DE19721267B4

DE19721267B4 - Tragstruktur für Flächenelemente für Wagenkästen und Untergestelle von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE19721267B4
Application number: DE1997121267
Authority: DE
Inventors: Hans Grüning; Michael Hohenstein; Ulrich Dipl.-Ing. Nowack
Original assignee: Alstom LHB GmbH
Current assignee: Alstom Transport Deutschland GmbH
Priority date: 1997-05-21
Filing date: 1997-05-21
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2017-05-22
Also published as: DE19721267A1

Abstract

Tragstruktur für Flächenelemente aus sich kreuzende, steckbare Profile, welche nach dem Ineinanderstecken mindestens einen Knotenpunkt ausbilden und welche gleichartige Ausnehmungen aufweisen, die in der Ebene ihres Steges und mindestens eines vom Steg abgewinkelten Gurtes angeordnet sind, wobei jede Ausnehmung eine erste Ausnehmung von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt aufweist und wobei sich von der Kante der ersten Ausnehmung, die im wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Profile ausgerichtet ist, – ausgehend von der Kante der ersten Ausnehmung und parallel zu den Seitenkanten der ersten Ausnehmung – eine Schlitzausnehmung auf den Gurt erstreckt, deren Breite größer als die Dicke des Steges ausgeführt ist und wobei der abgewinkelte Gurt auf der Seite der ersten Ausnehmung angeordnet ist, die in diesem Gurt als offener Durchbruch weitergeführt ist und wobei ein das erste Profil kreuzende, spiegelbildlich bezüglich seiner Längsachse um 180 ° und bezüglich seiner Längsrichtung um vorzugsweise 90° gedrehtes, zweites Profil in den Durchbruch, die...

Description

Die Erfindung betrifft eine Tragstruktur für Flächenelemente für Wagenkästen und Untergestelle von Schienenfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 30 06 371 A1 oder der DE 38 23 208 A1 ist es bekannt, unter den flächigen Fußbodenelement von Eisenbahngüterwagen ein relativ eng gefächertes Tragwerk aus Stahlträgern anzuordnen. Das Tragwerk hat dabei im Wesentlichen die Last aus seinem Eigengewicht, der Bodenplatte samt Aufbauten und der Zuladung abzustützen.

Aus der DE 29 10 755 A1 ist ein Fußboden für Schienenfahrzeuge bekannt, bei dem das Tragelement für die Fußbodenplatte aus einer möglichst großflächig und nach Art eines Gitterrostes aus einem eckigen Rahmen mit daran angeformten gitterförmigen Verstrebungen ausgebildeten Hartschaumplatte besteht.

Gitterroste mit ineinander gesteckten und verschweißten Stegblechen sowie Bodenplatten mit Gittern aus gleichartigen, geschlitzten Metallstreifen sind z B. aus der DE 34 42 509 A1 , gleichartige Gitterroste für Schienenfahrzeuge aus der US 2,878,761 bekannt.

Aus der Zeitschrift „Leichtbau der Verkehrsfahrzeuge, Heft 4/1969, Seiten 188–192" ist es bekannt, den Wagenkastenrohbau in Baukastenbauweise mit vorgefertigten Bauuntergruppen zu fertigen. Die Seitenwände werden dabei aus vorgefertigten Kleinsektionen zusammengesetzt, die jeweils eine geschweißte Tragstruktur aus Profilen aufweisen, auf die eine Außenbeblechung durch Punktschweißen aufgebracht ist.

Aus der DE 39 06 628 A1 ist eine Bodenplattform für ein Chassis von Lastfahrzeugen, insbesondere Sattelaufliegern, für Container-Böden, Schiffsdecks und dergleichen bekannt, die ein Tragwerk und eine das Tragwerk wenigstens auf einer Flachseite abschließende Abdeckung umfasst. Die Aufgabenstellung, eine Bodenplattform der vorgenannten Art anzugeben, die in ihrer Bauhöhe deutlich gegenüber dem üblichen Träger-Traversen-Holzbohlen-Aufbau verringert ist und damit einen höheren Nutzraum für das Fahrzeug ergibt, wird dadurch gelöst, dass das Tragwerk der Bodenplattform wenigstens teilweise aus einer Wabenstruktur besteht, die aus sich untereinander kreuzenden Stegblechen und aus mit einem Teil der Kanten der Stegbleche verbundenen die Wabenstruktur einschließenden und versteifenden Decktafeln besteht, wobei letztere wenigstens teilweise als Bodenplatte dienen. Die eigentliche Verfestigung der Wabenstruktur wird dadurch hergestellt, dass bei verschweißbaren Materialien wenigstens dort, wo die sich kreuzende Kanten der Stegbleche Kontakt haben, sie zusammen über eine Kreuzkonfiguration verschweißt sind. Für andere Materialien wird ein Verkleben der Kontaktflansche der Profile mit den Decktafeln vorgeschlagen. Spezifische Besonderheiten im Schienenfahrzeugbereich bezüglich der dort zu erfüllenden Anforderungen, insbesondere hinsichtlich der zu berücksichtigenden Belastungen und Lastrichtungen werden nicht abgehandelt.

Das Fertigen einer Tragstruktur für Wandelemente und Untergestelle von Schienenfahrzeugen erfordert eine erhebliche Anzahl von Einzelteilen wie Trägern, Profilen und Flanschen, die aufwendig einzeln verschweißt werden müssen. Dazu müssen die Vorrichtungen zum Festhalten der Einzelteile in Schweißposition eine Vielzahl von Anschlägen und Auflagen aufweisen. Pro Einzelteil muß mit zwei Anschlägen und zwei Auflagen sowie einem Niederhalten gerechnet werden. Die Vorrichtung muß hergestellt, eingerichtet, nivelliert und gewartet werden. Außerdem müssen alle Teile der Tragstruktur, die zum Außenlangträger liegen, angepaßt werden. Durch das Anpassen entsteht zusätzlich ein großer Anteil an Richtarbeiten, die als Folge von Schweißschrumpf bzw. zu großem Schweißschrumpf nötig sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Flächenelemente für Schienenfahrzeuge eine ausreichend belastbare Tragstruktur aufzufinden, die wirtschaftlicher, als bisher zu fertigen ist, indem insbesondere der Aufwand für notwendige Vorrichtungen und für aufwendige Nacharbeiten, wie z. B. für das Richten nach Schweißschrumpf, verringert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Tragstruktur gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 bis 12 angegeben.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
1 ein Profil, hier ein U-Profil, in Draufsicht;
2 das Profil gemäß 1 in Seitenansicht;
3 zwei Profile einer Tragstruktur in perspektivischer Darstellung in montagefertiger Lage;
4 zwei gefügte Profile gleicher Steghöhe im Teilschnitt in einem Knotenpunkt in Seitenansicht; 5 zwei gefügte Profile unterschiedlicher Steghöhe im Teilschnitt in einem Knotenpunkt in Seitenansicht;
6 ein Profil mit zwei Gurten und Ausnehmungen zu beiden Seiten des Steges in Draufsicht und
7 das Profil gem. 6 in Seitenansicht.
Das in 1 dargestellte Profil 1 weist eine oder mehrere Ausnehmungen 2 auf, die in der Ebene ihres Steges 3 und der Ebene eines vom Steg 3 abgewinkelten Gurtes 4 angeordnet sind. Jede Ausnehmung 2 weist eine erste Ausnehmung 5 von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt auf. Die erste Ausnehmung 5 weist eine Kante 6 auf, die im wesentlichen parallel zur Längserstreckung des Profils 1 ausgerichtet ist. Parallel zu den Seitenkanten 7 der ersten Ausnehmung 5 ist eine Schlitzausnehmung 8 angeordnet, deren Breite größer als die Dicke des Steges 3 ausgebildet ist.
Der abgewinkelte Gurt 4 ist auf der Seite der ersten Ausnehmung 5 angeordnet, und die erste Ausnehmung 5 ist in diesem Gurt 4 als offener Durchbruch 9 weitergeführt.
Die Schlitzausnehmung 8 ist an einer Seitenkante 7 der ersten Ausnehmung 5 angeordnet, derart, daß die Ausnehmung 2, in Seitenansicht auf den Steg 3 des Profils 1, die Kontur eines Stuhles in Seitenansicht aufweist.
Ein das erste Profil 1 kreuzende, spiegelbildlich und um vorzugsweise 90° gedrehte, zweite Profil 10 greift in die Ausnehmung 2, d. h. in den Durchbruch 8, die erste Ausnehmung 5 und die Schlitzausnehmung 8 des ersten Profils 1 ein. Es entsteht eine Tragstruktur aus sich kreuzenden, steckbaren Profilen 1, 10, die nach dem ineinanderstecken einen oder mehrere Knotenpunkte ausbilden, je nach Anzahl der Profile 1, 10 und Kreuzungspunkte.
Die Gurte 4 der beiden Profile 1, 10 bilden eine Ebene. Die Profile 1, 10 sind in den Knotenpunkten (Kreuzungspunkten) fest miteinander verbunden, vorzugsweise mit tels Schweißverfahren (Schweißnähte 12), mittels Löt- oder Klebeverfahren oder anderer geeigneter Fügeverfahren.
Die Profile 1, 10 der Tragstruktur sind vorzugsweise Biegeprofile aus Metall, insbesondere Stahl.
Die Profile 1, 10 der Tragstruktur weisen in einer bevorzugten Ausführungsform an der dem Gurt 4 gegenüberliegenden Seite einen weiteren, abgewinkelten zweiten Gurt 11 auf, wodurch eine stabilere, belastbarerer Tragstruktur gebildet ist.
Der zweite Gurt 11 der Profile 1, 10 kann gem. 6 wie Gurt 4 gleichfalls Durchbrüche 8 und der Steg 3 an diesen Stellen Ausnehmungen 2 aufweisen.
Der zweite Gurt 11 der Profile 1, 10 kann in die gleiche Richtung wie der Gurt 4 abgewinkelt sein, derart, daß ein U-Profil gebildet ist.
Der zweite Gurt 11 der Profile 1, 10 kann in einer anderen Ausführungsform zur entgegengesetzten Seite des ersten Gurtes 4 abgewinkelt sein, derart, daß ein Z-Profil gebildet ist. Das Z-Profil weist in einer bevorzugten Ausführungsform bezüglich seines Steges 3 um 90° abgewinkelte Gurte 4, 11 auf.
Tragstrukturen mit Profilen 1, 10 in Form von U-Profilen werden vorzugsweise für Bodenelemente bzw. Untergestell-Tragstrukturen eingesetzt.
Tragstrukturen mit Profilen 1, 10 in Form von Z-Profilen werden vorzugsweise für Wandelemente von Schienenfahrzeugen eingesetzt, wobei Profile 1, 10 mit um jeweils 90° bezüglich des Steges 3 abgewinkelte Gurte 4, 11 besonders geeignet sind.
Zum Ineinanderstecken werden die zweiten Profile 10 gegenüber dem ersten Profil 1 spiegelbildlich um 180° bezüglich ihrer Längsachse gedreht und um 90° aus der Längsrichtung verschwenkt. Damit entsteht eine gitterrostartige Tragstruktur in der Ausbildung.
Die Tragstruktur für Wagenkästen und/oder Untergestellen von Schienenfahrzeugen wird somit aus sich kreuzende, steckbare Profile gebildet, die nach dem ineinander stecken und gegenseitiger Fixierung z. B. Schweißen, eine Vielzahl von Knotenpunkten (Kreuzungspunkten) aufweist.
Die Flächenauflage auf der Tragstruktur wird für Wand- und Deckenelemente vorzugsweise durch eine mittels Punktschweißung befestigte Beblechung gebildet, die als Außenwand dient.

Claims

Tragstruktur für Flächenelemente aus sich kreuzende, steckbare Profile, welche nach dem Ineinanderstecken mindestens einen Knotenpunkt ausbilden und welche gleichartige Ausnehmungen aufweisen, die in der Ebene ihres Steges und mindestens eines vom Steg abgewinkelten Gurtes angeordnet sind, wobei jede Ausnehmung eine erste Ausnehmung von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt aufweist und wobei sich von der Kante der ersten Ausnehmung, die im wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Profile ausgerichtet ist, – ausgehend von der Kante der ersten Ausnehmung und parallel zu den Seitenkanten der ersten Ausnehmung – eine Schlitzausnehmung auf den Gurt erstreckt, deren Breite größer als die Dicke des Steges ausgeführt ist und wobei der abgewinkelte Gurt auf der Seite der ersten Ausnehmung angeordnet ist, die in diesem Gurt als offener Durchbruch weitergeführt ist und wobei ein das erste Profil kreuzende, spiegelbildlich bezüglich seiner Längsachse um 180 ° und bezüglich seiner Längsrichtung um vorzugsweise 90° gedrehtes, zweites Profil in den Durchbruch, die erste Ausnehmung und die Schlitzausnehmung des ersten Profils eingreift und wobei mindestens je ein Gurt beider Profile in einer Ebene angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (1, 10) in den Knotenpunkten ohne Einbezug von versteifenden Decktafeln miteinander fest verbunden sind und dass die Tragstruktur derart ausgebildet für Wagenkästen und Untergestelle von Schienenfahrzeugen Verwendung findet.
Tragstruktur für Flächenelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitzausnehmung (8) an einer Seite der ersten Ausnehmung (5) angeordnet ist, derart, dass die Ausnehmung (2) – in Seitenansicht auf den Steg (3) des Profils (1) – die Kontur eines Stuhles in Seitenansicht aufweist.
Tragstruktur für Flächenelemente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (1, 10) der Tragstruktur Biegeprofile aus Metall sind.
Tragstruktur für Flächenelemente nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (1, 10) der Tragstruktur an der dem Gurt (4) gegenüberliegenden Seite einen weiteren, abgewinkelten, zweiten Gurt (11) aufweisen.
Tragstruktur für Flächenelemente nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Gurt (11) der Profile (1, 10) gleichfalls Durchbrüche (9) und der Steg (3) an diesen Stellen Ausnehmungen (2) aufweisen.
Tragstruktur für Flächenelemente nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gurte (4, 11) der Profile (1, 10) zu einer Richtung abgewinkelt sind, derart, dass ein U-Profil geformt ist.
Tragstruktur für Flächenelemente nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gurte (4, 11) der Profile (1, 10) zu entgegensetzten Seiten abgewinkelt sind, derart, dass ein Z-Profil geformt ist.
Tragstruktur für Flächenelemente nach Anspruch 4, 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Z-Profil bezüglich seines Steges (3) um 90° abgewinkelte Gurte (4, 11) aufweist.
Tragstruktur für Flächenelemente nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Profile (1, 10) in den Knotenpunkten (Kreuzungspunkten) mittels Schweiß-, Löt- oder Klebeverfahren fest miteinander verbunden sind.
Tragstruktur für Flächenelemente nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tragstruktur mit Profilen (1, 10) in Ausbildung mit U-Profilen vorzugsweise für Bodenelemente Verwendung findet.
Tragstruktur für Flächenelemente nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Tragstruktur mit Profilen (1, 10) in Ausbildung mit Z-Profilen mit um jeweils 90° bezüglich des Steges (3) abgewinkelten Gurten (4, 11) vorzugsweise für Wandelemente Verwendung findet.
Tragstruktur für Flächenelemente nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenauflage auf der Tragstruktur durch eine mittels Punktschweißung befestigte Beblechung gebildet ist.