WO2017093297A1 - Hollow profile - Google Patents

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WO2017093297A1 PCT/EP2016/079248 EP2016079248W WO2017093297A1 WO 2017093297 A1 WO2017093297 A1 WO 2017093297A1 EP 2016079248 W EP2016079248 W EP 2016079248W WO 2017093297 A1 WO2017093297 A1 WO 2017093297A1
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profile
extruded
chamber profile
along
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Thomas Meissl
Gerhard Moser
Robert Nedelik
Peter Stenitzer
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Siemens Ag Österreich
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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
    • B61D17/041—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures with bodies characterised by use of light metal, e.g. aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion

Definitions

  • the invention relates to a hollow chamber profile for the
  • Peat fuses are very easy to produce by an adapted cross section of the profile.
  • disadvantages are also associated with the integral construction, in particular the required strength of a car body is not constant over the entire length of the car body. Areas for the introduction of large forces, e.g. the coupling connection or the main crossbeam require other profiles than less loaded sections of the undercarriage. Areas surrounding large openings such as double-winged passenger compartment doors are to be made with greater strength than wall areas between these large openings.
  • Integral construction can not be adapted to it, so nevertheless, the same profiles are used in places with little load as in places with high loads. This leads to a higher vehicle weight, a reduced payload and higher energy consumption. There are not any
  • the invention is therefore based on the object
  • the object is achieved by a hollow chamber profile with the features of claim 1 and a method for producing a
  • Embodiments are the subject of subordinate claims.
  • the hollow profile is made of at least two
  • Connection in particular a welded connection
  • the extruded profiles each have a cross section
  • an inventive hollow chamber profile is not externally distinguishable from a conventional one.
  • the machining can take place at specific points or extend over certain areas (longitudinal sections).
  • Hollow chamber profile includes the processing steps:
  • Hollow chamber profile wherein at least one extruded profile has a machined cross section
  • FIG. 1 shows, by way of example and schematically, a hollow chamber profile according to the prior art. It is a hollow chamber profile 6 shown, which is composed of two two extruded sections 7, 8, which are interconnected by means of two
  • Welds 4 are connected.
  • the hollow chamber profile 6 after The prior art can be used for example as a lateral long beam of a rail vehicle.
  • the rectangular cross sections of the two extruded sections 7, 8 are each divided by webs into triangular spaces.
  • a hollow profile according to the invention shown in which a first extrusion 2 is machined.
  • a machining by means of a milling cutter 5 takes place at a position which is later inaccessible after the assembly of the hollow profile.
  • the first extruded profile 2 has three triangular-shaped chambers.
  • FIG. 3 shows an example and schematically the processing of the second extrusion. It is the second step of producing a hollow profile according to the invention shown, in which a second extrusion 3 is machined.
  • the second extruded profile 3 has two triangular-shaped chambers.
  • FIG. 4 shows by way of example and schematically a machined second extruded profile. It is the second extrusion 3 shown after machining. There are a plurality of recesses introduced into the webs of the extruded profile 3, which are arranged in three sections, between which the cross section of the extruded section 3 is unprocessed.
  • FIG. 5 shows an example and schematically a welded hollow chamber profile. It is shown a hollow chamber profile 1, which is formed from a first extruded profile 2 and a second extruded profile 3.
  • a hollow chamber profile 1 which is formed from a first extruded profile 2 and a second extruded profile 3.
  • Extruded sections 2, 3 machined as shown in FIGS. 2 and 3 and thereby have recesses in their webs.
  • the extrusion profiles 2, 3 are by two
  • Welds 4 connected.
  • the recesses are arranged in the interior of the composite hollow profile 1 and no longer accessible after the production of the welds 4, or is a production of the recesses after assembly of the extruded profiles 2, 3 impossible.

Abstract

Disclosed is a hollow profile (1) composed of at least two extruded profiled sections (2, 3) that are permanently joined to each other along the longitudinal directions thereof; at least one of the extruded profiled sections (2, 3) has at least two different cross-sections along its longitudinal direction.

Description

Beschreibung  description
Hohlkammerprofil . Hollow chamber profile.
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft ein Hohlkammerprofil für die The invention relates to a hollow chamber profile for the
Herstellung eines Schienenfahrzeugwagenkastens. Production of a railcar wagon box.
Stand der Technik State of the art
Schienenfahrzeuge werden häufig in sogenannter Rail vehicles are often in so-called
Integralbauweise hergestellt, bei welcher die einzelnen Integral construction made, in which the individual
Großkomponenten Untergestell, Wände, Dach und Stirnwände aus Leichtmetall Strangpreßprofilen zusammengesetzt sind. Diese Großkomponenten werden daraufhin zu einem Wagenkasten  Large components Underframe, walls, roof and end walls are composed of light metal extruded sections. These large components then become a car body
zusammengefügt. Als Verbindungstechnologie wird dabei praktisch ausnahmslos ein Schweißverfahren eingesetzt da diese gut automatisierbar sind und für das Schweißen together. Virtually without exception, a welding technique is used as the joining technology because they are easy to automate and for welding
erforderliche Vorkehrungen, wie beispielsweise necessary precautions, such as
Schweißbadsicherungen sehr einfach durch einen angepassten Querschnitt des Profils herstellbar sind. Allerdings sind mit der Integralbauweise auch Nachteile verbunden, insbesondere ist die erforderliche Festigkeit eines Wagenkastens nicht über die gesamte Länge des Wagenkastens konstant. Bereiche für die Einleitung großer Kräfte, z.B. die Kupplungsanbindung oder die Hauptquerträger erfordern andere Profile als weniger belastete Abschnitte des Untergestells. Bereiche, die große Öffnungen wie doppelflügelige Passagierraumtüren umranden sind mit größerer Festigkeit auszuführen als Wandbereiche zwischen diesen großen Öffnungen. Die herkömmliche Peat fuses are very easy to produce by an adapted cross section of the profile. However, disadvantages are also associated with the integral construction, in particular the required strength of a car body is not constant over the entire length of the car body. Areas for the introduction of large forces, e.g. the coupling connection or the main crossbeam require other profiles than less loaded sections of the undercarriage. Areas surrounding large openings such as double-winged passenger compartment doors are to be made with greater strength than wall areas between these large openings. The conventional
Integralbauweise kann darauf nicht angepasst werden, sodass an Stellen mit geringer Belastung trotzdem dieselben Profile wie an Stellen mit hoher Belastung eingesetzt werden. Dies führt zu einem höheren Fahrzeuggewicht, einer verringerten Nutzlast und höherem Energieverbrauch. Es sind keine Integral construction can not be adapted to it, so nevertheless, the same profiles are used in places with little load as in places with high loads. This leads to a higher vehicle weight, a reduced payload and higher energy consumption. There are not any
Strangpreßverfahren bekannt, mittels welcher der Querschnitt eines durch sie hergestellten Profils über seine Länge veränderbar wäre. Alternativ könnte ein Fahrzeug auch aus einer weit höheren Anzahl an unterschiedlichen Profilen gebaut werden, was eine äußerst unwirtschaftliche Methode wäre und den Fahrzeugpreis stark erhöhen würde. Extrusion method by which the cross section of a profile produced by them over its length would be variable. Alternatively, a vehicle could also be built from a much higher number of different profiles, which would be a very wasteful method and would greatly increase the price of the vehicle.
Darstellung der Erfindung Presentation of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein The invention is therefore based on the object
Hohlkammerprofil und ein Verfahren zu Herstellung eines Hohlkammerprofils anzugeben, welches entlang seiner To provide hollow chamber profile and a method for producing a hollow chamber profile, which along its
Längsausdehnung unterschiedliche Querschnitte aufweist. Longitudinal extent has different cross-sections.
Die Aufgabe wird durch ein Hohlkammerprofil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu Herstellung eines The object is achieved by a hollow chamber profile with the features of claim 1 and a method for producing a
Hohlkammerprofils nach Anspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Hollow profile according to claim 6 solved. advantageous
Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche. Embodiments are the subject of subordinate claims.
Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein The basic idea of the invention according to a
Hohlkammerprofil beschrieben, welches aus mindestens zwei entlang ihrer jeweiligen Längserstreckung miteinander Hollow profile described which at least two along their respective longitudinal extent with each other
unlösbar verbundenen Strangpreßprofile besteht, und bei welchem mindestens eines der Strangpreßprofile entlang seiner Längserstreckung mindestens zwei unterschiedliche inextricably connected extruded profiles, and wherein at least one of the extruded along its longitudinal extent at least two different
Querschnitte aufweist. Has cross sections.
Dadurch ist der Vorteil erzielbar, ein Hohlkammerprofil aufbauen zu können, welches entlang seiner Längserstreckung an jeder Stelle den jeweils erforderlichen Querschnitt aufweist. Dadurch kann bei einem Einsatz des Hohlprofils für die Herstellung einer Großkomponente eines Schienenfahrzeugs eine optimale Abstimmung der Festigkeit entlang der As a result, the advantage is achievable to build a hollow chamber profile, which along its longitudinal extent at each point has the required cross-section. As a result, when using the hollow profile for the production of a large component of a rail vehicle, an optimal coordination of the strength along the
Längserstreckung erfolgen und somit eine Gewichtsersparnis erzielt werden. Longitudinal extension take place and thus a weight saving can be achieved.
Erfindungsgemäß ist das Hohlprofil aus mindestens zwei According to the invention, the hollow profile is made of at least two
Strangpreßprofilen aufgebaut, welche jeweils einen Extruded profiles constructed, each one
identischen oder einen unterschiedlichen Querschnitt identical or a different cross-section
aufweisen. Diese Strangpreßprofile sind zur unlösbaren exhibit. These extruded profiles are indissoluble
Verbindung, insbesondere einer Schweißverbindung, Connection, in particular a welded connection,
untereinander ausgebildet und weisen an den vorgesehenen Verbindungsstellen entsprechende Vorkehrungen formed with each other and have appropriate provisions at the intended connection points
(schweißgeeignete Wandstärken, Schweißbadsicherungen, etc.) auf. Insbesondere ist es vorteilhaft, zur Verbindung der Strangpreßprofile untereinander das Reibrührschweißverfahren einzusetzen, da dieses gut automatisierbar ist und nur einen geringen Wärmeeintrag hervorruft. (Weldable wall thickness, weld pool, etc.) on. In particular, it is advantageous to use the friction stir welding method to connect the extruded sections to one another, since this is easy to automate and causes only a small heat input.
Die Strangpreßprofile weisen jeweils einen Querschnitt The extruded profiles each have a cross section
(Grundquerschnitt) auf, welcher für die maximale (Basic cross section), which for the maximum
Festigkeitsanforderungen entlang der Einbaulage bemessen ist. Diese Querschnitte sind typischerweise, als Fachwerkstruktur ausgeführt . Strength requirements along the installation position is dimensioned. These cross sections are typically designed as a truss structure.
In weiterer Folge ist mindestens ein einzelnes der das Subsequently, at least one of them is the one
Hohlkammerprofil bildenden Strangpreßprofile mittels Hollow profile forming extrusion by means of
spanender Bearbeitung des Grundquerschnitts an bestimmten Stellen bzw. Abschnitten der Längserstreckung zu bearbeiten. Dabei ist es wesentlich, dass die Bearbeitung an bei zu einem Hohlkammerprofil zusammengefügten Strangpreßprofilen machining of the base cross-section to edit at certain points or sections of the longitudinal extent. It is essential that the processing of joined together to form a hollow section extrusion profiles
unzugänglichen Stellen im Inneren des Hohlkammerprofils erfolgt. Dadurch ist ein erfindungsgemäßes Hohlkammerprofil äußerlich nicht von einem konventionellen zu unterscheiden. Die spanende Bearbeitung kann punktuell an bestimmten Stellen erfolgen oder sich über bestimmte Bereiche (Längsabschnitte) erstrecken. inaccessible places inside the hollow chamber profile he follows. As a result, an inventive hollow chamber profile is not externally distinguishable from a conventional one. The machining can take place at specific points or extend over certain areas (longitudinal sections).
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines The inventive method for producing a
Hohlkammerprofils umfasst die Bearbeitungsschritte: Hollow chamber profile includes the processing steps:
- Bearbeiten des Querschnitts eines Strangpreßprofils mittels eines spanenden Bearbeitungsverfahrens,  Machining the cross-section of an extruded profile by means of a machining process,
- zusammenfügen von mindestens zwei Strangpreßprofilen entlang ihrer jeweiligen Längserstreckung zu einem  - Assemble at least two extruded profiles along their respective longitudinal extent to one
Hohlkammerprofil, wobei mindestens ein Strangpreßprofil einen spanend bearbeiteten Querschnitt aufweist, Hollow chamber profile, wherein at least one extruded profile has a machined cross section,
- verschweißen der mindestens zwei Strangpreßprofile entlang ihrer Längserstreckung. - Weld the at least two extruded profiles along its longitudinal extent.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Es zeigen beispielhaft: Brief Description of the Drawings There are shown by way of example:
Fig.l Hohlkammerprofil, Stand der Technik.  Fig.l hollow chamber profile, prior art.
Fig.2 Bearbeitung des ersten Strangpreßprofils.  Fig.2 processing of the first extruded profile.
Fig.3 Bearbeitung des zweiten Strangpreßprofils.  3 processing of the second extruded profile.
Fig.4 Bearbeitetes zweites Strangpreßprofil.  Fig.4 processed second extruded profile.
Fig.5 Hohlkammerprofil, verschweißt. Fig.5 hollow chamber profile, welded.
Ausführung der Erfindung Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch ein Hohlkammerprofil nach dem Stand der Technik. Es ist ein Hohlkammerprofil 6 dargestellt, welches zwei aus zwei Strangpreßprofilen 7, 8 aufgebaut ist, welche untereinander mittels zweier DESCRIPTION OF THE INVENTION FIG. 1 shows, by way of example and schematically, a hollow chamber profile according to the prior art. It is a hollow chamber profile 6 shown, which is composed of two two extruded sections 7, 8, which are interconnected by means of two
Schweißnähte 4 verbunden sind. Das Hohlkammerprofil 6 nach dem Stand der Technik kann beispielsweise als seitlicher Langträger eines Schienenfahrzeugs eingesetzt werden. Die rechteckigen Querschnitte der beiden Strangpreßprofilen 7, 8 sind jeweils mittels Stegen in dreieckige Räume geteilt. Welds 4 are connected. The hollow chamber profile 6 after The prior art can be used for example as a lateral long beam of a rail vehicle. The rectangular cross sections of the two extruded sections 7, 8 are each divided by webs into triangular spaces.
Solcherart weisen sie eine hohe Steifigkeit auf, die entlang der Längserstreckung nicht an jeder Stelle erforderlich ist. In this way, they have a high rigidity, which is not required at any point along the longitudinal extent.
Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch die Bearbeitung des ersten Strangpreßprofils. Es ist der erste Schritt der 2 shows by way of example and schematically the processing of the first extruded profile. It is the first step of the
Herstellung eines erfindungsgemäßen Hohlprofils dargestellt, bei welchem ein erstes Strangpreßprofil 2 spanend bearbeitet wird. Dabei erfolgt eine Bearbeitung mittels eines Fräsers 5 an einer Position, welche später, nach dem Zusammenbau des Hohlprofils unzugänglich ist. Das erste Strangpreßprofil 2 weist drei dreieckförmige Kammern auf. Production of a hollow profile according to the invention shown, in which a first extrusion 2 is machined. In this case, a machining by means of a milling cutter 5 takes place at a position which is later inaccessible after the assembly of the hollow profile. The first extruded profile 2 has three triangular-shaped chambers.
Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch die Bearbeitung des zweiten Strangpreßprofils. Es ist der zweite Schritt der Herstellung eines erfindungsgemäßen Hohlprofils dargestellt, bei welchem ein zweites Strangpreßprofil 3 spanend bearbeitet wird. Das zweite Strangpreßprofil 3 weist zwei dreieckförmige Kammern auf. 3 shows an example and schematically the processing of the second extrusion. It is the second step of producing a hollow profile according to the invention shown, in which a second extrusion 3 is machined. The second extruded profile 3 has two triangular-shaped chambers.
Fig.4 zeigt beispielhaft und schematisch ein bearbeitetes zweites Strangpreßprofil. Es ist das zweite Strangpreßprofil 3 nach der spanenden Bearbeitung dargestellt. Es sind eine Mehrzahl an Ausnehmungen in die Stege des Strangpreßprofils 3 eingebracht, welche in drei Abschnitten angeordnet sind, zwischen denen der Querschnitt des Strangpreßprofils 3 unbearbeitet ist. 4 shows by way of example and schematically a machined second extruded profile. It is the second extrusion 3 shown after machining. There are a plurality of recesses introduced into the webs of the extruded profile 3, which are arranged in three sections, between which the cross section of the extruded section 3 is unprocessed.
Fig.5 zeigt beispielhaft und schematisch ein verschweißtes Hohlkammerprofil. Es ist ein Hohlkammerprofil 1 dargestellt, welches aus einem ersten Strangpreßprofil 2 und einem zweiten Strangpreßprofil 3 gebildet ist. Dabei sind die 5 shows an example and schematically a welded hollow chamber profile. It is shown a hollow chamber profile 1, which is formed from a first extruded profile 2 and a second extruded profile 3. Here are the
Strangpreßprofile 2, 3 jeweils wie in den Fig. 2 und 3 spanend bearbeitet und weisen dadurch Ausnehmungen in ihren Stegen auf. Die Strangpreßprofile 2, 3 sind durch zwei Extruded sections 2, 3 machined as shown in FIGS. 2 and 3 and thereby have recesses in their webs. The extrusion profiles 2, 3 are by two
Schweißnähte 4 verbunden. Die Ausnehmungen sind im Inneren des zusammengesetzten Hohlprofils 1 angeordnet und nach der Herstellung der Schweißnähte 4 nicht mehr zugänglich, bzw. ist eine Herstellung der Ausnehmungen nach dem Zusammenfügen der Strangpreßprofile 2, 3 unmöglich. Welds 4 connected. The recesses are arranged in the interior of the composite hollow profile 1 and no longer accessible after the production of the welds 4, or is a production of the recesses after assembly of the extruded profiles 2, 3 impossible.
Liste der Bezeichnungen List of terms
1 Hohlkammerprofil 1 hollow chamber profile
2 Erstes Strangpreßprofil 2 First extruded profile
3 Zweites Strangpreßprofil  3 Second extruded profile
4 Schweißnaht  4 weld
5 Fräser  5 cutters
6 Hohlkammerprofil nach dem Stand der Technik.  6 hollow chamber profile according to the prior art.
7 Erstes Strangpreßprofil nach dem Stand der Technik.7 First extruded profile according to the prior art.
8 Zweites Strangpreßprofil nach dem Stand der 8 second extruded profile according to the state of
Technik .  Technology.

Claims

Patentansprüche claims
Hohlkammerprofil (1), bestehend aus mindestens zwei entlang ihrer jeweiligen Längserstreckung miteinander unlösbar verbundenen Strangpreßprofile (2, 3), Hollow chamber profile (1), comprising at least two extruded profiles (2, 3) connected to each other inseparably along their respective longitudinal extent,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
mindestens eines der Strangpreßprofile (2, 3) entlang seiner Längserstreckung mindestens zwei at least one of the extruded profiles (2, 3) along its longitudinal extent at least two
unterschiedliche Querschnitte aufweist. has different cross sections.
Hohlkammerprofil (1) nach Anspruch 1, Hollow chamber profile (1) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils characterized in that the respective
unterschiedlichen Querschnitte mittels spanender different cross sections by means of cutting
Bearbeitung eines Grundquerschnitts eines Processing a basic cross-section of a
Strangpreßprofils (2, 3) hergestellt sind. Extruded profiles (2, 3) are made.
Hohlkammerprofil (1) nach Anspruch 2, Hollow chamber profile (1) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die spanend bearbeiteten Bereiche im Inneren des Hohlkammerprofils (1) characterized in that the machined areas inside the hollow chamber profile (1)
angeordnet sind. are arranged.
Hohlkammerprofil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpreßprofile (2, 3) mittels Reibrührschweissens untereinander verbunden sind . Hollow chamber profile (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the extruded profiles (2, 3) are interconnected by means of friction stir welding.
Hohlkammerprofil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlkammerprofil (1) ein Längsträger eines Wagenkastens eines Hollow chamber profile (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hollow chamber profile (1) is a longitudinal member of a car body of a
Schienenfahrzeugs ist. Rail vehicle is.
Verfahren zu Herstellung eines Hohlkammerprofils (1) mit folgenden Verfahrensschritten: - Bearbeiten des Querschnitts eines Strangpreßprofils (2, 3) mittels eines spanenden Bearbeitungsverfahrens,Method for producing a hollow chamber profile (1) with the following method steps: Machining the cross section of an extruded profile (2, 3) by means of a machining process,
- zusammenfügen von mindestens zwei Strangpreßprofilen (2, 3) entlang ihrer jeweiligen Längserstreckung zu einem Hohlkammerprofil (1), wobei mindestens ein - Joining of at least two extruded profiles (2, 3) along their respective longitudinal extension to a hollow chamber profile (1), wherein at least one
Strangpreßprofil (2, 3) einen spanend bearbeiteten Querschnitt aufweist,  Extruded profile (2, 3) has a machined cross-section,
- verschweißen der mindestens zwei Strangpreßprofile (2, 3) entlang ihrer Längserstreckung.  - Weld the at least two extruded sections (2, 3) along its longitudinal extent.
PCT/EP2016/079248 2015-12-02 2016-11-30 Hollow profile WO2017093297A1 (en)

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