DE102007035771A1 - Carriage body for rail vehicle in steel construction, has carrying structure where surface of carrying structure is formed from sandwich structure - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug in Stahlbauweise mit einer Tragstruktur und mit einer Sandwich-Struktur.The The invention relates to a car body for a rail vehicle in steel construction with a supporting structure and with a sandwich structure.
Wagenkästen
für Schienenfahrzeuge (Lokomotiven, Triebwagen, Waggons
etc.) bestehen in konventioneller Bauweise aus einem Untergestell
in Stahlbauweise, welches einen Aufbau trägt, der durch
eine tragende Stahlgerüst-Konstruktion gebildet ist. Diese
Stahlgerüst-Konstruktion trägt wiederum Flächenbauteile,
welche die Außenhaut der Karosserie bilden. Solche Flächenbauteile
sind beispielsweise aus dem europäischen Patent
Die
Wagenkästen von Waggons, die für die Personenbeförderung
bestimmt sind, sind auf der Innenseite mit einer Schale aus Kunststoff
oder einem nicht-metallischen Verbundmaterial (Pressmaterial) verkleidet.
Aus Gründen des Wärme- und Schallschutzes wird
dabei der Zwischenraum zwischen dieser Innen-Schale und der Außenhaut
mit einem Isoliermaterial verfüllt, beispielsweise Dämmwolle
oder Polystyrol. Alternativ zu diesem Aufbau werden heutzutage die
Seitenwände von Wagenkästen aus Stahlprofilen
aufgebaut, die mit Sandwich-Platten bekleidet bzw. ausgefacht sind.
Solche Sandwich-Platten werden beispielsweise kostengünstig
durch das Vakuum-Sackverfahren hergestellt; eine solche Sandwich-Platte
und das Herstellungsverfahren sind beispielsweise in der internationalen
Patentanmeldung
Die Herstellung der vorgenannten Wagenkästen mit Sandwich-Platten ist mit einigen Problemen bzw. technischen Herausforderungen verbunden. So muss die Grundkonstruktion der Seitenwände, die aus Stahlprofilen besteht, derart konstruiert sein, dass an allen erforderlichen Krafteinleitungsstellen (Sitzbefestigungen, Gepäckablagen, Trennwände etc.) ein entsprechender Träger vorhanden ist, um die einzuleitenden Kräfte aufzunehmen. Ein weiters Problem besteht darin, dass Sandwich-Platten i. d. R. aus einer verklebten Struktur bestehen, d. h., dass zwischen zwei (metallischen) Deckschichten eine Dämmschicht angeordnet ist, welche mit einem Klebstoff (beispielsweise auf Epoxydharzbasis) mit diesen Deckschichten verklebt ist. Diese Dämmschicht bzw. der verwendete Klebstoff ist wärmeempfindlich, so dass beim Verschweißen der Sandwich-Platten mit der Grundkonstruktion eine Beschädigung der Sandwich-Strukturen aufgrund des Wärmeeintrages auftreten kann. Ein weiteres Problem besteht darin, dass die Traggestelle (Untergestelle) von Wagenkästen in der Regel vor der abschließenden Montage der Seitenwände und der Dachstrukturen vorgesprengt werden, d. h., dass vor der Montage dieser Strukturen eine Biegung in das Traggestell eingebracht wird, die durch das eigene Gewicht der Seitenwände, der Dachstruktur und anderer Bauteile, sowie der Nutzlast, wiederum kompensiert wird. Dies führt dazu, dass bei der Montage des Wagenkastens Toleranzen berücksichtigt und ausgeglichen werden müssen.The Production of the aforementioned car bodies with sandwich panels is associated with some problems or technical challenges. So, the basic construction of the side walls, which must be Steel profiles consists of being constructed so that at all required Force application points (seat attachments, luggage racks, Partitions, etc.) a corresponding carrier is present, to absorb the forces to be initiated. Another problem is that sandwich panels i. d. R. from a glued Structure, d. h., that between two (metallic) outer layers one Insulating layer is arranged, which with an adhesive (For example, based on epoxy resin) glued to these layers is. This insulation layer or the adhesive used is heat sensitive, so that when welding the Sandwich panels with the basic construction damage the sandwich structures due to the heat input occur can. Another problem is that the carrying frames (Frames) of car bodies usually before the final Assembly of the side walls and roof structures pre-blown be, d. h., that before mounting these structures a bend is introduced into the support frame, by its own weight the side walls, the roof structure and other components, as well the payload, in turn, is compensated. This leads to, that takes into account tolerances during assembly of the car body and have to be balanced.
Es ist also eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und montagefreundliche Konstruktionsweise für Wagenkästen mit Sandwich-Strukturen anzugeben.It So is an object of the present invention, a simple and easy-to-assemble design for car bodies specify with sandwich structures.
Die Aufgabe wird durch einen Wagenkasten gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.The Task is by a car body according to the Claim 1 solved.
Die Lösung der Aufgabe sieht dabei einen Wagenkasten für ein Schienenfahrzeug in Stahlbauweise vor, mit einer Tragstruktur, wobei die Fläche der Tragstruktur aus einer Sandwich-Struktur gebildet ist, und wobei die Tragstruktur an zumindest einer Kante ein Anschlussprofil mit einem Schiebesitz aufweist. Durch den Einsatz einer Tragstruktur, die "selbsttragend" alle erforderlichen Kräfte aufnimmt bzw. weiterleitet, entfällt das Erfordernis, eine tragende Struktur aus Stahl- oder Aluminiumprofilen zu erstellen, die danach mit Sandwich-Strukturen zu verkleiden ist. Dadurch vereinfacht sich der Aufbau des Wagenkastens im Aufbaustand (Montagezustand). Durch die Verwendung der "selbsttragenden" Tragstruktur wird Platz im inneren der Wagenkastens gewonnen, da keine "Unterkonstruktion" benötigt wird.The Solution of the task sees a car body for a railway vehicle in steel construction, with a supporting structure, wherein the surface of the support structure of a sandwich structure is formed, and wherein the support structure on at least one edge has a connection profile with a sliding seat. Because of the engagement a supporting structure, the "self-supporting" all the necessary forces absorbs or forwards, the requirement, a load-bearing structure made of steel or aluminum profiles, which is then to disguise with sandwich structures. Simplified The structure of the car body in the body state (mounting state). By the use of the "self - supporting" support structure will take place in inside the car body won, since no "substructure" is needed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Wagenkastens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.advantageous Embodiments of the carbody according to the invention are given in the dependent claims.
Der Aufbau des Wagenkastens vereinfacht sich insbesondere dann, wenn ein komplettes Element einer Seitenwand oder eines Dachelementes aus einer solchen Tragstruktur gebildet wird, wobei die Seitenwand vorzugsweise einteilig vom Traggestell ("Fußboden") bis zur Dachstruktur reicht, und die Dachstruktur einteilig von der linken Seite des Wagenkastens bis zur rechten Seite des Wagenkastens spannt.Of the Structure of the car body simplifies in particular when a complete element of a side wall or a roof element Such a support structure is formed, wherein the side wall is preferably one-piece from the supporting frame ("floor") to the roof structure ranges, and the roof structure in one piece from the left side of the Car body tensioned to the right side of the car body.
Das Anschlussprofil ist vorteilhaft mit der Sandwich-Struktur verklebt, wodurch im Gegensatz zu der Alternative "Verschweißen" ein schädlicher Wärmeeintrag in den Kern der Sandwich-Struktur vermieden wird. An Stellen, die eine besonders hohe Festigkeit erfordern, kann alternativ oder zusätzlich jedoch auch das Anschlussprofil mit den Deckhäuten der Sandwich-Struktur verschweißt werden, wozu vorzugsweise Schweißverfahren mit geringem Wärmeeintrag verwendet werden.The Connection profile is advantageously glued to the sandwich structure, whereby contrary to the alternative "welding" a harmful heat input into the core of the sandwich structure avoided becomes. In places that require a particularly high strength, However, alternatively or additionally, the connection profile welded to the skins of the sandwich structure which preferably involves low-profile welding Heat input can be used.
Die Fertigung des Wagenkastens wird erleichtert, wenn das Anschlussprofil sowohl an einer Innenseite des Wagenkastens als auch an einer Außenseite des Wagenkastens als Schiebesitz ausgebildet ist. Dabei ist der Schiebesitz vorzugsweise so dimensioniert, dass dieser zur Bildung eines Toleranzausgleichs bei der Montage der Tragstruktur auf einem vorgesprengten Untergestell (Traggestell) des Wagenkastens ausgebildet ist. Dadurch wird ein Verzug der Tragstruktur bei der Montage vermieden.The production of the car body is facilitated if the connection profile both on a Inside the car body as well as on an outer side of the car body is designed as a sliding seat. In this case, the sliding seat is preferably dimensioned so that it is formed to form a tolerance compensation during assembly of the support structure on a blasted underframe (support frame) of the car body. As a result, a delay of the support structure is avoided during assembly.
Eine feste und gleichzeitig dichte Fügung der Tragstruktur ergibt sich, indem das Anschlussprofil zum Verschweißen der Tragstruktur mit einer benachbarten Struktur ausgebildet ist. Dabei ist das Anschlussprofil vorteilhaft derart ausgestaltet, dass die Schweißstelle oder die Schweißstellen einen Mindestabstand zu der Verklebung des Anschlussprofils mit der Sandwich-Struktur und/oder zu dem Kern der Sandwich-Struktur aufweist. Dieser Mindestabstand sollte je nach eingesetztem Schweißverfahren und je nach eingesetzten Materialstärken mindestens 10 mm betragen, besser noch mindestens 15 mm. Die beste Festigkeit ergibt sich, wenn die Tragstruktur mittels zumindest einer durchgehenden Schweißnaht mit der benachbarten Struktur gefügt ist, wobei im Falle nur einer durchgehenden Schweißnaht diese vorzugsweise an der Außenseite des Wagenkastens verwendet werden soll.A solid and at the same time dense joining of the supporting structure results itself by the connection profile for welding the support structure is formed with an adjacent structure. Here is the connection profile advantageously configured such that the weld or the welds a minimum distance to the bond the connection profile with the sandwich structure and / or to the core having the sandwich structure. This minimum distance should ever after the welding process and depending on the used Material thicknesses at least 10 mm, better yet at least 15 mm. The best strength results when the support structure by means of at least one continuous weld with the adjacent Structure is added, in the case of only one continuous Weld this preferably on the outside of the car body should be used.
Ein besonders fester und kostengünstiger Aufbau des Wagenkastens kann erreicht werden, wenn die Deckhäute der Sandwich-Struktur und das Anschlussprofil der Tragstruktur aus Stahl gefertigt sind.One particularly solid and cost-effective construction of the car body can be achieved when the skins of the sandwich structure and the connection profile of the support structure are made of steel.
Eine einfache und sichere Befestigung von Montageteilen (Sitze, Gepäckablagen, Trennwände etc.) ergibt sich, wenn die Fläche der Sandwich-Struktur zumindest ein Einlegeteil oder Aufsatzteil zur Krafteinleitung aufweist. Dadurch können Kräfte großflächig in die Tragstruktur eingeleitet werden, so dass ein Ausreißen oder ein Verzug durch die eingeleiteten Kräfte vermieden werden kann.A easy and secure attachment of mounting parts (seats, luggage racks, Partitions, etc.) results when the area the sandwich structure at least one insert or attachment for force introduction has. This can be forces be initiated over a large area in the support structure, so that a tearing or delay caused by the Forces can be avoided.
Ausführungsbeispiele für einen erfindungsgemäßen Wagenkasten sind nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert.embodiments for a carbody according to the invention are explained below with reference to the drawings.
Dabei zeigt:there shows:
In
den
In
der
In
den
Der
in der
Bei
der hier vorgestellten Technologie werden Sandwich-Strukturen bzw.
Sandwich-Platten nicht zur Bekleidung eines "konventionellen" Traggestells
verwendet, sondern bilden in sich tragende Strukturen. Der Innenausbau
eines Wagenkastens, beispielsweise bestehend aus Sitzen, Gepäckablagen,
Zwischenwänden etc., wird dabei an diese tragenden Strukturen
angebunden. Dies wird erfindungsgemäß bereits
bei der Konstruktion der Tragstrukturen, insbesondere der Seitenwände
bzw. Seitenwand-Elemente, berücksichtigt. Dazu werden in
die Tragstrukturen entsprechende Befestigungselemente integriert,
bzw. an diese angebunden, die in den
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 0784522 B1 [0002] EP 0784522 B1 [0002]
- - WO 02/058926 A1 [0003] WO 02/058926 A1 [0003]
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- 2007-07-27 DE DE200710035771 patent/DE102007035771A1/en not_active Withdrawn
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