersten Wandelement (80) und mittels der zweiten Laserschweißverbindung (162) an dem zweiten Wandelement (85) befestigt ist.
  10. Seitenwand (40) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, aufweisend wenigstens eine Fensteröffnung (30) und wenigstens eine Türöffnung (35),
    wobei das zweite Wandelement (85) sich an die erste Fensteröffnung (30) anschließt,
    und/oder
    wobei zwischen der Fensteröffnung (30) und der Türöffnung (35) das zweite Wandelement (85) angeordnet ist,
    wobei das erste Stützelement (125) entlang der Fensteröffnung (30) und/oder entlang der Türöffnung (35) verlaufend an dem ersten Wandelement (80) und dem zweiten Wandelement (85) angeordnet ist.
  11. Seitenwand (40) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Wandelement (80) eine erste Außenkontur (115) und das zweite Wandelement (85) eine zweite Außenkontur (115) aufweist,
    wobei die erste Außenkontur (115) zumindest bereichsweise an die zweite Außenkontur (120) anstößt,
    wobei zumindest bereichsweise die erste Außenkontur (115) und die zweite Außenkontur (120) korrespondierend zueinander ausgebildet sind,
    wobei das erste Wandelement (80) mit dem zweiten Wandelement (85) mittels einer ersten Laserschweißverbindung (110) verbunden ist.
  12. Verfahren zur Herstellung einer Seitenwand (40) für ein Schienenfahrzeug (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei wenigstens das erste Wandelement (80), das zweite Wandelement (85) und eine Montagevorrichtung bereitgestellt werden,
    wobei das erste Wandelement (80) und das zweite Wandelement (85) auf der Montagevorrichtung derart positioniert werden, dass sich das erste Wandelement (80) und das zweite Wandelement (85) zumindest abschnittweise aneinander anschließen,
    wobei die Stützstruktur (70) an das erste Wandelement (80) punktgeschweißt wird,
    wobei die Stützstruktur (70) an das zweite Wandelement (85) lasergeschweißt wird,
    wobei die Montagevorrichtung entfernt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    wobei das erste Wandelement (80) aus einem dünnwandigen Blechmaterial mit der ersten Materialstärke ausgeschnitten wird,
    wobei das zweite Wandelement (85) aus einem dünnwandigen Blechmaterial mit der zweiten Materialstärke ausgeschnitten wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
    wobei zeitlich die Anordnung des ersten Wandelements (80) und des zweiten Wandelements (85) an der Montagevorrichtung vor dem Laserschweißen und dem Punktschweißen durchgeführt wird, wobei zuerst die Stützstruktur (70) an dem zweiten Wandelement (85) lasergeschweißt wird, bevor die Stützstruktur (70) an dem ersten Wandelement (80) punktgeschweißt wird.
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