DE102013112152A1

DE102013112152A1 - Fahrzeug und Wagenkasten für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102013112152A1
Application number: DE201310112152
Authority: DE
Inventors: David Krüger; Gerhard Kopp; Jens König; Michael Zimmermann
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2013-11-05
Filing date: 2013-11-05
Publication date: 2015-05-07

Abstract

Um einen Wagenkasten für ein Fahrzeug, insbesondere für ein schienengebundenes Fahrzeug, umfassend ein Rahmentragwerk mit mindestens einem sich in einer Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Längsträger und mindestens einem sich mindestens abschnittsweise quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Querträger, möglichst leicht, stabil und einfach herstellen zu können, wird vorgeschlagen, dass mindestens einer der Längsträger mindestens eine Querträgeraufnahme aufweist und dass der mindestens eine Querträger in die mindestens eine Querträgeraufnahme eingreift. Ferner wird ein verbessertes Fahrzeug vorgeschlagen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wagenkasten für ein Fahrzeug, insbesondere für ein schienengebundenes Fahrzeug, umfassend ein Rahmentragwerk mit mindestens einem sich in einer Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Längsträger und mindestens einem sich mindestens abschnittsweise quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Querträger.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug umfassend eine Fahrwerkseinheit mit einem Fahrwerk und einen auf der Fahrwerkseinheit angeordneten Wagenkasten.
Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge werden bekanntermaßen nach heutigem Stand in Serie produziert. Die Produktion ist dabei auf relativ schwere Bauweisen angewiesen. Bekannt ist die Ausbildung von Wagenkästen aus Stahl in Differentialbauweise und aus Aluminium in Integralbauweise. Bei der Stahl-Differentifferentialbauweise werden einfache Stahlprofile zugeschnitten und danach zusammengeschweißt. Diese Vorgehensweise hat sich schon seit langem als Standardbauweise etabliert.
Mittlerweile ist es jedoch auch möglich, verhältnismäßig leichte Wagenkästen in dieser Bauweise herzustellen. Allerdings ist die Ausbildung derartiger Wagenkästen nach wie vor zeitintensiv und erfordert viele Arbeitsschritte.
Alternativ werden bei der Aluminium-Integralbauweise, die sich in den letzten 20 Jahren als Kompromiss durchgesetzt hat, und zwar als Kompromiss aus Leichtbau und Herstellungskosten, komplexe, hochintegrierte Strangpressprofile zusammen geschweißt. Zwar sind die Kosten des Ausgangsmaterials im Vergleicht zur Stahl-Differentialbauweise deutlich höher, jedoch ist beim Aufbau der Wagenkästen ein deutlich reduzierter Arbeitsaufwand erforderlich, welcher die Materialkosten in etwa kompensiert.
Nachteilig bei der Aluminium-Integralbauweise ist jedoch, dass die Profile in dieser Bauweise durchgängig gleich sind, so dass sich nur wenige Möglichkeiten ergeben, um die Struktur, also insbesondere deren Stabilität, zu optimieren. Dies wirkt sich auf den Materialnutzungsgrad in vielen Bereichen des Wagenkastens negativ aus, und zwar mit dem Effekt, dass die Stahl-Differentialbauweise und die Aluminium-Integralbauweise zu ungefähr gleich schweren Wagenkästen führen.
Es wurden auch Wagenkästen in Aluminium-Differentialbauweise hergestellt. Diese sind zwar sehr leicht, aber aufgrund der vielen Teile und des im Vergleich zu Stahl deutlich teureren Aluminiums insgesamt auch erheblich teurer als Wagenkästen in den beiden anderen beschriebenen Bauweisen.
Ausgehend von den beschriebenen Nachteilen beim Bau von Wagenkästen und Fahrzeugen mit den bekannten Techniken ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Wagenkästen und Fahrzeuge möglichst einfach und kostengünstig herstellen zu können.
Diese Aufgabe wird bei einem Wagenkasten der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mindestens einer der Längsträger mindestens eine Querträgeraufnahme aufweist und dass der mindestens eine Querträger in die mindestens eine Querträgeraufnahme eingreift.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ermöglicht es insbesondere, ein Rahmentragwerk auf einfache Weise auszubilden. Ein oder mehrere Längsträger können parallel zur Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet werden, wobei dann einer oder mehrere Querträger in die Querträgeraufnahme beziehungsweise die Querträgeraufnahmen an dem beziehungsweise den Längsträgern eingelegt werden können. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass identische Längsträger verwendet werden können, die sich lediglich durch Zahl und Orientierung der Querträgeraufnahmen unterscheiden. Jeder Querträger selbst kann optional einstückig ausgebildet werden, so dass die Montage des Wagenkastens deutlich vereinfacht wird. Beispielsweise können alle Längsträger in einer Montagevorrichtung fixiert werden und in einem zweiten Schritt die Querträger in die dafür vorgesehenen Querträgeraufnahmen an den Längsträgern eingesetzt werden. In einem nächsten Schritt können dann die Querträger und die Längsträger miteinander dauerhaft verbunden werden. Auf diese Weise ergibt sich ein Rahmentragwerk, bei dem nur so viele und entsprechend relativ zu den Längsträgern verlaufende Querträger verwendet werden, um die gewünschte Stabilität des Wagenkastens zu erreichen. Im Vergleich zur herkömmlichen Aluminium-Integralbauweise verlaufen damit den Wagenkastenträger, sowohl längs als auch Querträger, nur dort, wo sie auch benötigt werden. Anders als bei der Stahl-Differentialbauweise ist die Zahl der insgesamt benötigten Träger beziehungsweise einzelnen Elemente zur Ausbildung des Rahmentragwerks deutlich verringert. Damit reduziert sich die Herstellungszeit im Vergleich zur Stahl-Differentialbauweise signifikant. Der Wagenkasten in dieser Weise lässt sich auf einen Grundrahmen des Fahrzeugs einfach und schnell aufbauen. Zudem ermöglicht es die erfindungsgemäß vorgeschlagene Gestaltung des Wagenkastens, die Längsträger entsprechend des verfügbaren Lichtraums für das Fahrzeug anzuordnen und ausgehend hiervon die Zahl und Orientierung der Querträger zu berechnen und diese dann entsprechend mit den Längsträgern zu verbinden. Insbesondere ermöglicht es die vorgeschlagene Ausgestaltung, den mindestens einen Längsträger und den mindestens einen Querträger so auszubilden, dass der Querträger den Längsträger vollständig durchdringt, beispielsweise dann, wenn die Querträgeraufnahme in Form einer Durchbrechung des Längsträgers ausgebildet ist. Auf diese Weise können seitlich wirkende Kräfte im Bereich der Querträgeraufnahme, die auf den Querträger wirken, durch den Längsträger aufgenommen werden. So kann insbesondere eine Stabilität des Wagenkastens deutlich erhöht werden. Selbst dann, wenn sich eine zusätzliche Verbindung zwischen dem mindestens einen Längsträger und dem mindestens einen Querträger im Bereich der Querträgeraufnahme lösen sollte, beispielsweise eine Schweiß- oder Klebeverbindung, wäre der Querträger noch im beziehungsweise am mindestens einen Längsträger geführt gehalten.
Günstig ist es, wenn der Wagenkasten eine Mehrzahl von Längsträgern und/oder eine Mehrzahl von Querträgern aufweist. Beispielsweise kann die Zahl von Längsträgern in einem Bereich von 1 bis 20 variieren, die Zahl der Querträger in einem Bereich von 1 bis 50, je nach Art und Größe des Fahrzeugs, für das der Wagenkasten benötigt wird.
Um die Stabilität des Rahmentragwerks zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Längsträger mehrere Querträgeraufnahmen aufweist. Dies ermöglicht es, zwei, drei oder mehr Querträger mit einem Längsträger zu verbinden.
Günstig ist es, wenn die mindestens eine Querträgeraufnahme durch Ausschneiden des mindestens einen Längsträgers ausgebildet ist. Insbesondere kann das Ausschneiden durch Laserschneiden erfolgen. Diese Vorgehensweise ermöglicht es, mit Standardlängsträgerprofilen zu arbeiten und die Querträgeraufnahmen nur genau dort auszubilden, wo sie auch benötigt werden. Dies kann beispielsweise mit einer Rohrlaserschneidanlage erfolgen.
Um die gewünschte Stabilität des Wagenkastens zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Längsträger und der mindestens eine Querträger kraft-, stoff- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Insbesondere können sie verklebt, verschweißt, vernietet und/oder verschraubt werden. Diese Aufzählung ist jedoch nicht abschließend. Alle dem Fachmann geläufigen Verbindungsverfahren können zum Einsatz kommen.
Die Herstellung des Wagenkastens vereinfacht sich weiter, wenn die Längsträger parallel zueinander verlaufen. Insbesondere lassen sich so auf einfache Weise schienengebundene Fahrzeuge, beispielsweise Waggons, ausbilden.
Ferner ist es günstig, wenn der Wagenkasten ein erstes und ein zweites Wagenkastenende aufweist.
Die Stabilität des Wagenkastens lässt sich auf einfache Weise dadurch erhöhen, wenn sich der mindestens eine Längsträger durchgehend vom ersten zum zweiten Wagenkastenende erstreckt oder im Wesentlichen vom ersten zum zweiten Wagenkastenende erstreckt. Insbesondere können sich mindestens ein Teil der Längsträger, wo mehrere vorgesehen sind, oder auch alle Längsträger, vom ersten zum zweiten Wagenkastenende beziehungsweise im Wesentlichen vom ersten zum zweiten Wagenkastenende erstrecken.
Vorteilhaft ist es, wenn der Wagenkasten mindestens einen in sich geschlossenen Ringträger, welcher im Bereich eines der beiden Wagenkastenenden angeordnet oder ausgebildet ist oder das eine Wagenkastenende bildet. Selbstverständlich können auch zwei, drei oder mehrere derartige Ringträger vorgesehen sein, die die Wagenkastenenden bilden beziehungsweise in deren Endbereich angeordnet sind. Insbesondere können die Ringträger, die auch als Endringe bezeichnet werden können, als Teil einer Montageeinrichtung für den Wagenkasten genutzt werden.
Ein besonders stabiler Wagenkasten kann erhalten werden, wenn mindestens ein freies Ende des mindestens einen Längsträgers mit dem mindestens einen Ringträger in Eingriff steht. Beispielsweise können am Ringträger Aufnahmen für die freien Enden der Längsträger ausgebildet sein. Vorzugsweise sind diese an ein Profil des Längsträgers angepasst, so dass optional ein formschlüssiges Eingreifen der freien Enden des Längsträgers in entsprechende Aufnahmen am Ringträger möglich ist. Die Aufnahmen können beispielsweise sacklochartig sein oder aber auch ganz oder teilweise in einer Richtung vom Wagenkasten weg weisend geöffnet sein. Denkbar ist es auch, die Aufnahmen für die freien Enden der Längsträger in Form einer vom Wagenkasten seitlich weg weisenden Nut auszubilden.
Günstig ist es, wenn der der mindestens eine Ringträger mindestens eine Längsträgeraufnahme aufweist und wenn in die mindestens eine Längsträgeraufnahme ein freies Ende des mindestens einen Längsträgers eingreift. Beispielsweise kann die Längsträgeraufnahme derart ausgebildet sei, dass das freie Ende des mindestens einen Längsträgers formschlüssig in diese eingreifen kann. So kann insbesondere eine Verwindungssteifigkeit des Wagenkastens verbessert werden.
Besonders einfach herstellen lässt sich der Wagenkasten, wenn der mindestens eine Querträger rohrförmig ausgebildet ist und mindestens zwei gegeneinander abgewinkelte Querträgerabschnitte aufweist. Ein solcher Querträger kann beispielsweise durch Biegen, zum Beispiel mit einer CNC-Biegemaschine, aus einem Rohr geformt werden. Ist das Rohr im Querschnitt nicht rund, können auch geradlinige Abschnitte zu einem Querträger verbunden werden, beispielsweise durch Schweißen. Durch die abgewinkelten Querträgerabschnitte, dies können zwei, drei, vier oder noch mehr Querträgerabschnitte sein, kann der Querträger an eine Kontur des Wagenkastens angepasst werden, so dass er insbesondere komplett innerhalb einer äußeren Wand des Wagenkastens verlaufen kann.
Günstigerweise weist der mindestens eine Querträger einen kreisförmigen oder vieleckigen Querschnitt auf. Insbesondere Querträger mit kreisförmigem Querschnitt weisen eine gewisse Grundstabilität auf und können zudem auf einfache Weise gebogen werden. Die Ausbildung eines Querträgers mit gegeneinander abgewinkelten Querträgerabschnitten bei einem vieleckigen Querschnitt des Querträgers ist komplizierter, da ein einfaches Biegen in der Regel nicht möglich ist. Gegeneinander abgewinkelte Querträgerabschnitte müssen dann separat zugeschnitten und miteinander verbunden werden. Dies kann insbesondere durch Schweißen, Nieten oder Schrauben erfolgen.
Um die Stabilität des Wagenkastens weiter zu erhöhen ist es vorteilhaft, wenn der mindestens eine Querträger einstückig ausgebildet und durch Biegen hergestellt ist. Insbesondere kann der Querträger durch Biegen mit einer CNC-Biegemaschine in die gewünschte Form gebracht werden.
Die Konstruktion des Wagenkastens lässt sich weiter vereinfachen, wenn der mindestens eine Querträger spiegelsymmetrisch zu einer sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Spiegelebene ausgebildet ist. So lässt sich insbesondere auch ein spiegelsymmetrisches Rahmentragwerk ausbilden.
Um eine Stabilität des Wagenkastens weiter zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn die mindestens eine Querträgeraufnahme in Form einer Durchbrechung ausgebildet ist, welche eine sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Durchbrechungslängsachse definiert. Insbesondere kann ein zwischen der Durchbrechungslängsachse und der Fahrzeuglängsrichtung eingeschlossener Winkel in einem Bereich von 0° bis 90° liegen.
Ein besonders einfacher Aufbau des Wagenkastens lässt sich realisieren, wenn die mindestens eine Querträgeraufnahme vom Wagenkasten nach außen weg weisend geöffnet ist. Der Wagenkasten kann dann ausgebildet werden durch Anordnen der Längsträger mittels beispielsweise einer Montagevorrichtung und anschließendem Einlegen der Querträger in die Querträgeraufnahme beziehungsweise die Querträgeraufnahmen der Längsträger von außen.
Um eine gewünschte Stabilität in Fahrzeuglängsrichtung zu erreichen, ist es günstig wenn der mindestens eine Längsträger in Form eines durchgehenden Profilträgers ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Längsträger ein im Querschnitt T- oder Doppel-T-förmiges Profil aufweisen. Vorzugsweise ist der Profilträger hohl. So kann bei gleicher Stabilität das Gewicht des Wagenkastens weiter reduziert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Längsträger zweiteilig ausgebildet ist und einen Innenlängsträger und einen mit diesem verbundenen Außenlängsträger umfasst. Diese Ausgestaltung hat mehrere Vorteile. So vereinfacht sie insbesondere die Montage. Beispielsweise können die Innenlängsträger des Wagenkastens mit Hilfe einer Montagevorrichtung in gewünschter Weise angeordnet werden. In einem nächsten Schritt können dann die Querträger in Querträgeraufnahmen an den Innenlängsträgern eingelegt werden. In einem dritten Schritt können dann die Außenlängsträger mit den Innenlängsträgern verbunden werden zur Ausbildung der Längsträger. Diese Vorgehensweise ermöglicht es insbesondere, den Wagenkasten von innen nach außen aufzubauen.
Vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Querträgeraufnahme am Innenlängsträger und/oder am Außenlängsträger ausgebildet ist. Die mindestens eine Querträgeraufnahme kann also entweder nur an einem Innenlängsträger, nur am Außenlängsträger oder auch an beiden ausgebildet sein. Die Ausbildung an beiden Längsträgern hat den Vorteil, dass so insbesondere Querträger mit kreisförmigem Querschnitt einfach und sicher formschlüssig in eine Querträgeraufnahme eingelegt werden können. Vorzugsweise ist dann die mindestens eine Querträgeraufnahme jeweils als halbzylindrische Ausnehmung sowohl am Innenlängsträger als auch am Außenlängsträger ausgebildet.
Um die Stabilität des Wagenkastens weiter zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn der Innenlängsträger und der Außenlängsträger kraft-, stoff- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Beispielsweise kann dies durch Verkleben, Verschweißen, Vernieten und/oder Verschrauben erreicht werden.
Günstigerweise ist die Durchbrechung sowohl vom Innenlängsträger als auch vom Außenlängsträger begrenzt. Dies ermöglicht insbesondere eine formschlüssige Aufnahme eines Querträgers, welcher einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Vorteilhaft ist es, wenn der Innenlängsträger eine Innenlängsträgerausnehmung aufweist und wenn der Außenlängsträger eine Außenlängsträgerausnehmung aufweist und wenn die Durchbrechung durch die Innenlängsträgerund Außenlängsträgerausnehmungen ausgebildet ist. Beispielsweise kann so am mindestens einen Längsträger eine im Querschnitt kreisförmige Durchbrechung ausgebildet werden, die sich teilweise im Bereich des Innenlängsträgers und teilweise im Bereich des Außenlängsträgers erstreckt. Der Querträger kann in der Durchbrechung dann seitlich sowohl vom Innenlängsträger als auch vom Außenlängsträger gehalten werden.
Um vorzugsweise eine formschlüssige Aufnahme des Querträgers in der Querträgeraufnahme zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn die Innenlängsträgerausnehmung in Richtung auf die Außenlängsträgerausnehmung hin weisend geöffnet ist und umgekehrt.
Vorzugsweise definiert die mindestens eine Querträgeraufnahme einen Querträgeraufnahmequerschnitt, welcher einem Querschnitt des mindestens einen Querträgers entspricht. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, dass der Querträger formschlüssig in die Querträgeraufnahme aufgenommen werden kann. Dies erhöht die Stabilität des Rahmentragwerks zusätzlich.
Günstigerweise ist mindestens ein freies Ende des mindestens einen Querträgers im Bereich der mindestens einen Querträgeraufnahme angeordnet oder eingesetzt. Mit anderen Worten kann das Rahmentragwerk so konstruiert werden, dass mindestens ein freies Ende eines Querträgers, vorzugsweise beide freien Enden, in eine Querträgeraufnahme eingesetzt oder in einer solchen angeordnet sind. Damit enden innerhalb einer Wand des Wagenkastens freie Enden von Querträgern vorzugsweise nicht zwischen Längsträgern, sondern quasi in diesen, und zwar in den in diesen vorgesehenen Querträgeraufnahmen.
Vorteilhaft ist es, wenn die mindestens eine Querträgeraufnahme in Form eines Sacklochs ausgebildet ist zum Aufnehmen des mindestens einen freien Endes des mindestens einen Querträgers. Dies gestattet es insbesondere, dass sich das freie Ende des mindestens einen Querträgers nicht nur seitlich am mindestens einen Längsträger abstützen kann, sondern zum Beispiel auch an einem Boden des Sacklochs.
Ferner kann der Wagenkasten eine Wagenkastenwand aufweisen, wobei der mindestens eine Längsträger und der mindestens eine Querträger mindestens abschnittsweise, insbesondere vollständig, innerhalb der Wagenkastenwand angeordnet sind. Insbesondere dann, wenn alle Längs- und Querträger innerhalb der Wagenkastenwand angeordnet sind, lässt sich so eine einen Lichtraum maximal ausfüllende Kontur des Wagenkastens erhalten, welche die Ausbildung einer möglichst glatten, stromlinienförmigen Außenfläche des Wagenkastens ermöglicht.
Außerdem ist es vorteilhaft, wenn das Rahmentragwerk mit einer inneren und/oder einer äußeren Beplankung versehen ist, welche eine innere und/oder eine äußere Wandfläche einer Wagenkastenwand bilden. Das Rahmentragwerk lässt sich so auf einfache Weise verkleiden, und zwar sowohl innen als auch außen.
Vorteilhaft ist es, wenn die Beplankung mindestens ein Beplankungselement umfasst, welches mit dem mindestens einen Längsträger kraft- und/oder stoffschlüssig, insbesondere verklebt, verschweißt, vernietet und/oder verschraubt, verbunden ist. So kann einfach und sicher vermieden werden, dass sich die Beplankung beim Einsatz des Fahrzeugs vom Wagenkasten lösen kann.
Um die Montage des Wagenkastens weiter zu erleichtern, ist es günstig, wenn der mindestens eine Längsträger mindestens eine Beplankungsaufnahme aufweist, welche sich parallel zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Die Beplankungsaufnahme ermöglicht es insbesondere, Vorsprünge an einem Beplankungselement ganz oder teilweise aufzunehmen oder zur Aufnahme eines Haltelements zu dienen. Die Beplankungsaufnahme kann insbesondere so ausgebildet sein, dass eine formschlüssige Aufnahme eines Vorsprungs eines Beplankungselements oder eines Halteelements möglich ist.
Auf einfache Weise lässt sich eine innere und/oder eine äußere Beplankung am Wagenkasten anbringen, wenn die mindestens eine Beplankungsaufnahme vom Wagenkasten weg oder in diesen hinein weisend geöffnet ist.
Auf besonders einfache Weise ausbilden lässt sich die mindestens eine Beplankungsaufnahme, wenn sie in Form einer Nut ausgebildet ist. Die Nut kann beispielsweise in die Form des den mindestens eine Längsträger ausbildenden Profilträgers eingearbeitet sein. Beispielsweise weist ein Doppel-T-Träger bereits eine solche Nut auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Beplankung mindestens ein Halteelement umfasst, welches mindestens abschnittsweise mit der mindestens einen Beplankungsaufnahme in Eingriff steht, dass das mindestens eine Halteelement mindestens eine Beplankungselementaufnahme aufweist oder eine solche im Zusammenwirken mit dem mindestens einen Längsträger ausbildet, in welche mindestens eine Beplankungselementaufnahme eine Seitenkante des mindestens einen Beplankungselements mindestens abschnittsweise eingreift. Diese Ausgestaltung, insbesondere das Vorsehen des mindestens einen Halteelements, ermöglicht es, Beplankungselemente schnell und einfach innen und außen am Rahmentragwerk festzulegen. Die Beplankungselemente können dann beispielsweise mit Seitenkanten in entsprechende Beplankungselementaufnahmen eingesetzt werden. Die Beplankungselemente können kraft- und/oder stoffschlüssig mit dem mindestens einen Halteelement verbunden werden, beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Nieten oder Schrauben.
Günstig ist es, wenn die mindestens eine Beplankungselementaufnahme in Form einer sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Nut ausgebildet ist, welche quer zur Fahrzeuglängsrichtung weisend geöffnet ist. So können Beplankungselemente, die Öffnungen des Rahmentragwerks verschließen, direkt in die Beplankungselementaufnahmen mit ihren Seitenkanten oder entsprechenden Vorsprünge eingesetzt werden.
Die Montage sowie die Konstruktion des Wagenkastens vereinfacht sich weiter, wenn die Mehrzahl von Querträgern ohne einander zu überkreuzen angeordnet ist. Dies gestattet es, die Wagenkastenwand so auszubilden, dass ihre Stärke im Wesentlichen durch eine Breite der Längsträger bestimmt ist zuzüglich einer etwaigen inneren und/oder äußeren Beplankung.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird ferner bei einem Fahrzeug der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Wagenkasten in Form eines der oben beschriebenen Wagenkästen ausgebildet ist. Das Fahrzeug weist dann auch die oben im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Wagenkästen beschriebenen Vorteile auf.
Vorzugsweise ist das Fahrzeug in Form eines Luft-, Wasser- oder Landfahrzeugs ausgebildet. Insbesondere kann das Landfahrzeug in Form eines Straßenfahrzeugs oder eines schienengebundenen Fahrzeugs ausgebildet sein.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das schienengebundene Fahrzeug in Form eines Wagons ausgebildet ist. Insbesondere kann es sich dabei um einen Wagon zum Transport von Personen, also einen Personenwagen handeln. Dieser kann beispielsweise auch in Form eines Doppelstockwagens ausgebildet sein. Selbstverständlich kann das Fahrzeug optional auch eine Antriebseinheit umfassen.
Die vorstehende Beschreibung umfasst somit insbesondere die nachfolgend in Form durchnummerierter Sätze definierten Ausführungsformen von Wagenkästen und Fahrzeugen:

1. Wagenkasten (10) für ein Fahrzeug (12), insbesondere für ein schienengebundenes Fahrzeug (14), umfassend ein Rahmentragwerk (18) mit mindestens einem sich in einer Fahrzeuglängsrichtung (20) erstreckenden Längsträger (22) und mindestens einem sich mindestens abschnittsweise quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Querträger (62), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Längsträger (22) mindestens eine Querträgeraufnahme (58) aufweist und dass der mindestens eine Querträger (62) in die mindestens eine Querträgeraufnahme (58) eingreift.
2. Wagenkasten nach Satz 1, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Längsträgern (22) und/oder eine Mehrzahl von Querträgern (62).
3. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Längsträger (22) mehrere Querträgeraufnahmen (58) aufweist.
4. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58) durch Ausschneiden des mindestens einen Längsträgers (22) ausgebildet ist, insbesondere durch Laserschneiden.
5. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Längsträger (22) und der mindestens eine Querträger (62) kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind, insbesondere verklebt, verschweißt, vernietet und/oder verschraubt.
6. Wagenkasten nach einem der Sätze 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (62) parallel zueinander verlaufen.
7. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagenkasten (10) ein erstes und ein zweites Wagenkastenende (24, 26) aufweist.
8. Wagenkasten nach Satz 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mindestens eine Längsträger (22, 22a, 22b, 22c, 22d) durchgehend vom ersten zum zweiten Wagenkastenende (24, 26) erstreckt oder im Wesentlichen vom ersten zum zweiten Wagenkastenende (24, 26) erstreckt.
9. Wagenkasten nach Satz 7 oder 8, gekennzeichnet durch mindestens einen in sich geschlossenen Ringträger (28, 30), welcher im Bereich eines der beiden Wagenkastenenden (24, 26) angeordnet oder ausgebildet ist oder das eine Wagenkastenende (24, 26) bildet.
10. Wagenkasten nach Satz 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein freies Ende (34, 36) des mindestens einen Längsträgers (22) mit dem mindestens einen Ringträger (28, 30) in Eingriff steht.
11. Wagenkasten nach Satz 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ringträger (28, 39) mindestens eine Längsträgeraufnahme (32) aufweist und dass in die mindestens eine Längsträgeraufnahme (32) ein freies Ende (34, 36) des mindestens einen Längsträgers (22) eingreift.
12. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Querträger (62) rohrförmig ausgebildet ist und mindestens zwei gegeneinander abgewinkelte Querträgerabschnitte (64) aufweist.
13. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Querträger (62) einen kreisförmigen oder vieleckigen Querschnitt aufweist.
14. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Querträger (62) einstückig ausgebildet und durch Biegen hergestellt ist, insbesondere durch Biegen mit einer CNC-Biegemaschine.
15. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Querträger (62) spiegelsymmetrisch zu einer sich in Fahrzeuglängsrichtung (22) erstreckenden Spiegelebene ausgebildet ist.
16. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58) in Form einer Durchbrechung (70) ausgebildet ist, welche eine sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung (22) verlaufende Durchbrechungslängsachse (60) definiert.
17. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58) vom Wagenkasten (10) nach außen weg weisend geöffnet ist.
18. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Längsträger (22) in Form eines durchgehenden Profilträgers ausgebildet ist.
19. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Längsträger (22) zweiteilig ausgebildet ist und einen Innenlängsträger (54) und einen mit diesem verbundenen Außenlängsträger (56) umfasst.
20. Wagenkasten nach Satz 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58) am Innenlängsträger (54) und/oder am Außenlängsträger (56) ausgebildet ist.
21. Wagenkasten nach Satz 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlängsträger (54) und der Außenlängsträger (56) kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind, insbesondere miteinander verklebt, verschweißt, vernietet und/oder verschraubt.
22. Wagenkasten nach einem der Sätze 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (70) sowohl vom Innenlängsträger (54) als auch vom Außenlängsträger (56) begrenzt ist.
23. Wagenkasten nach Satz 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlängsträger (54) eine Innenlängsträgerausnehmung (58) aufweist und dass der Außenlängsträger (56) eine Außenlängsträgerausnehmung (68) aufweist und dass die Durchbrechung (70) durch die Innenlängsträgerund Außenlängsträgerausnehmungen (58, 68) ausgebildet ist.
24. Wagenkasten nach Satz 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenlängsträgerausnehmung (58) in Richtung auf die Außenlängsträgerausnehmung (68) hin weisend geöffnet ist und umgekehrt.
25. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58, 68; 70) einen Querträgeraufnahmequerschnitt definiert, welcher einem Querschnitt des mindestens einen Querträgers (62) entspricht.
26. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein freies Ende des mindestens einen Querträgers (62) im Bereich der mindestens einen Querträgeraufnahme (58, 68; 72) angeordnet oder eingesetzt ist.
27. Wagenkasten nach Satz 26, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58, 68; 72) in Form eines Sacklochs (72) ausgebildet ist zum Aufnehmen des mindestens einen freien Endes des mindestens einen Querträgers (62).
28. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, gekennzeichnet durch eine Wagenkastenwand (66), wobei der mindestens eine Längsträger (22) und der mindestens eine Querträger (62) mindestens abschnittsweise, insbesondere vollständig, innerhalb der Wagenkastenwand (66) angeordnet sind.
29. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmentragwerk (18) mit einer inneren und/oder äußeren Beplankung (78) versehen ist, welche eine innere und/oder eine äußere Wandfläche einer Wagenkastenwand (66) bilden.
30. Wagenkasten nach Satz 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Beplankung (78) mindestens ein Beplankungselement (80) umfasst, welches mit dem mindestens einen Längsträger (22) kraft- und/oder stoffschlüssig, insbesondere verklebt, verschweißt, vernietet und/oder verschraubt, verbunden ist.
31. Wagenkasten nach einem der voranstehenden Sätze, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Längsträger (22) mindestens eine Beplankungsaufnahme (86) aufweist, welche sich parallel zur Fahrzeuglängsrichtung (22) erstreckt.
32. Wagenkasten nach Satz 31, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beplankungsaufnahme (86) vom Wagenkasten (10) weg oder in diesen hinein weisend geöffnet ist.
33. Wagenkasten nach Satz 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beplankungsaufnahme (86) in Form einer Nut (88) ausgebildet ist.
34. Wagenkasten nach einem der Sätze 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Beplankung (78) mindestens ein Halteelement (90) umfasst, welches mindestens abschnittsweise mit der mindestens einen Beplankungsaufnahme (86) in Eingriff steht, dass das mindestens eine Halteelement (90) mindestens eine Beplankungselementaufnahme (98) aufweist oder eine solche im Zusammenwirken mit dem mindestens einen Längsträger (22) ausbildet, in welche mindestens eine Beplankungselementaufnahme (98) eine Seitenkante (100) des mindestens einen Beplankungselements (80) mindestens abschnittsweise eingreift.
35. Wagenkasten nach Satz 34, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Beplankungselementaufnahme (98) in Form einer sich in Fahrzeuglängsrichtung (22) erstreckenden Nut (98) ausgebildet ist, welche quer zur Fahrzeuglängsrichtung (22) weisend geöffnet ist.
36. Wagenkasten nach einem der Sätze 2 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Querträgern (62) ohne einander zu überkreuzen angeordnet sind.
37. Fahrzeug (12) umfassend eine Fahrwerkseinheit mit einem Fahrwerk und einen auf der Fahrwerkseinheit angeordneten Wagenkasten (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Wagenkasten (10) in Form eines Wagenkastens (10) nach einem der voranstehenden Sätze ausgebildet ist.
38. Fahrzeug nach Satz 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (12) in Form eines Luft-, Wasser- oder Landfahrzeugs ausgebildet ist, insbesondere in Form eines Straßenfahrzeugs oder eines schienengebundenen Fahrzeugs (14).
39. Fahrzeug nach Satz 37, dadurch gekennzeichnet, dass das schienengebundene Fahrzeug (12) in Form eines Waggons (16), insbesondere zum Transport von Personen, ausgebildet ist.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit den Zeichnungen der näheren Erläuterung. Es zeigen:
1: eine schematische perspektivische Gesamtansicht eines Wagenkastens eines Fahrzeugs mit Beplankung;
2: eine perspektivische Ansicht eines Grundrahmens des Fahrzeugs;
3: eine Ansicht des Grundrahmens in 2 in Richtung des Pfeils 3;
4: eine Ansicht des Grundrahmens in 3 in Richtung des Pfeils 4;
5: eine schematische Explosionsdarstellung des Grundrahmens mit zwei Ringträgern und einer Bodenplatte;
6: eine Ansicht der Anordnung in 5 in Richtung des Pfeils 6;
7: eine Ansicht der Anordnung in 6 in Richtung des Pfeils 7;
8: eine Ansicht der Anordnung in 7 in Richtung des Pfeils 8;
9: eine Ansicht der Anordnung aus 7 mit zusätzlichen Längsträgern;
10: eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A in 9;
11: eine Ansicht der Anordnung in 9 in Richtung des Pfeils 11;
12: eine Ansicht der Anordnung in 11 in Richtung des Pfeils 12;
13: eine perspektivische Ansicht ähnlich 9 einer mit weiteren Längsträgern sowie auch am anderen Ende mit zwei Ringträgern versehenen Anordnung;
14: eine Ansicht der Anordnung in 13 in Richtung des Pfeils 14;
15: eine Ansicht der Anordnung in 14 in Richtung des Pfeils 15;
16: eine vergrößerte Ansicht der Anordnung aus 13 mit zusätzlichen Querträgern;
17: eine perspektivische Ansicht eines in 16 dargestellten Querträgers;
18: eine Ansicht des Querträgers in 17 in Richtung des Pfeils 18;
19: eine Ansicht des Querträgers in 18 in Richtung des Pfeils 19;
20: eine perspektivische schematische Ansicht eines Rahmentragwerks eines Wagenkastens mit Längsträgern, Querträgern und endständigen Ringträgern;
21: eine Ansicht der Anordnung in 20 in Richtung des Pfeils 21;
22: eine Ansicht der Anordnung in 21 in Richtung des Pfeils 22;
23: eine schematische perspektivische Ansicht des Rahmentragwerks des Wagenkastens mit zusätzlich angebrachten Außenlängsträgern;
24: eine vergrößerte Ansicht des Bereichs B in 23;
25: eine teilweise Explosionsdarstellung der Anordnung aus 24;
26: eine vergrößerte Ansicht des Ausschnitts C in 23;
27: eine teilweise Explosionsdarstellung der Anordnung in 26;
28: eine vergrößerte Ansicht des Bereichs D in 23;
29: eine teilweise Explosionsdarstellung der Anordnung in 28;
30: eine teilweise Explosionsdarstellung des Fahrzeugs aus 1 mit teilweise abgetrennter Beplankung; und
31: eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung eines Halteteils zum Festlegen eines Beplankungselements an einem Längsträger des Rahmentragwerks.
In 1 ist schematisch ein Wagenkasten 10 eines Fahrzeugs 12 dargestellt. Das Fahrzeug 12 umfasst insbesondere eine Fahrwerkseinheit, auf welcher der Wagenkasten 10 angeordnet ist, mit einem Fahrwerk, welche in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind.
Das in den Figuren beispielhaft dargestellte Fahrzeug 12 ist in Form eines schienengebundenen Fahrzeugs 14 ausgebildet, und zwar in Form eines Waggons 16 zum Transport von Personen. Es handelt sich um einen Doppelstock-Personenwagen.
Der Aufbau des Wagenkastens 10 wird nachfolgend in Verbindung mit den 2 bis 31 näher erläutert.
Der Wagenkasten 10 umfasst ein Rahmentragwerk 18 mit mehreren, sich in einer Fahrzeuglängsrichtung 20 erstreckenden Längsträgern 22a, 22b, 22c, 22d, 22e, 22f, 22g, 22i, 22j, 22k. Die Längsträger 22a, 22b, 22c und 22d erstrecken sich im Wesentlichen von einem ersten Wagenkastenende 24 zu einem zweiten Wagenkastenende 26. Im Bereich beider Wagenkastenenden 24 und 26 ist jeweils ein Ringträger 28 beziehungsweise 30 angeordnet, welcher mit einer Mehrzahl von Längsträgeraufnahmen 32 versehen ist, um freie Enden 34 beziehungsweise 36 insbesondere der Längsträger 22a, 22b, 22c und 22d aufzunehmen.
Um das Rahmentragwerk 18 zur Ausbildung des Wagenkastens 10 aufzubauen, wird zunächst ein Grundrahmen 38 mit zwei im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsrichtung 20 verlaufenden Grundträgern 40 ausgebildet, welche endständig jeweils mit einem Querträger 42 verbunden sind. Die Querträger 42 dienen zur Festlegung der Ringträger 28 und 30, welche eine Ebene definieren, die quer zur Fahrzeuglängsrichtung 20 verläuft. Die Wagenkastenenden 24 und 26 werden gebildet durch Endringe 44 und 46, in welche jeweils eine Trennwand 48 beziehungsweise 50 eingesetzt ist.
Parallel zu den Grundträgern 40 ist eine Bodenplatte 52 angeordnet, die insbesondere mit Ausschnitten für Treppen versehen ist und einen Boden des oberen Abteils des Waggons 16 bildet.
Die Längsträger 22a bis 22k sind zweiteilig ausgebildet und umfassen miteinander verbundene Innenlängsträger 54a, 54b, 54c, 54d, 54e, 54f, 54g, 54i, 54j, 54k. Die Innenlängsträger 54a bis 54k weisen jeweils eine oder mehrere Querträgeraufnahmen 58 auf, beispielsweise die in 10 beispielhaft dargestellten Querträgeraufnahmen 58a bis 58h. Die Querträgeraufnahmen 58 definieren Durchbrechungslängsachsen 60, die in 10 schematisch als Durchbrechungslängsachsen 60a bis 60h eingezeichnet sind. Die Querträgeraufnahmen 58 können geradlinig oder gekrümmt ausgebildet sein. Sie können insbesondere auch in Form von sacklochartigen Ausnehmungen ausgebildet sein, wie beispielsweise die Querträgeraufnahmen 58f und 58g.
Die Querträgeraufnahmen 58 weisen vom Wagenkasten 10 weg nach außen. Sie bilden jeweils Nuten mit einem Innenquerschnitt, welcher eine halbkreisförmige Kontur aufweist.
Zum Aufbau des Wagenkastens 10 wird der Grundrahmen 38 auf einer nicht dargestellten Montagevorrichtung positioniert. In einem nächsten Schritt werden die Ringträger 28 und 30 montiert sowie die Endringe 44 und 46. Danach wird die Bodenplatte 52 eingesetzt.
Nun können die Längsträger 22a bis 22k montiert werden, und zwar entweder mit ihren freien Ende 34 beziehungsweise 36 an den Ringträgern 28 und 30 oder aber seitlich an der Bodenplatte 52. Das derart vorbereitete Rahmentragwerk 18 ist schematisch in 13 dargestellt.
Zur Stabilisierung des Rahmentragwerks 18 dienen ferner Querträger 62, die in 16 beispielhaft als Querträger 62a bis 62f eingezeichnet sind. Die Querträger 62 sind aus Rohren jeweils einstückig geformt, und zwar durch Biegen, vorzugsweise mittels einer CNC-Biegemaschine. Jeder Querträger 62 umfasst mehrere gegeneinander abgewinkelte Querträgerabschnitte 64. Diese sind beispielhaft in den 17 bis 19 am Querträger 62a eingezeichnet und mit den Bezugszeichen 64a bis 64e bezeichnet. Alle Querträger weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf, wobei ein Durchmesser der Querträger 62 an die Querträgeraufnahmen 58 angepasst ist.
Ausgehend von der in 13 schematisch dargestellten Montagesituation können nun in einem nächsten Schritt die Querträger 62 in ihre jeweils vorbestimmte Position gebracht und in die an den Längsträgern 22 beispielsweise durch Laserschneiden ausgebildeten Querträgeraufnahmen 58 eingesetzt werden. Für jeden der vorgesehenen Querträger 42 sind entsprechende Querträgeraufnahmen 58 an den Innenlängsträgern 54 ausgebildet. Die Querträger 62 sind derart geformt, dass sie im Zusammenwirken mit den Längsträgern 22 die gewünschte Stabilität und Steifigkeit des Wagenkastens 10 gewährleisten. Sowohl die Längsträger 22 als auch die Querträger 42 sind derart angeordnet, dass sie vollständig innerhalb einer Wagenkastenwand 66 angeordnet sind.
Das Rahmentragwerk 18 wird vervollständigt durch die Außenlängsträger 56, von denen beispielhaft die Außenlängsträger 56a bis 56k in 23 mit Bezugszeichen bezeichnet sind. Sie verlaufen parallel zu den Innenlängsträgern 54a bis 54k und sind mit diesen kraft- oder stoffschlüssig verbunden, beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Nieten oder Schrauben. Die Außenlängsträger 56 weisen ebenfalls Querträgeraufnahmen 68 auf, von denen beispielhaft die zu den Querträgeraufnahmen 58a und 58b korrespondierenden Querträgeraufnahmen 68a und 68b am Außenlängsträger 56a in 25 beispielhaft eingezeichnet sind. Die Querträgeraufnahmen 58 und 68 sind jeweils aufeinander zu weisend geöffnet und bilden gemeinsam Durchbrechungen 70 oder Sacklöcher 72 an den Längsträgern 22 aus. In 24 sind beispielhaft die Durchbrechungen 70a und 70b am Längsträger 22a gezeichnet, welche durch die beiden Querträgeraufnahmen 58a und 68a beziehungsweise 58b und 68b am Innenlängsträger 54a beziehungsweise am Außenlängsträger 56b definiert werden.
Zur Montage des Rahmentragwerks 18 werden die Außenlängsträger 56 von außen auf die korrespondierenden Innenlängsträger 54 aufgesetzt.
Die Querträger 62 des Rahmentragwerks 18 sind so angeordnet, dass sie einander nicht überkreuzen. Vorzugsweise ist zudem für jeden Querträger 62 an einem Längsträger 22 entweder eine Durchbrechung 70 oder ein Sackloch 72 ausgebildet. Beispielhafte Anordnungen für Querträger 62, die die Längsträger 22 durchsetzen beziehungsweise deren freien Ende in Sacklöchern 72 an Längsträgern 22 enden, sind in den 26 bis 29 beispielhaft dargestellt. Nach der Montage als sich kreuzende Querträger 62 erscheinende Strukturen, wie beispielsweise in 28 dargestellt, werden durch nebeneinander angeordnete Durchbrechungen 70 am Längsträger 22 realisiert, in den entsprechend gekrümmte und gegeneinander abgewinkelte Querträger 62 eingesetzt sind.
Die Längsträger 22 können wie beispielhaft in 26 dargestellt durch zwei jeweils quaderförmige, hohle und im Querschnitt rechteckige Profilträger 74 ausgebildet sein. Die Querträger 42 werden vorzugsweise durch Rohre gebildet, deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Durchbrechungen 70 beziehungsweise der Sacklöcher 72 entspricht.
Zur Verkleidung des Rahmentragwerks 18 dient eine Beplankung 78, die eine Mehrzahl von unterschiedlich geformten und teilweise durchbrochenen Beplankungselementen 80 umfasst. In 1 sind im Fensterbereich eines unteren Abteils des Wagenkastens 10 die Beplankungselemente der Übersichtlichkeit wegen weggelassen. Die Beplankungselemente 80 sind im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet und können teilweise an eine äußere Kontur des Rahmentragwerks 18 mit entsprechenden Krümmungen angepasst sein. Fensteröffnungen 82 und Türöffnungen 84 werden jeweils ausgespart. In diese können dann Türen und Fenster eingesetzt werden.
Aufgrund der festigkeitsoptimierten Struktur des aus Längsträgern 22 und Querträgern 62 ausgebildeten Rahmentragwerks 18 ergeben sich Fensteröffnungen, die im Wesentlichen dreieckige Konturen aufweisen.
Weisen die Außenlängsträger 56 einen rechteckigen Querschnitt auf, können die Beplankungselemente 80 insbesondere flächig auf Außenflächen der Außenlängsträger 56 aufgebracht werden. Eine Verbindung der Beplankungselemente 80 mit den Längsträgern 22 erfolgt kraft- oder stoffschlüssig, beispielsweise durch Verschweißen, Kleben, Vernieten oder Schrauben.
Eine alternative Möglichkeit zur Befestigung der Beplankung 78 ist schematisch in 31 dargestellt. Am Längsträger 22 können eine oder mehrere Beplankungsaufnahmen 86 vorgesehen sein, beispielsweise in Form einer Längsnut 88, welche sich parallel zur Fahrzeuglängsrichtung 20 erstreckt. Zur Ausbildung der Beplankungsaufnahmen 86 können die Innenlängsträger 54 und die Außenlängsträger 56 entsprechend profiliert sein und jeweils eine entsprechende Längsnut 88 aufweisen. Die Beplankungsaufnahmen 86 sind entweder vom Wagenkasten 10 weg weisend nach außen geöffnet oder in den Wagenkasten hinein weisend.
Grundsätzlich wäre es möglich, an den Beplankungselementen entsprechende Vorsprünge vorzusehen, die in die Beplankungsaufnahmen 86 eingreifen, vorzugsweise formschlüssig.
Alternativ oder zusätzlich kann auch, wie beispielhaft in 31 dargestellt, ein Halteelement 90 zur Festlegung der Beplankungselemente 90 dienen. Das Halteelement ist im Wesentlichen in Form einer streifenförmigen Platte ausgebildet und weist einen streifenförmigen Vorsprung 92 auf, welcher im Wesentlichen formschlüssig mit den Beplankungsaufnahmen 86 in Eingriff bringbar ist. Aufgrund der Höhe des Vorsprungs 92 wird zwischen einer in Richtung auf den Außenlängsträger 56 hin weisenden Innenfläche 94 des Halteelements 90 und einer in Richtung auf das Halteelement 90 hin weisenden Außenfläche 90 des Außenlängsträgers 56 eine quer zur Längsrichtung geöffnete Nut 98 ausgebildet, in welche Seitenkanten 100 des Beplankungselements 80 eingeschoben werden können.
Das Halteelement 90 kann mit dem Beplankungselement 80 und dem Außenlängsträger 56 insbesondere kraft- oder stoffschlüssig verbunden werden, beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Vernieten oder Verschrauben.
Die oben beschriebene Konstruktion des Rahmentragwerks 18 ermöglicht den Aufbau eines Wagenkastens 10 aus Stahlprofilen, welcher insgesamt nicht schwerer ist als ein in Aluminium-Differentialbauweise gefertigter Wagenkasten. Allerdings ist dessen Herstellung im Vergleich zu herkömmlichen Wagenkästen, die in Aluminium-Differentialbauweise gefertigt werden, deutlich weniger arbeitsintensiv. Anders als bei der klassischen Differentialbauweise übernehmen die Längsträger 22 und Querträger 62 die Aufgaben zahlreicher bei der Differentialbauweise benötigter Vorrichtungen selbst, um die dort zu verbindenden einzelnen kleinen Teile zu fixieren. Zudem ist insgesamt im Vergleich zu herkömmlichen Bauweisen die erforderliche Teilezahl deutlich geringer. Die Montage des Wagenkastens 10 ist außerdem von innen nach außen möglich.
Mit der vorgeschlagenen Konstruktion des Rahmentragwerks 18 ist es möglich, auf einfache Weise Wagenkästen 10 auszubilden, und zwar insbesondere mit maschinell für den jeweiligen Wagenkasten 10 individuell hergestellter Längsträger 22 und Querträger 62, welche eine optimierte Stabilität des Wagenkastens 10 bei kleinstmöglichem Gewicht gestatten. Zudem lässt sich mit der vorgeschlagenen Konstruktionsweise eine Skalierung von Wagenkästen für unterschiedliche Lichtraumweiten erreichen.
Bezugszeichenliste

10: Wagenkasten
12: Fahrzeug
14: schienengebundenes Fahrzeug
16: Waggon
18: Rahmentragwerk
20: Fahrzeuglängsrichtung
22: Längsträger
24: erstes Wagenkastenende
26: zweites Wagenkastenende
28, 30: Ringträger
32: Längsträgeraufnahme
34, 36: freies Ende
38: Grundrahmen
40: Grundträger
42: Querträger
44, 46: Endring
48, 50: Trennwand
52: Bodenplatte
54: Innenlängsträger
56: Außenlängsträger
60: Durchbrechungslängsachsen
62: Querträger
64: Querträgerabschnitt
66: Wagenkastenwand
68: Querträgeraufnahme
70: Durchbrechung
72: Sackloch
74: Profilträger
76: Rohr
78: Beplankung
80: Beplankungselement
82: Fensteröffnung
84: Türöffnung
86: Beplankungsaufnahme
88: Längsnut
90: Halteelement
92: Vorsprung
94: Innenfläche
96: Außenfläche
98: Nut
100: Seitenkante

Claims

Wagenkasten (10) für ein Fahrzeug (12), insbesondere für ein schienengebundenes Fahrzeug (14), umfassend ein Rahmentragwerk (18) mit mindestens einem sich in einer Fahrzeuglängsrichtung (20) erstreckenden Längsträger (22) und mindestens einem sich mindestens abschnittsweise quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Querträger (62), dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Längsträger (22) mindestens eine Querträgeraufnahme (58) aufweist und dass der mindestens eine Querträger (62) in die mindestens eine Querträgeraufnahme (58) eingreift.
Wagenkasten nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Längsträgern (22) und/oder eine Mehrzahl von Querträgern (62).
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Längsträger (22) mehrere Querträgeraufnahmen (58) aufweist.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58) durch Ausschneiden des mindestens einen Längsträgers (22) ausgebildet ist, insbesondere durch Laserschneiden.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Längsträger (22) und der mindestens eine Querträger (62) kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind, insbesondere verklebt, verschweißt, vernietet und/oder verschraubt.
Wagenkasten nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (62) parallel zueinander verlaufen.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagenkasten (10) ein erstes und ein zweites Wagenkastenende (24, 26) aufweist.
Wagenkasten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mindestens eine Längsträger (22, 22a, 22b, 22c, 22d) durchgehend vom ersten zum zweiten Wagenkastenende (24, 26) erstreckt oder im Wesentlichen vom ersten zum zweiten Wagenkastenende (24, 26) erstreckt.
Wagenkasten nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch mindestens einen in sich geschlossenen Ringträger (28, 30), welcher im Bereich eines der beiden Wagenkastenenden (24, 26) angeordnet oder ausgebildet ist oder das eine Wagenkastenende (24, 26) bildet.
Wagenkasten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein freies Ende (34, 36) des mindestens einen Längsträgers (22) mit dem mindestens einen Ringträger (28, 30) in Eingriff steht.
Wagenkasten nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Ringträger (28, 39) mindestens eine Längsträgeraufnahme (32) aufweist und dass in die mindestens eine Längsträgeraufnahme (32) ein freies Ende (34, 36) des mindestens einen Längsträgers (22) eingreift.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Querträger (62) rohrförmig ausgebildet ist und mindestens zwei gegeneinander abgewinkelte Querträgerabschnitte (64) aufweist.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Querträger (62) einen kreisförmigen oder vieleckigen Querschnitt aufweist.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Querträger (62) einstückig ausgebildet und durch Biegen hergestellt ist, insbesondere durch Biegen mit einer CNC-Biegemaschine.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Querträger (62) spiegelsymmetrisch zu einer sich in Fahrzeuglängsrichtung (22) erstreckenden Spiegelebene ausgebildet ist.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58) in Form einer Durchbrechung (70) ausgebildet ist, welche eine sich quer zur Fahrzeuglängsrichtung (22) verlaufende Durchbrechungslängsachse (60) definiert.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58) vom Wagenkasten (10) nach außen weg weisend geöffnet ist.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Längsträger (22) in Form eines durchgehenden Profilträgers ausgebildet ist.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Längsträger (22) zweiteilig ausgebildet ist und einen Innenlängsträger (54) und einen mit diesem verbundenen Außenlängsträger (56) umfasst.
Wagenkasten nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58) am Innenlängsträger (54) und/oder am Außenlängsträger (56) ausgebildet ist.
Wagenkasten nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlängsträger (54) und der Außenlängsträger (56) kraftund/oder formschlüssig miteinander verbunden sind, insbesondere miteinander verklebt, verschweißt, vernietet und/oder verschraubt.
Wagenkasten nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (70) sowohl vom Innenlängsträger (54) als auch vom Außenlängsträger (56) begrenzt ist.
Wagenkasten nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlängsträger (54) eine Innenlängsträgerausnehmung (58) aufweist und dass der Außenlängsträger (56) eine Außenlängsträgerausnehmung (68) aufweist und dass die Durchbrechung (70) durch die Innenlängsträger- und Außenlängsträgerausnehmungen (58, 68) ausgebildet ist.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58, 68; 70) einen Querträgeraufnahmequerschnitt definiert, welcher einem Querschnitt des mindestens einen Querträgers (62) entspricht.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein freies Ende des mindestens einen Querträgers (62) im Bereich der mindestens einen Querträgeraufnahme (58, 68; 72) angeordnet oder eingesetzt ist.
Wagenkasten nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Querträgeraufnahme (58, 68; 72) in Form eines Sacklochs (72) ausgebildet ist zum Aufnehmen des mindestens einen freien Endes des mindestens einen Querträgers (62).
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Wagenkastenwand (66), wobei der mindestens eine Längsträger (22) und der mindestens eine Querträger (62) mindestens abschnittsweise, insbesondere vollständig, innerhalb der Wagenkastenwand (66) angeordnet sind.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rahmentragwerk (18) mit einer inneren und/oder äußeren Beplankung (78) versehen ist, welche eine innere und/oder eine äußere Wandfläche einer Wagenkastenwand (66) bilden.
Wagenkasten nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Beplankung (78) mindestens ein Beplankungselement (80) umfasst, welches mit dem mindestens einen Längsträger (22) kraft- und/oder stoffschlüssig, insbesondere verklebt, verschweißt, vernietet und/oder verschraubt, verbunden ist.
Wagenkasten nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Längsträger (22) mindestens eine Beplankungsaufnahme (86) aufweist, welche sich parallel zur Fahrzeuglängsrichtung (22) erstreckt.
Wagenkasten nach einem der Ansprüche 2 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Querträgern (62) ohne einander zu überkreuzen angeordnet sind.
Fahrzeug (12) umfassend eine Fahrwerkseinheit mit einem Fahrwerk und einen auf der Fahrwerkseinheit angeordneten Wagenkasten (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Wagenkasten (10) in Form eines Wagenkastens (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche ausgebildet ist.