Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugkastens für Schienenfahrzeuge und nach diesem Verfahren hergestellter Fahrzeugkasten. Fahrzeugkasten für Schienenfahrzeuge werden grundsätzlich in zwei Ausführungen hergestellt. Die eine, ältere Konstruktion um fasst ein tragendes Untergestell, welches alle äussern Kräfte aufnimmt, und einen aufge setzten Wagenkasten, vornehmlich aus Holz mit aufgeschraubter Blechverschalung. Die neuere Bauart besteht aus einer tragenden, rohrförmigen Blechkonstruktion aus Leicht metall oder Stahl, im letzteren Fall die soge nannte Leichtstahlbauart , welche so ausge bildet ist, dass der ganze Kasten an der Über tragung der Kräfte beteiligt ist.
Bei dieser Konstruktion ist festzustellen, dass die Puffer und Zugkräfte hauptsächlich auf die unter dem Fussboden liegenden Konstruktionsteile, also auf das Untergestell einwirken, so dass die Konstruktion starken, exzentrischen Kräf ten unterworfen ist. Diese Tatsache hat dazu geführt, dass ein Untergestell vorgesehen wird, welches die - überwiegenden Anteile der Puf fer- und Zugkräfte aufnehmen kann, jedoch nicht biegungsfest ist. Die Seitenwände und das Dach, welche mit dem Untergestell zu einem tragenden Ganzen vereinigt sind, über nehmen die aus der Vertikalbelastung herrüh renden Biegungskräfte.
Der bisherige Aufbau der letztgenannten Ausführung geht im allgemeinen wie folgt vor sich: Das Untergestell wird für sich als Gan zes vorbereitet und besteht in der Regel aus den beiden Kopfstücken und den erforder lichen Längs- und Querträgern, wobei hier die seitlichen, abgebogenen Langträger gleichzeitig auch den untersten Teil der Seitenwandver kleidung bilden. Die eigentlichen Seitenwände werden ebenfalls für sich als Ganzes vor fabriziert, indem vorerst die Wagenkasten säulen mit dem Dachrahmen und sämtlichen Versteifungen und Hinterlagen zu einem Ge rippe verschweisst werden, an welches man hernach die einzelnen Seitenwandbleche schweisst. Diese Seitenwände reichen von Ober kante Langträger bis und mit Oberkante Dach rahmen. Nach dem gleichen Verfahren wer den auch die als Ganzes vorbereiteten Stirn wandpartien hergestellt.
Beim Zusammenset zen des Untergestelles mit den Seitenwänden und Stirnwandpartien entstehen an den Trenn stellen äussere Längsschweissnähte, welche sich über die gesamte Wagenlänge erstrecken und grosse Schrumpfungen hervorrufen. Die Trennstellen befinden sich hier alle an der Oberkante der seitlichen Langträger und der Kopfstücke, das heisst also alle an der Ober kante des Untergestelles. Sobald die Stirn wandpartien und die Seitenwände am Unter gestell aufgerichtet sind, werden die Dach- spriegel einzeln an den Dachrahmen ange schweisst. Hierauf werden die vorgebogenen Dachbleche mit den Dachspriegeln und unter sich durch Querschweissnähte verschweisst.
Selbstverständlich werden diese Dachbleche auch mit den Seitenwänden verschweisst, wo durch wiederum unerwünschte Längsschweiss nähte entstehen. Wie schon erwähnt, treten bei derartigen, in Richtung der Wagenlängs- achse verlaufenden Schweissnähten grosse Schrumpfungen auf, die den Wagenkasten einem sehr starken Verzug unterwerfen. Da durch entstehen Deformationen und Verkür zungen des Wagenkastens, wodurch die Mass haltigkeit nicht mehr gewährleistet ist.
Zur Erreichung eines masshaltigen Wagenkastens müssen daher die Konstruktionsteile stets mit einer Schrumpfzugabe versehen werden, wel- ehe je nach der vorgeschriebenen Grösse und Art der Schweissnaht -Lind den daran beteilig ten Materialstärken verschieden dimensioniert werden muss. Es ist selbstverständlich, dass diese Bauart sehr kostspielig ist und von vielen Zufällen abhängt. Eine Verbesserung lässt sich nur dadurch erzielen, dass man Anzahl und Länge der Längsschweissnähte nach Möglichkeit reduziert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Fahr zeugkastens für Schienenfahrzeuge in Leicht stahlbauart aus vorfabrizierten Einzelteilen, sowie ein nach diesem Verfahren hergestellter Fahrzeugkasten. Dabei versteht man unter Leichtstahlbauart eine selbsttragende Kasten konstruktion mit grösstmöglicher Gewichts ersparnis.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass an ein Unter gestell, welches mit ringförmigen, die Quer sehnittsunirisse bildenden Spanten versehen ist, Endteile, sowie eine Anzahl Seitenteile längs der Spanten aneinander und an diese derart aufgeschweisst werden, dass nurmehr am Dachscheitel eine durchgehend verlaufende Längsschweissnaht entsteht, wobei die genann ten Einzelteile je masshaltig als Ganzes vor fabriziert werden.
In der beiliegenden Zeichnung ist. der bei spielsweise Aufbau des Kastens schematisch dargestellt. und zwar zeigt Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, Fig. 2 eine als Ganzes erstellte Wagen endpartie, Fig. 3 eine Aussenansicht einer vorfabri zierten Kastenpartie speziell für den Wagen eingang und Fig. 4- ein als Ganzes vorfabriziertes Sei tenwand- und Dachblech mit Fensterausspa rung.
Der .Kastenaufbau sieht folgende Kon struktionselemente vor Für die Formgebung und Aussteifung der Blechverschalung sind Spanten 6 vorgesehen, welche jeweils in der Mitte der Fenstersäulen 7 angeordnet sind und bogenförmig über den ganzen Wagenquerschnitt verlaufen. Diese Spanten 6 bilden zusammen mit den Querträ gern 3 des Untergestelles 1 geschlossene, ring förmig e Gebilde. Im Dachscheitel und über den Fenstern sind Längsversteifungen 8 bzw. 9 angeordnet. Das Untergestell 1 und die er wähnten Spanten 6 werden genau zeichnungs gemäss hergestellt und montiert. Zugaben für längsverlaufende Schweissungen müssen nicht vorgesehen werden.
Das Untergestell 1. wird genau horizontal ausgerichtet und die Sparr- ten 6 senkrecht dazu angeordnet.
Auf diese Spanten 6 werden die Seiten. wand- und Dachbleche 10 aufgelegt. Diese sind so vorbereitet, dass sie vom Untergestell 1. bis zum Dachscheitel 8 reichen. Dadurch müssen nur die durchlaufenden Quernähte auf den Spanten 6, sowie die im Dachscheitel 8 verlaufende Längsnaht ausgeführt werden. Die Verbindung der Seitenwandteile 10 resp. Endteile 14 mit dem Untergestell 1 geschieht ausser durch die Spanten 6 durch eine unter brochene Längsschweissnaht zwischen den äussersten Lamellen? des Fussbodens mit den näehstgele-enen Aussteifungen 11 der Seiten wandteile respektive Endteile.
Auf der Innen seite der Seitenwand- und Daehbleehe 10 sind alle aus Festigkeitsgründen notwendigen Aus steifungen<B>11</B> mittels Punktschweissung be festigt., In gleicher Weise wird mit den Wand partien 12 der Einstiege 1<B>3</B> und finit den im allgemeinen einen Einzug aufweisenden, das heisst koniseli verlaufenden Endpartien 14 des Kastens verfahren. Auch diese Teile werden mit allen notwendigen Aussteifungen und Be festigungsmöglichkeiten als Einzelteile vor fabriziert, so dass sich die Vereinigung der selben mit. den übrigen Kastenteilen zur Hauptsache auf die vorerwähnten Quer schweissnähte beschränkt..
Der Zusammenbau dieser Konstruktion er folgt nun derart, dass am Untergestell 1 vor erst die gleichzeitig auch als Dachspriegel aus gebildeten Kastenspanten 6 aufgestellt wer den. Der übliche Dachrahmen wird hier durch horizontale Spanten 9 ersetzt, welche noch zwischen den Kastenspanten 6 angeordnete Dachspriegel aufnehmen. Im Dachscheitel ist ebenfalls eine Längsversteifung 8 angebracht, welche die Dachspriegel verbindet. Das rohe Kastengerippe ist. nun so weit hergestellt, dass die als Ganzes vorbereiteten Stirnwand partien 14 und die einzelnen Seitenwandbleehe 10 daran befestigt werden können. Letztere weisen dabei immer die Breite auf, welche dem Abstand der entsprechenden Kastenspan ten entspricht.
Ferner sind sie derart ausge bildet, dass der untere Teil den Langträger des Untergestelles ersetzt und dass sie oben bis zum Dachscheitel geführt werden. Die Längs- und übrigen Versteifungen der Seitenwand partien können bei der Herstellung jeder ein selnen Partie unabhängig von der Montage arbeit angebracht werden. Auf gleiche Art. werden auch die Ein- und Ausgangspartien hergestellt, wobei im Untergestell die entspre chenden Aussparungen und Befestigungsteile vorgesehen sind.
Die Stossstellen der einzelnen Wandpartien kommen immer auf eine Kastenspante zu lie gen, so dass mit einem geeigneten Schweissver fahren je zwei aneinanderstossende Seiten wandbleche und ein Kastenspant in einem Ar beitsgang miteinander verschweisst werden können.
Die ganze Konstruktion weist zum grössten Teil nur noch Querschweissnähte und nur eine einzige durchgehende Längsschweissnaht am Dachscheitel auf. Dadurch ist ein masshaltiger Kastenaufbau und selbstverständlich auch eine einfachere Bauart ermöglicht worden. Alle Einzelteile können masshaltig vorbereitet werden.
Bei den bekannten Ausführungen sind. die Seitenwände durch durchgehende Längs schweissnähte mit dem Untergestell ver- bunden. Die durch diese Längsschweissnähte bewirkten. Schrumpfungen haben eine leichte Wellung der Seitenwände zur Folge. Auf den mit Emailfarbe glanzgestrichenen Seiten wänden ergeben diese Wellungen unschöne Spiegelungen: Beim erfindungsgemässen Kasten fällt die ser Nachteil weg, da die einzige durchgehende Längsschweissnaht sich im Dachscheitel befin det; das Dach in weitaus den meisten Fällen nur mit einem nichtglänzenden Schutzanstrich versehen.
Process for the production of a vehicle body for rail vehicles and vehicle body produced according to this process. Vehicle bodies for rail vehicles are basically produced in two designs. The one, older construction includes a load-bearing underframe, which absorbs all external forces, and an attached car body, mainly made of wood with screwed-on sheet metal cladding. The newer design consists of a load-bearing, tubular sheet metal construction made of light metal or steel, in the latter case the so-called light steel construction, which is formed so that the whole box is involved in the transfer of forces.
With this construction it can be seen that the buffers and tensile forces mainly act on the construction parts lying under the floor, i.e. on the underframe, so that the construction is subject to strong, eccentric forces. This fact has led to the fact that an underframe is provided which can absorb the predominant proportions of the buffer and tensile forces, but is not resistant to bending. The side walls and the roof, which are combined with the underframe to form a load-bearing whole, take over the bending forces resulting from the vertical load.
The previous structure of the last-mentioned version is generally as follows: The underframe is prepared as a whole and usually consists of the two head pieces and the required longitudinal and transverse beams, with the lateral, bent longitudinal beams at the same time form the lowest part of the Seitenwandver cladding. The actual side walls are also pre-fabricated as a whole by first welding the car body pillars with the roof frame and all stiffeners and backings to form a rib, to which the individual side wall panels are then welded. These side walls extend from the upper edge of the solebar up to and including the upper edge of the roof frame. The forehead wall sections prepared as a whole are manufactured using the same process.
When the undercarriage is put together with the side walls and front wall sections, external longitudinal welds are created at the dividing points, which extend over the entire length of the car and cause large shrinkage. The separation points are here all on the upper edge of the lateral solebar and the head pieces, i.e. all on the upper edge of the underframe. As soon as the front wall sections and the side walls on the subframe are erected, the roof bows are individually welded to the roof frame. The pre-bent roof panels are then welded to the roof bows and below them by means of transverse welds.
Of course, these roof panels are also welded to the side walls, which in turn results in undesirable longitudinal welds. As already mentioned, in the case of such weld seams running in the direction of the longitudinal axis of the car, large shrinkages occur, which subject the car body to a very strong distortion. This causes deformations and shortening of the car body, which means that the dimensional accuracy is no longer guaranteed.
In order to achieve a dimensionally stable car body, the structural parts must therefore always be provided with a shrink allowance, which must be dimensioned differently depending on the prescribed size and type of weld seam and the material thicknesses involved. It goes without saying that this type of construction is very expensive and depends on many coincidences. An improvement can only be achieved by reducing the number and length of the longitudinal weld seams if possible.
The present invention relates to a method for producing a vehicle box for rail vehicles in light steel construction from prefabricated individual parts, as well as a vehicle box produced by this method. Here, lightweight steel construction is a self-supporting box construction with the greatest possible weight savings.
The method according to the invention is characterized in that end parts and a number of side parts along the ribs are welded to one another along the ribs in such a way that only one continuous longitudinal weld seam is left on the apex of the roof arises, whereby the named individual parts are each prefabricated as a whole.
In the accompanying drawing is. in the example of the structure of the box shown schematically. namely Fig. 1 shows a perspective view, Fig. 2 shows a car end section created as a whole, Fig. 3 shows an exterior view of a prefabricated box section specially for the car entrance and Fig. 4- a whole prefabricated side wall and roof plate with window opening tion.
The box structure provides the following construction elements for the shaping and stiffening of the sheet metal cladding, ribs 6 are provided, which are each arranged in the middle of the window pillars 7 and extend in an arc over the entire cross-section of the car. These frames 6 form together with the Querträ like 3 of the underframe 1 closed, ring-shaped e structures. Longitudinal reinforcements 8 and 9 are arranged in the apex of the roof and above the windows. The underframe 1 and the frames he mentioned 6 are made and assembled exactly according to the drawing. Allowances for longitudinal welds do not have to be provided.
The underframe 1. is aligned exactly horizontally and the rafters 6 are arranged perpendicular to it.
On these frames 6 are the sides. wall and roof plates 10 placed. These are prepared in such a way that they extend from the underframe 1 to the top of the roof 8. As a result, only the continuous transverse seams on the frames 6 and the longitudinal seam running in the roof apex 8 have to be carried out. The connection of the side wall parts 10, respectively. End parts 14 with the underframe 1 is done except through the frames 6 through an interrupted longitudinal weld seam between the outermost slats? of the floor with the next stiffeners 11 of the side wall parts or end parts.
On the inside of the side wall and Daehbleehe 10, all of the stiffening elements <B> 11 </B> required for strength reasons are fastened by means of spot welding. In the same way, the wall parts 12 of the entrances 1 <B> 3 </ B > and finite the generally indented end portions 14 of the box, that is to say conical end portions 14. These parts are also pre-fabricated as individual parts with all the necessary reinforcements and fastening options, so that the same can be combined with. the rest of the box parts are mainly limited to the aforementioned cross weld seams ..
The assembly of this construction he now follows in such a way that on the underframe 1 before only the box frames 6 formed at the same time as a roof bow from who are placed. The usual roof frame is replaced here by horizontal ribs 9, which still accommodate roof bows arranged between the box ribs 6. A longitudinal stiffener 8 is also attached in the roof apex, which connects the roof bow. The raw box skeleton is. now made so far that the end wall parts 14 prepared as a whole and the individual side wall plates 10 can be attached to it. The latter always have the width that corresponds to the distance between the corresponding Kastenspan th.
Furthermore, they are designed in such a way that the lower part replaces the longitudinal girder of the underframe and that they are guided up to the top of the roof. The longitudinal and other stiffeners of the side wall parts can be attached to the production of each individual part regardless of the assembly work. In the same way. The input and output parts are made, with the corresponding recesses and fasteners are provided in the base.
The joints of the individual wall sections always come to lie on a box frame, so that using a suitable welding process, two abutting side wall panels and a box frame can be welded together in one work step.
For the most part, the entire construction only has transverse weld seams and only a single continuous longitudinal weld seam on the roof apex. This enables a dimensionally stable box structure and, of course, a simpler design. All individual parts can be prepared to size.
In the known designs are. the side walls are connected to the underframe by continuous longitudinal weld seams. The caused by these longitudinal welds. Shrinkage results in a slight corrugation of the side walls. On the side walls coated with a glossy enamel paint, these corrugations result in unsightly reflections: In the case of the box according to the invention, this disadvantage does not apply, since the only continuous longitudinal weld seam is in the apex of the roof; in the vast majority of cases, the roof is only given a non-glossy protective coating.