DE29722401U1

DE29722401U1 - Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges

Info

Publication number: DE29722401U1
Application number: DE29722401U
Authority: DE
Original assignee: Duewag AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-04-15
Anticipated expiration: 2007-12-19

Description

Beschreibung

Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges

Die Erfindung betrifft einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges, mit einer Bodenplatte, Stirnwänden, Seitenwänden und einem Dach, wobei die jeweilige Seitenwand Fenstersäulen und zumindest ein Hohlkammerprofil enthält,, das eine Außenwandung, eine Innenwandung und diese beiden Wandungen verbindende Stege aufweist.

Der Wagenkasten moderner Schienenfahrzeuge wird auch aus Gewichtsgründen in einer Aluminium-Integralbauweise erstellt, bei der größere Strangpreßprofile miteinander durch Schweißen verbunden sind. Wie beispielsweise dem in der Zeitschrift ZEV + DET Glas. Ann. 119 (1995) Nr. 6 Juni Seiten 193 bis 202 erschienenen Aufsatz "Leichtbau von Schienenfahrzeugen" zu entnehmen ist, hat der in Bild 46 gezeigte Aluminium-Wagenkasten im wesentlichen aus vier längsdurchlaufenden Strangpreßprofilen und Fenstersäulen bestehende Seitenwände.

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Speziell für den Einsatz im Hochgeschwindigkeitsverkehr ist die Steifigkeit des Wagenkastens wichtig. Es werden möglichst hohe Eigenfrequenzen angestrebt, um insbesondere bei Großraumwagen und größeren Geschwindigkeiten Schwingungen des Daches zu vermeiden, die den Fahrkomfort durch brummende Geräusche mindern können. Dies erfordert eine entsprechende Steifigkeit des Wagenkastens gerade in Querrichtung, wobei jedoch diesbezüglich die Fenstersäulen und deren Anbindung an die benachbarte Struktur der Seitenwand stets als Schwachpunkte gelten.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wagenkasten der gattungsgemäßen Art so zu gestalten, daß bei möglichst geringem Gewicht und kostengünstiger Herstellbarkeit eine wesentlich höhere Steifigkeit in Querrichtung erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Seitenwand in ihrer vollständigen Länge oder eine jeweilige Längssektion der Seitenwand durch ein einteiliges, die Fenstersäulen umfassendes Hohlkammerprofil aus Faserverbundwerkstoff gebildet ist, dessen Stege senkrecht angeordnet sind.

Im Unterschied zu der herkömmlichen Aluminium-Bauweise, bei der die Stege des Hohlkarnmerprofils in Fahrzeuglängsrichtung verlaufen, sind nach der Erfindung die Stege des Hohlkanunerprofils senkrecht durchlaufend zwischen der Bodenplatte und dem Dach angeordnet. Daraus resultiert bei geringem Gewicht eine wesentlich höhere Steifigkeit in Querrichtung, vor allem im Bereich der Fenstersäulen, so daß für den Fahrkomfort kritische Querschwingungen erheblich reduziert werden.

Außerdem liegt ein beachtlicher Vorteil in der Möglichkeit, die Seitenwände bei der Herstellung des Hohlkammerprofils durch die in der Kunststofftechnik gängigen Verfahren - beispielsweise RTM-Verfahren (Resin Transfer Molding) - in Fahrzeugquerrichtung beliebig gewölbt auszubilden. Das Bild 46 der eingangs zitierten Zeitschrift zeigt einen Wagenkasten mit gewölbten Seitenwänden, die in Aluminium-Bauweise allerdings nur mit Stegen in Fahrzeuglängsrichtung realisierbar sind (Ein Hohlkammerprofil aus Aluminium mit angenommen senkrecht verlaufenden Stegen ist in Querrichtung praktisch nicht verformbar.). Im Vergleich zu Aluminium sind bei dem Gegenstand nach der Erfindung durch den Einsatz von

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Faserverbundwerkstoff im übrigen die Wärmedämmung, die akustischen Eigenschaften und das Verhalten im Falle eines Crashs verbessert.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 einen Teilbereich der Bodenplatte und einer

Sektion der Seitenwand des Wagenkastens nach Fig. 1 im vergrößerten Maßstab,

Fig. 3 den Bereich der Verbindung zwischen der 0 Bodenplatte und der Sektion der Seitenwand

im Querschnitt,

Fig. 4-6 jeweils unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten der Seitenwandsektion im Schnitt nach der Linie A - A in Fig. 2.

Der Wagenkasten hat eine Bodenplatte 1 und Stirnwände 2, die bevorzugt aus Aluminium-Strangpreßprofilen zusammengesetzt sind. Aus Aluminium können auch im oberen Bereich des Wagenkastens seitliche angeordnete Längsträger 7 bestehen. Das Dach 4 ist aus einer Sandwichplatte hergestellt, die z. B. in Harz eingebettete Kohlenstoffasern und Hartschaum aufweist. Die Seitenwände 3 enthalten Längssektionen 3.1., 3.2 bis 3.n, die jeweils aus einem einteiligen Hohlkammerprofil 5 aus Faserverbundstoff mit Fasern aus Kohlenstoff oder Glas bestehen. Die in

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Fahrzeugquerrichtung gewölbten Hohlkammerprofile 5 umfassen jeweils Fenstersäulen 3a und einen Fensterausschnitt 3b. Die in den Hohlkammerprofilen 5 angeordneten Stege 5.c verlaufen senkrecht zwischen der Bodenplatte 1 und dem Dach 4 (siehe Fig. 2) .

Alternativ zu der vorbeschriebenen Bauweise mit Längs-Sektionen kann jede Seitenwand 3 in ihrer vollständigen Länge durch ein einziges Hohlkammerprofil 5 gebildet sein, was keiner gesonderten Darstellung bedarf.

Jedes Hohlkammerprofil 5 weist eine Außenwandung 5a, eine Innenwandung 5b und die diese Wandungen 5a, 5b verbindenden Stege 5c auf. Wie ersichtlich, stellen diese Wandungen 5a, 5b und die Stege 5c Dreieckkammer-Konstruktionen dar, die das beste Verhältnis von Gewicht und Steifigkeit erbringen. Die dreieckförmigen Räume können mit einem Werkstoff gefüllt sein, der gute Eigenschaften in bezug auf Wärme- und Schallisolierung und/oder Absorption von Energie besitzt.

Die in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Gestaltungsmöglichkeiten des Hohlkammerprofils 5 ermöglichen es, dessen Steifigkeit gezielt zu variieren. Gemäß Fig. 4 hat die Außenwandung 5a eine größere Wanddicke als die Innenwandung 5b, wodurch die Seitenwand 3 insbesondere gegenüber Vandalismus widerstandsfähiger ist. Im Beispiel nach Fig. 5 weist das Hohlkammerprofil 5 im Bereich der Fenstersäule 3a eine höhere Anzahl von Stegen 5c auf als im Bereich des neben der Fenstersäule 3a befindlichen Fensterausschnittes 3b. Wie in Fig. 6 dargestellt ist, haben die Stege 5c des Hohlkammerprofils 5 im Bereich der Fenstersäule 3a eine größere Wanddicke als die Stege im Bereich des benachbarten Fensterausschnittes 3b. Es versteht sich, daß die vorbeschriebenen Ausführungsformen nach Fig. 4 bis 6 miteinander kombinierbar sind.

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Das die jeweilige Längssektion 3.1 bis 3.&eegr; bildende Hohlkammerprofil 5 wird durch Kleben biegesteif an die Bodenplatte 1 angeschlossen. Dabei empfiehlt es sich, im Verbindungsbereich des Hohlkanunerprofils 5 mit der Bodenplatte 1 ein in Fahrzeuglängsrichtung verlaufendes Verstärkungsprofil 6 - bevorzugt ein Pultrudat - anzuordnen, um die Fügefläche zu vergrößern. Wie in Fig. gezeigt ist, kann dieses Verstärkungsprofil 6 in das Hohlkammerprofil 5 einlaminiert sein. Ebenfalls zum Erzielen einer möglichst großen Fügefläche ist die Außenwandung 5a des Hohlkammerprofils 5 nach unten verlängert und an die seitliche Außenfläche la der Bodenplatte 1 angepaßt.

Liste der Bezugszeichen

1 Bodenplatte

la seitliche Außenfläche

0 2 Stirnwand

3 Seitenwand

3.1 Längssektion 1

3.2 Längssektion 2 3.&eegr; Längssektion &eegr;

3a Fenstersäule

3b Fensterausschnitt

4 Dach

5 Hohlkammerprofil der Seitenwand 5a Außenwandung

5b Innenwandung

5c Steg

6 Verstärkungsprofil

7 oberer Längsträger

Claims

&mgr;. 0397 .: .·*. .: «··. >\ ···: duewag ag Schutzanspriiche

1. Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges, mit einer Bodenplatte (1), Stirnwänden (2), Seitenwänden (3) und einem Dach (4), wobei die jeweilige Seitenwand (3) Fenstersäulen (3a) und zumindest ein Hohlkammerprofil (5) enthält, das eine Außenwandung (5a), eine Innenwandung (5b) und diese beiden Wandungen (5a, 5b) verbindende Stege (5c) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (3) in ihrer vollständigen Länge oder eine jeweilige Längssektion (3.1, 3.2, 3.n) der Seitenwand (3) durch ein einteiliges, die Fenstersäulen (3a) umfassendes Hohlkammerprofil (5) aus Faserverbundwerkstoff gebildet ist, dessen Stege (5c) senkrecht angeordnet sind.

2. Wagenkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung (5a), die Innenwandung (5b) und die Stege (5c) des Hohlkanunerprofils (5) eine Dreieckkammer-Konstruktion darstellen.

3. Wagenkasten nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung (5a) des Hohlkammerprofils

(5) eine größere Wanddicke aufweist als dessen Innenwandung (5b) .

4. Wagenkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlkammerprofil (5) im Bereich der Fenstersäulen (3a) eine höhere Anzahl von Stegen (5c) aufweist als im Bereich des zwischen den Fenstersäulen (3a) befindlichen Fensterausschnittes (3b).

5. Wagenkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (5c) des Hohlkammerprofils

(5) im Bereich der Fenstersäulen (3a) eine größere

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Wanddicke haben als die Stege (5c) im Bereich des zwischen den Fenstersäulen (3a) befindlichen Fensterausschnittes (3b) .

6. Wagenkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Außenwandung (5a), der Innenwandung (5b) und benachbarten Stegen (5c) des Hohlkammerprofils (5) bestehende, z. B. dreieckförmige Räume mit einem Werkstoff gefüllt sind, der gute Eigenschäften in bezug auf Wärme- und Schallisolierung und/oder Absorbtion von Energie besitzt.

7. Wagenkasten nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlkammerprofil (5) der Seitenwand (3) bzw. deren jeweilige Längssektion (3.1 bis 3.n) durch Kleben biegesteif an der Bodenplatte (1) angeschlossen ist.

8. Wagenkasten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwandung (5a) des Hohlkammerprofils (5) zum Erzielen einer möglichst großen Fügefläche nach unten verlängert und an die seitliche Außenfläche (la) der Bodenplatte (1) angepaßt ist.

9. Wagenkasten nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsbereich des Hohlkammerprofils (5) und der Bodenplatte (1) ein in Fahrzeuglängsrichtung verlaufendes Verstärkungsprofil (6) - vorzugsweise ein Pultrudat - angeordnet ist.

10. Wagenkasten nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstärkungsprofil (6) in das Hohlkammerprofil (5) einlaminiert ist.