EP0899176B1 - Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges - Google Patents

Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges Download PDF

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EP0899176B1
EP0899176B1 EP98115303A EP98115303A EP0899176B1 EP 0899176 B1 EP0899176 B1 EP 0899176B1 EP 98115303 A EP98115303 A EP 98115303A EP 98115303 A EP98115303 A EP 98115303A EP 0899176 B1 EP0899176 B1 EP 0899176B1
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EP
European Patent Office
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roof
side wall
end walls
upper longitudinal
halves
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EP98115303A
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EP0899176A1 (de
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Gerd Dr.-Ing. Meyer
Mikail Dipl.-Ing. Calomfirescu
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Siemens Duewag Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/005—Construction details of vehicle bodies with bodies characterised by use of plastics materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/043—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures connections between superstructure sub-units
    • B61D17/045—The sub-units being construction modules

Definitions

  • the invention relates to a car body of a rail vehicle, in which a base plate, end walls, side walls, a roof and an upper side member form a load-bearing tubular composite structure within which the Base plate and the end walls each made of extruded aluminum profiles exist and the side walls and the roof as a hood made of fiber composite material are made, the hood of at least two side wall panels with roof halves molded onto it.
  • the car body of modern rail vehicles is used especially for weight reasons created in an aluminum construction, with the larger extruded profiles are connected to each other by welding.
  • the aluminum construction has now reached such a mature level that hardly there are still opportunities to reduce the weight of the car body.
  • the rail vehicle manufacturers are therefore wanted in terms of strives to further reduce weight, for certain assemblies fiber composites use, for example, for the outer cladding of Sidewalls.
  • the full utilization of fiber composite materials is ensured by the Price of raw materials and the technical effort required to apply the force difficult. Above all, the realization of a floor slab on which different heavy equipment should be attached and in the many force applications All-plastic construction makes it very problematic appear.
  • DE-A-195 37 498 is a car body with the generic Features known.
  • each the bottom plate and the associated end walls Extruded aluminum profiles.
  • the side walls and the roof are as Hood (see FIGS. 13 and 18) made of fiber composite material, the hood having at least two side wall panels molded thereon Has halves of the roof.
  • One located at the central joint of the roof halves Side member is an additional support element in the tubular composite structure of the car body included.
  • the invention has for its object a body of the generic type Type in such a way that the lowest possible weight, a high one Resilience with flawless force transmission and an economical Manufacturing are achievable.
  • the entire car body is a supporting tubular Composite structure forms within which the floor slab and the end walls each made of extruded aluminum profiles consist of and the side walls and the roof as a hood Fiber composite material are made, at least an upper side member as an additional support element in included the tubular composite structure of the car body is.
  • 1 and 2 each show different designs of a car body in perspective view.
  • the base plate 1 and two end walls 2 made of extruded aluminum profiles.
  • the base plate 1 and the end walls 2 can be viewed as a bridge-like structure be used for the suspension of heavy equipment and the necessary force transmission is best suited.
  • the side walls 3 and the roof 4 are the hood of the Car body made of fiber composite material, wherein in particular glass fibers or carbon fibers come.
  • the entire car body forms a supporting tubular structure.
  • the hood includes side wall plates 3a arranged in pairs, to which one roof panel 4a belongs to each.
  • Such one Modular system allows the production z. B. regarding the door arrangement of different car bodies with similar plate elements 3a and 4a that Can be mass-produced cost-effectively on an assembly line are.
  • These longitudinal beams 5 are in FIG included the tubular composite structure of the car body.
  • the side members 5 also serve as connecting elements for the side wall panels 3a with the associated roof panel 4a.
  • the side members 5 for fastening parts of the interior of the Car body can be used.
  • the hood consists of Pairs of side wall panels 3a with molded on each Roof halves 4b.
  • the one created in this case too variable modular system is through a Optionally continuous design in the length of the car body replaceable.
  • the one in the middle of the vehicle located joint of the roof halves 4d arranged upper longitudinal beam 5 agrees with that with reference to FIG. 1 described longitudinal beams 5 functionally match.
  • in the Area of transition of each side wall panel 3a in their Roof half 4b is a cavity for receiving a reinforcement beam 6 provided that after insertion in this cavity is held by gluing.
  • Connecting the aluminum assemblies (base plate 1, end walls 2) and the plastic assemblies (Side wall 3, roof 4) can be done by the usual joining agents done, such as gluing, riveting, screwing.
  • joining agents such as gluing, riveting, screwing.
  • the assemblies 1 to 4 with a high Degree of production can be completed. So can for example the base plate 1 before the final assembly of the Car body with the supply lines, the floor and the underfloor assignment.
  • the windows 7 as load-bearing Elements in the corresponding fields of the side wall panels 3a to stick and these plates 3a and the Roof panels 4a or the roof halves 4b with an inner lining to provide.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges, bei dem eine Bodenplatte, Stimwände, Seitenwände, ein Dach und ein oberer Längsträger eine tragende röhrenartige Verbundstruktur bilden, innerhalb der die Bodenplatte und die Stimwände jeweils aus Aluminium-Strangpressprofilen bestehen und die Seitenwände sowie das Dach als Haube aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sind, wobei die Haube aus wenigstens zwei Seitenwandplatten mit daran jeweils angeformten Dachhälften besteht.
Der Wagenkasten modemer Schienenfahrzeuge wird insbesondere aus Gewichtsgründen in einer Aluminiumbauweise erstellt, bei der größere Strangpressprofile miteinander durch Schweißen verbunden sind. Die Aluminiumbauweise hat mittlerweile einen derart ausgereiften Stand erreicht, dass kaum noch Möglichkeiten für eine Gewichtsreduzierung des Wagenkastens bestehen. Die Schienenfahrzeughersteller sind daher im Hinblick auf eine gewollte weitere Verringerung des Gewichts bestrebt, für bestimmte Baugruppen Faserverbundwerkstoffe einzusetzen, beispielsweise zur Außenverkleidung von Seitenwänden. Eine Vollnutzung von Faserverbundwerkstoffen wird durch den Preis der Rohstoffe und durch den technischen Aufwand für die Krafteinleitung erschwert. Vor allem die Realisierung einer Bodenplatte, an der unterschiedlich schwere Geräte befestigt werden sollen und in der auch viele Krafteinleitungen verlaufen müssen, lässt eine Vollkunststoff-Bauweise sehr problematisch erscheinen.
Durch die DE-A-195 37 498 ist ein Wagenkasten mit den gattungsgemäßen Merkmalen bekannt. Bei diesem Wagenkasten bestehen entsprechend Fig. 1 und Fig. 2 die Bodenplatte und die damit verbundenen Stimwände jeweils aus Aluminium-Strangpressprofilen. Die Seitenwände sowie das Dach sind als Haube (siehe Fig. 13 und Fig. 18) aus Faserverbundwerkstoff hergestellt, wobei die Haube wenigstens zwei Seitenwandplatten mit daran angeformten Dachhälften aufweist. Ein an der mittigen Stoßstelle der Dachhälften angeordneter Längsträger ist als zusätzliches Tragelement in die röhrenartige Verbundstruktur des Wagenkastens einbezogen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wagenkasten der gattungsgemäßen Art so zu gestalten, dass ein möglichst geringes Gewicht, eine hohe Belastbarkeit mit einwandfreien Krafteinleitungen und eine wirtschaftliche Herstellung erreichbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Bereich des Überganges jeder Seitenwandplatte in ihre Dachhälfte ein Hohlraum zur Aufnahme eines Verstärkungsträgers vorgesehen ist, der nach dem Einsetzen in diesen Hohlraum durch Kleben gehalten wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der gesamte Wagenkasten eine tragende röhrenartige Verbundstruktur bildet, innerhalb der die Bodenplatte und die Stirnwände jeweils aus Aluminium-Strangpreßprofilen bestehen und die Seitenwände sowie das Dach als Haube aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sind, wobei zumindest ein oberer Längsträger als zusätzliches Tragelement in die röhrenartige Verbundstruktur des Wagenkastens einbezogen ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im weiteren wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils unterschiedliche Gestaltungen eines Wagenkastens in perspektivischer Ansicht.
Gemäß Fig. 1 und 2 bestehen die Bodenplatte 1 und die beiden Stirnwände 2 übereinstimmend aus Aluminium-Strangpreßprofilen. Die Bodenplatte 1 und die Stirnwände 2 können als eine brückenartige Struktur angesehen werden, die für die Aufhängung schwerer Geräte und die dazu notwendigen Krafteinleitungen bestens geeignet ist. Die Seitenwände 3 und das Dach 4 sind als Haube des Wagenkastens aus Faserverbundwerkstoff hergestellt, wobei insbesondere Glasfasern oder Kohlenstoffasern in Betracht kommen. Dabei ist eine Schalenbauweise mit Stringern und Spanten oder eine Sandwichbauweise mit einem Kern aus Hartschaum oder Wabenkörpern möglich. Der gesamte Wagenkasten bildet eine tragende röhrenartige Struktur.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, beinhaltet die Haube paarweise angeordnete Seitenwandplatten 3a, zu denen jeweils eine Dachplatte 4a gehört. Ein solches Baukastensystem erlaubt die Herstellung z. B. hinsichtlich der Türanordnung unterschiedlicher Wagenkästen mit gleichartigen Plattenelementen 3a und 4a, die auf kostengünstige Weise in Serie am Fließband produzierbar sind. Eine alternative, sich in Länge des Wagenkastens erstreckende Ausführung der Seitenwandelemente 3a links und rechts sowie der dann einzigen Dachplatte 4a ist selbstverständlich möglich. Im Bereich der beiden Stoßstellen zwischen den Seitenwandplatten 3a und der Dachplatte 4a - siehe auch die lupenartige Vergrößerung in Fig. 1 - ist jeweils ein durchlaufender Längsträger 5 aus Aluminium, Stahl oder Kunststoff (Pultrudat) angeordnet. Diese Längsträger 5 sind als zusätzliche Tragelemente in die röhrenartige Verbundstruktur des Wagenkastens einbezogen. Die Längsträger 5 dienen außerdem als Verbindungselemente für die Seitenwandplatten 3a mit der zugehörigen Dachplatte 4a. Weiter sind die Längsträger 5 für das Befestigen von Teilen der Innenausstattung des Wagenkastens nutzbar.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 besteht die Haube aus Paaren von Seitenwandplatten 3a mit daran jeweils angeformten Dachhälften 4b. Das auch in diesem Falle geschaffene variable Baukastensystem ist durch eine wahlweise in Länge des Wagenkastens durchlaufende Ausführung ersetzbar. Der an der in Fahrzeuglängsmitte befindlichen Stoßstelle der Dachhälften 4d angeordnete obere Längsträger 5 stimmt mit den anhand der Fig. 1 beschriebenen Längsträgern 5 funktionell überein. Im Bereich des Überganges jeder Seitenwandplatte 3a in ihre Dachhälfte 4b ist ein Hohlraum zur Aufnahme eines Verstärkungsträgers 6 vorgesehen, der nach dem Einsetzen in diesen Hohlraum durch Kleben gehalten wird.
Das Verbinden der Baugruppen aus Aluminium (Bodenplatte 1, Stirnwände 2) und der Baugruppen aus Kunststoff (Seitenwand 3, Dach 4) kann durch die üblichen Fügemittel erfolgen, wie Kleben, Nieten, Schrauben. Für die Endmontage des Wagenkastens sind keine Schweißarbeiten notwendig, so daß die Baugruppen 1 bis 4 mit einem hohen Fertigungsgrad komplettiert werden können. So kann beispielsweise die Bodenplatte 1 vor der Endmontage des Wagenkastens mit den Versorgungsleitungen, dem Fußboden und der Unterflurbelegung ausgerüstet werden. In diesem Sinne bietet es sich auch an, die Fenster 7 als mittragende Elemente in die entsprechenden Felder der Seitenwandplatten 3a zu kleben und diese Platten 3a sowie die Dachplatten 4a bzw. die Dachhälften 4b mit einer Innenverkleidung zu versehen.
Liste der Bezugszeichen
1
Bodenplatte
2
Stirnwand
3
Seitenwand
3a
Seitenwandplatte
4
Dach
4a
Dachplatte
4b
Dachhälfte
5
oberer Längsträger
6
Verstärkungsträger
7
Fenster

Claims (3)

  1. Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges, bei dem eine Bodenplatte (1), Stimwände (2), Seitenwände (3), ein Dach (4) und ein oberer Längsträger (5) eine tragende röhrenartige Verbundstruktur bilden, innerhalb der die Bodenplatte (1) und die Stimwände (2) jeweils aus Aluminium-Strangpressprofilen bestehen und die Seitenwände (3) sowie das Dach (4) als Haube aus Faserverbundwerkstoff hergestellt sind, wobei die Haube aus wenigstens zwei Seitenwandplatten (3a) mit daran jeweils angeformten Dachhälften (4b) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Überganges jeder Seitenwandplatte (3a) in ihre Dachhälfte (4b) ein Hohlraum zur Aufnahme eines Verstärkungsträgers (6) vorgesehen ist, der nach dem Einsetzen in diesen Hohlraum durch Kleben gehalten wird.
  2. Wagenkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Längsträger (5) an der in Fahrzeuglängsmitte befindlichen Stoßstelle der Dachhälften (4b) angeordnet ist und neben seiner Funktion als zusätzliches Tragelement als Verbindungselement für die Dachhälften (4b) dient.
  3. Wagenkasten nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Längsträger (5) für das Befestigen von Teilen der Innenausstattung - wie z. B. Gepäckablage, Luftkanal, Beleuchtungskörper - nutzbar ist.
EP98115303A 1997-08-25 1998-08-14 Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges Expired - Lifetime EP0899176B1 (de)

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