WO2022214491A1 - Wagenkasten für ein schienenfahrzeug - Google Patents

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WO2022214491A1
WO2022214491A1 PCT/EP2022/059020 EP2022059020W WO2022214491A1 WO 2022214491 A1 WO2022214491 A1 WO 2022214491A1 EP 2022059020 W EP2022059020 W EP 2022059020W WO 2022214491 A1 WO2022214491 A1 WO 2022214491A1
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WO
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rail vehicle
hollow profile
car body
car
underframe
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PCT/EP2022/059020
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerald FESSL
Roman Zak
Original Assignee
Siemens Mobility Austria Gmbh
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Publication date
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    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0184—Fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a car body for a rail vehicle.
  • Rail vehicles are often wired using prefabricated cable harnesses which are attached to the car body shell.
  • the aim here is to prefabricate the wiring harness as completely as possible so that only a few connections have to be carried out in the vehicle.
  • the wiring harness is already equipped with all the necessary plug connections. This cannot be implemented in practice, since the lines often have to be routed through recesses that are smaller than the plug-in connection provided on the relevant line. This makes it necessary to mount this plug connection on the already installed line, which leads to significantly increased workload.
  • Another problem when installing a cable harness on a car body is the installation position, which is typically provided below the bodyshell floor.
  • the wiring harness is routed to the car body from below and is usually threaded through recesses in the car body structure at several points, for example through the main cross members.
  • the high strength requirements for the main cross members only allow small openings in them, so that lines are closed the wagon ends usually cannot be carried out with plug connections that are already attached.
  • This entire assembly and connection process of a cable harness is therefore a time-consuming and labor-intensive process, which must also usually be carried out as overhead work.
  • Another disadvantage is that due to the subsequent assembly of plug connectors, no complete preliminary electrical test of the cable harness is possible and the error rate is increased by the subsequent assembly.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a car body for a rail vehicle which avoids the disadvantages of the prior art and facilitates the assembly of a cable harness.
  • a car body for a rail vehicle comprising an underframe, which is constructed from a plurality of light metal hollow profiles which are inseparably connected to one another, with a top layer of a hollow profile facing the interior of the car being removed in the underframe over a specific longitudinal section of the car body , so that electrical lines can be inserted into the hollow space thus exposed, and recesses through which electrical lines can be passed are arranged on the top layer of this hollow profile facing away from the interior of the car.
  • a car body for a rail vehicle is equipped with an underframe in what is known as an integral design, which is made up of a plurality of hollow profiles made of light metal that are permanently connected to one another.
  • This design allows rapid and largely automated production.
  • the necessary machining steps, e.g. drilling or milling of openings, can also be carried out automatically.
  • the floor, as part of the underframe is typically made up of hollow profiles with a large width-to-thickness ratio, with several chambers being provided between two top layers, which are separated from the respective adjacent chamber with webs.
  • the top layer of a hollow profile facing the interior of the rail vehicle is now opened over a specific longitudinal section, for example by means of milling.
  • the cavity located under this top layer becomes accessible so that a cable harness can be inserted into it.
  • a wiring harness of a rail vehicle is also used for the electrical connection of underfloor devices, such as the air conditioning system, the auxiliary converter, the vehicle battery, etc. All of these devices require electrical supply lines, so that openings in the chamber of the hollow profile that is open for the installation of the wiring harness ie to be provided in the direction of the underfloor devices. It is advantageous to design these openings in such a way that the associated cable ends with plug connectors that are already attached can be passed through them. In this way, the subsequent assembly work for these plug connections can be omitted. This is particularly advantageous since cable harnesses are usually purchased as purchased parts that have already been tested, and the electrical test after the cable harness has been installed is significantly simplified as a result.
  • the openings in the cover layers of one of the hollow profiles naturally weaken the structural integrity of this component. This can be countered, for example, by closing the openings with covers, the fastening means having to be suitable for permanently transmitting the expected forces.
  • a cover can be welded to the hollow profile, which, however, makes subsequent changes or repairs more difficult. If the covers are mounted using screw connections or heavy-duty rivets, this is more complex during manufacture, but makes it easier to access the wiring harness later.
  • a cable duct can be used to restore the rigidity of the opened hollow profile.
  • the cable duct must be made of suitable material and suitable strength and connected to the opened hollow profile.
  • the cable duct can be made of stronger materials, for example as a bent component made of sheet steel, and the weakening of the hollow profile made of light metal
  • the present invention also saves space in the installation space below the subframe. By eliminating the wiring harness at this point, the installation space is free for other equipment, such as the compressed air piping. Likewise, all fasteners that are otherwise required with conventional cable routing are eliminated.
  • Fig.2 Hollow profile, longitudinal section.
  • Fig.l shows an example and schematically a cross section through a car body.
  • the car body 1 is of integral construction and comprises two longitudinal members 10, a main cross member 12 and hollow sections 3 which form the floor of the car body 1.
  • a side wall 11 is connected to each of the side members 10 .
  • Other components are not shown in this schematic representation, and the floor is only formed from two hollow profiles 3, whereas in practical applications several hollow profiles are common.
  • one of the cavities 4 is open towards the interior of the car, so that electrical lines 5 could be introduced into this cavity 4.
  • These electrical lines 5 run in the longitudinal direction of the car body 1 and are guided out of this cavity 4 at specific positions.
  • a hollow profile 3 is shown, as can be used in a car body 1 from FIG.
  • the main cross members 12 of the car body 1 are shown to clarify the installation position.
  • the hollow profile 3 comprises a cover layer 7 facing the interior of the car and a cover layer 8 facing away from the interior of the car.
  • the cover layer 7 facing the interior of the car is open over a certain longitudinal section and the cavity 4 underneath is exposed, so that electrical lines can be inserted into this cavity 4 from above.
  • Recesses 6 are provided in the cover layer 8 facing away from the interior of the car for the underfloor containers arranged below the car body 1 , which recesses lead into the open cavity 4 . 2 shows that the routing of electrical lines in the cavity 4 significantly simplifies their laying and, in particular, completely avoids the complex routing through the main cross member 12.
  • FIG. 3 shows a subframe by way of example and schematically.
  • a practical embodiment of a base 2 is shown in an oblique view from above.
  • the underframe comprises two outer side members 10 and a plurality of hollow profiles 3, which form the floor of the vehicle.
  • a cavity 4 is open and several recesses 6 are provided for guiding the electrical lines under the base 2 .
  • the exemplary embodiment shown shows that the cables are routed above the main cross member 12, so that the cables can also be routed easily into the end regions of the car body without having to penetrate the main cross member 12.
  • the recesses 6 can be closed in a suitable manner, in particular with watertight cable bushings.
  • FIG. 4 shows a closed underframe by way of example and diagrammatically.
  • the exemplary embodiment from FIG. 3 is shown, with the cavities 4 being closed by means of a cover 9 .
  • the covers 9 are advantageously connected to the hollow profiles 3 of the base 2 in such a way that the strength, which was weakened by the opening of the cavity 4, is restored. List of designations

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Abstract

Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug, umfassend ein Untergestell (2) aufgebaut aus einer Mehrzahl von untereinander unlösbar verbundenen Leichtmetall-Hohlprofilen (3), wobei in dem Untergestell (2) über einen bestimmten Längsabschnitt des Wagenkastens (1) eine dem Wageninneren zugewandte Decklage (7) eines Hohlprofils (3) entfernt ist, sodass und in den dadurch freigelegten Hohlraum (4) elektrische Leitungen (5) einbringbar sind, und wobei an der dem Wageninneren abgewandten Decklage (8) dieses Hohlprofils (3) an bestimmten Stellen Ausnehmungen (6) angeordnet sind, durch welche elektrische Leitungen (5) durchführbar sind.

Description

Beschreibung
Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug .
Stand der Technik
Die Verkabelung von Schienenfahrzeugen erfolgt häufig mittels vorgefertigter Kabelbäume, welche an dem Wagenkastenrohbau befestigt werden. Dabei wird angestrebt, den Kabelbaum möglichst vollständig vorzufertigen, sodass nur wenige Anschlußarbeiten im Fahrzeug auszuführen sind. Idealerweise ist dabei der Kabelbaum bereits mit allen erforderlichen Steckverbindungen ausgestattet. Dies ist in der Praxis nicht umsetzbar, da die Leitungen oft durch Ausnehmungen geführt werden müssen, die kleiner sind als die an der betreffenden Leitung vorgesehene Steckverbindung. Dadurch wird es notwendig, diese Steckverbindung an der bereits eingebauten Leitung zu montieren, was zu deutlich erhöhten Arbeitsaufwenden führt. Ein weiteres Problem bei der Montage eines Kabelbaums an einem Wagenkasten stellt die Einbauposition dar, welche typischerweise unterhalb des Rohbaufußbodens vorgesehen ist. Dabei wird der Kabelbaum von unten an den Wagenkasten herangeführt und meist an mehreren Stellen durch Ausnehmungen in der Wagenkastenstruktur durchgefädelt, beispielsweise durch die Hauptquerträger. Die hohen Festigkeitsanforderungen an die Hauptquerträger erlauben nur kleine Öffnungen in diese, sodass Leitungen zu den Wagenenden meist nicht mit bereits befestigten Steckverbindungen ausgeführt werden können. Dieser gesamte Montage- und Anschlußvorgang eines Kabelbaums ist dadurch ein zeitraubender und arbeitsintensiver Vorgang, welcher auch meist als Überkopfarbeit ausgeführt werden muß. Weiters ist nachteilig, dass aufgrund der nachträglichen Montage von Steckverbindern keine komplette elektrische Vorprüfung des Kabelbaums möglich wird und die Fehlerrate durch die nachträgliche Montage erhöht ist.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug anzugeben, welcher die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und die Montage eines Kabelbaums erleichtert.
Die Aufgabe wird durch einen Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche .
Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug, umfassend ein Untergestell beschrieben, welcher aus einer Mehrzahl von untereinander unlösbar verbundenen Leichtmetall-Hohlprofilen aufgebaut ist, wobei in dem Untergestell über einen bestimmten Längsabschnitt des Wagenkastens eine dem Wageninneren zugewandte Decklage eines Hohlprofils entfernt ist, sodass und in den dadurch freigelegten Hohlraum elektrische Leitungen einbringbar sind, und wobei an der dem Wageninneren abgewandten Decklage dieses Hohlprofils an bestimmten Stellen Ausnehmungen angeordnet sind, durch welche elektrische Leitungen durchführbar sind. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, einen Kabelbaum an einem Wagenkasten sehr einfach anordnen zu können, wobei insbesondere das Durchfädeln von Kabeln durch
Leichtmetallprofile vermieden werden kann. Weiters können die Montagearbeiten dabei weitestgehend von oben, d.h. ohne Überkopfarbeiten erfolgen.
Erfindungsgemäß ist ein Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug mit einem Untergestell in sogenannter Integralbauweise ausgestattet, welches aus einer Mehrzahl, untereinander unlösbar verbundener Hohlprofile aus Leichtmetall aufgebaut ist. Diese Bauweise erlaubt eine rasche und weitgehend automatisierbare Fertigung. Die erforderlichen spanenden Bearbeitungsschritte, z.B. das Bohren oder Fräsen von Öffnungen können dabei auch automatisiert ausgeführt werden. Der Fußboden, als Teil des Untergestells, ist typischerweise aus Hohlprofilen mit großem Breite-Dicke Verhältnis aufgebaut, wobei zwischen zwei Decklagen mehrere Kammern vorgesehen sind, die zur jeweils benachbarten Kammer mit Stegen abgegrenzt sind.
Erfindungsgemäß wird nun die dem Innenraum des Schienenfahrzeugs zugewandte Decklage eines Hohlprofils über einen bestimmten Längsabschnitt geöffnet, beispielsweise mittels Fräsens. Der unter dieser Decklage befindliche Hohlraum wird dabei zugänglich, sodass in diesen ein Kabelbaum einlegbar ist.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass unterhalb dieses geöffneten Hohlprofils befindliche weitere Strukturelemente des Wagenkastens, insbesondere die Hauptquerträger, den Einbau eines Kabelbaums nicht behindern. In diesen Strukturelementen müssen keine Ausnehmungen zur Kabelführung vorgesehen werden. Im Allgemeinen dient ein Kabelbaum eines Schienenfahrzeugs auch zur elektrischen Anbindung von Unterflurgeräten, beispielsweise der Klimaanlage, dem Hilfsbetriebumrichter, der Fahrzeugbatterie, usw. Alle diese Einrichtungen erfordern elektrische Zuleitungen, sodass auch Öffnungen in der für den Einbau des Kabelbaums geöffneten Kammer des Hohlprofils nach unten, d.h. in Richtung der Unterflurgeräte vorzusehen sind. Es ist vorteilhaft, diese Öffnungen so zu gestalten, dass die zugehörigen Kabelenden mit bereits befestigten Steckverbindern durch sie durchführbar sind. Solcherart kann die nachträgliche Montagearbeit für diese Steckverbindungen entfallen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da Kabelbäume üblicherweise als bereits getestetes Zukaufteil bezogen werden und der elektrische Test nach dem Einbau des Kabelbaums dadurch wesentlich vereinfacht ist.
Die Öffnungen in den Decklagen eines der Hohlprofile stellen naturgemäß eine Schwächung der strukturellen Integrität dieses Bauteils dar. Dem kann beispielsweise durch Verschließen der Öffnungen mittels Deckeln begegnet werden, wobei die Befestigungsmittel zur dauerhaften Übermittlung der zu erwartenden Kräfte geeignet sein müssen. Dazu kann ein Deckel mit dem Hohlprofil verschweißt werden, wodurch jedoch nachträgliche Änderungen oder Reparaturen erschwert werden. Werden die Deckeln mittels Schraubverbindungen oder Schwerlastnieten montiert, so ist dies bei der Fertigung aufwendiger, erleichtert jedoch eine spätere Zugänglichkeit des Kabelbaums.
In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es empfehlenswert, den Kabelbaum in einem Kabelkanal anzuordnen und gemeinsam mit diesem in den geöffneten Hohlraum des Hohlprofils einzubringen. Dadurch ist die Handhabung des Kabelbaums vereinfacht, da er bereits in Einbaulage, d.h. mit korrekt orientieren Kabelenden in den Wagenkasten eingebracht werden kann und das Hantieren mit den elektrischen Leitungen selbst auf ein Minimum reduziert werden kann.
Ein weiterer Vorteil eines Kabelkanals liegt darin, dass er zur Wiederherstellung der Steifigkeit des geöffneten Hohlprofils eingesetzt werden kann. Dazu ist der Kabelkanal aus geeignetem Material und geeigneter Festigkeit auszuführen und mit dem geöffneten Hohlprofil zu verbinden. Insbesondere ist dabei vorteilhaft, dass der Kabelkanal aus festeren Werkstoffen, beispielsweise als Biegebauteil aus Stahlblech gefertigt werden kann und die Schwächung des Hohlprofils aus Leichtmetall
Mit gegenständlicher Erfindung wird neben der Erleichterung der Montage auch eine Platzersparnis im Bauraum unterhalb des Untergestells möglich. Durch den Entfall des Kabelbaums an dieser Stelle wird der Bauraum für weitere Einrichtungen, beispielsweise der Druckluftverrohrung frei. Ebenso entfallen alle Befestigungsmittel, die sonst bei einer konventionellen Kabelführung erforderlich sind.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen beispielhaft:
Fig.l Wagenkasten Querschnitt.
Fig.2 Hohlprofil Längsschnitt.
Fig.3 Untergestell.
Fig.4 Untergestell geschlossen. Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch einen Querschnitt durch einen Wagenkasten. Es ist eine stark abstrahierte Darstellung eines Schnitts durch einen Wagenkastens quer zur Längsachse gezeigt. Der Wagenkasten 1 ist in Integralbauweise ausgeführt und umfasst zwei Längsträger 10, einen Hauptquerträger 12 und Hohlprofile 3, welche den Fußboden des Wagenkastens 1 bilden. An die Längsträger 10 sind je eine Seitenwand 11 angebunden. Weitere Komponenten sind in dieser schematischen Darstellung nicht gezeigt, auch wird der Fußboden nur aus zwei Hohlprofilen 3 gebildet, wohingegen in praktischen Anwendungen mehrere Hohlprofile gebräuchlich sind. In einem der Hohlprofile 3, welche jeweils mehrere Kammern mit geschlossenem Querschnitt aufweisen, ist einer der Hohlräume 4 in Richtung des Wageninneren geöffnet, sodass elektrische Leitungen 5 in diesen Hohlraum 4 eingebracht werden konnten. Diese elektrischen Leitungen 5 verlaufen in Längsrichtung des Wagenkastens 1 und werden an bestimmten Positionen aus diesem Hohlraum 4 geführt.
Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch ein Hohlprofil in einem Längsschnitt. Es ist ein Hohlprofil 3 dargestellt, wie in einem Wagenkasten 1 aus Fig.l eingesetzt werden kann. Zur Verdeutlichung der Einbaulage sind die Hauptquerträger 12 des Wagenkastens 1 dargestellt. Das Hohlprofil 3 umfasst eine dem Wageninneren zugewandte Decklage 7 und eine dem Wageninneren abgewandte Decklage 8. Die dem Wageninneren zugewandte Decklage 7 ist über einen bestimmten Längsabschnitt geöffnet und der darunter befindliche Hohlraum 4 freigelegt, sodass elektrische Leitungen von oben in diesen Hohlraum 4 einbringbar sind. Zur Ableitung dieser elektrischen Leitungen zu den unterhalb des Wagenkastens 1 angeordneten Unterflurcontainern sind Ausnehmungen 6 in der dem Wageninneren abgewandten Decklage 8 vorgesehen, welche in den geöffneten Hohlraum 4 führen. Fig.2 zeigt, dass die Führung von elektrischen Leitungen in dem Hohlraum 4 deren Verlegung wesentlich vereinfacht und insbesondere das aufwendige Führen durch die Hauptquerträger 12 vollständig vermeidet.
Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch ein Untergestell. Es ist eine praktische Ausführungsform eines Untergestells 2 in einer Schrägansicht von oben dargestellt. Das Untergestell umfasst dabei zwei außenliegende Längsträger 10 und eine Mehrzahl von Hohlprofilen 3, welche den Fußboden des Fahrzeugs bilden. In zwei der Hohlprofile 3 sind je ein Hohlraum 4 geöffnet und es sind mehrere Ausnehmungen 6 zur Führung der elektrischen Leitungen unter das Untergestell 2 vorgesehen. Das gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt, dass die Kabelführung dabei oberhalb des Hauptquerträgers 12 erfolgt, sodass auch eine Kabelführung in die Stirnbereiche des Wagenkastens einfach erfolgen kann, ohne den Hauptquerträger 12 durchdringen zu müssen. Die Ausnehmungen 6 können nach dem Einbringen elektrischer Leitungen geeignet, insbesondere mit wasserdichten Kabeldurchführungen verschlossen werden.
Fig.4 zeigt beispielhaft und schematisch ein geschlossenes Untergestell. Es ist das Ausführungsbeispiel aus Fig.3 dargestellt, wobei die Hohlräume 4 mittels Deckel 9 verschlossen sind. Die Deckel 9 sind vorteilhafterweise so mit den Hohlprofilen 3 des Untergestells 2 verbunden, dass die Festigkeit, welche durch die Öffnung des Hohlraums 4 geschwächt wurde, wiederhergestellt ist. Liste der Bezeichnungen
1 Wagenkasten
2 Untergestell
3 Hohlprofil
4 Hohlraum
5 Elektrische Leitungen
6 Ausnehmung
7 Decklage, dem Wageninneren zugewandt
8 Decklage, dem Wageninneren abgewandt
9 Deckel
10 Längsträger
11 Seitenwand
12 Hauptquer träger

Claims

Patentansprüche
1. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug, umfassend ein Untergestell (2) aufgebaut aus einer Mehrzahl von untereinander unlösbar verbundenen Leichtmetall- Hohlprofilen (3), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Untergestell (2) über einen bestimmten Längsabschnitt des Wagenkastens (1) eine dem Wageninneren zugewandte Decklage (7) eines Hohlprofils (3) entfernt ist, sodass und in den dadurch freigelegten Hohlraum (4) elektrische Leitungen (5) einbringbar sind, und wobei an der dem Wageninneren abgewandten Decklage (8) dieses Hohlprofils (3) an bestimmten Stellen Ausnehmungen (6) angeordnet sind, durch welche elektrische Leitungen (5) durchführbar sind.
2. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Entfernung der dem Wageninneren zugewandten Decklage (7) eines Hohlprofils (3) nach dem Einbringen elektrischer Leitungen (5) mittels eines Deckels (9) verschließbar ist, wobei der Deckel (9) unlösbar mit dem Untergestell (2) verbindbar ist.
3. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (9) und das Hohlprofil (3) mittels einer Schweißverbindung verbindbar sind.
4. Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug (1) nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (9) und das Hohlprofil (3) mittels einer Nietverbindung verbindbar sind.
5. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leitungen (5) an einem Kabelkanal angeordnet sind und mit diesem Kabelkanal in den freigelegten Hohlraum (4) des Hohlprofils (3) eingebracht werden.
6. Wagenkasten (1) für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kabelkanal mit dem Hohlprofil (3) fest verbindbar ausgeführt ist.
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