EP2431247A2 - Vehicle body structure and vehicle - Google Patents
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Classifications
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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
- B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
- B61D17/08—Sides
Definitions
- the present invention relates to a vehicle with a vehicle body structure, in particular a rail vehicle.
- Vehicles in particular rail vehicles, typically have a vehicle body structure comprising two side walls extending on the longitudinal sides of the vehicle, two transversely extending end walls, namely a front end wall and a rear end wall, a vehicle floor and a vehicle roof.
- the side walls comprise, for static reasons, each an upper and a lower longitudinal beam and each a side wall panel.
- braces are often provided on these in order to absorb compressive and tensile forces in different operating situations can, for example when lifting and railing of the vehicle, aerodynamic loads or even increased buffer pressure.
- a structure which has a base frame with a first and a second longitudinal beam.
- the side wall is formed in part by a side wall panel, an outer and an inner support post, which are connected to the side wall panel and disposed at the ends adjacent to the longitudinal beams.
- the car body structure of a freight car with a base and side walls specified.
- the side walls are formed of several side panels and support posts.
- the support posts are attached to the side panels by means of self-cutting rivets.
- one or more wells may be molded into the side wall panels, respectively. These hollows are located in the area of the support posts.
- four or five such wells may be incorporated in a row in the side panel extending to near the top sidewall edge and near the bottom sidewall edge.
- a car body structure of a freight car is disclosed.
- the carbody structure includes side walls with spaced apart vertical support posts and with horizontal stiffening elements secured between the support posts.
- the horizontal stiffening elements form a recessed sidewall profile.
- the car body structures of the known rail vehicles are complex, so that their production is costly.
- conventional car body structures consist of a plurality of individual components, such as struts, stiffening posts, Beulsteifen, covers and the like, with which, for example, a framework can be formed and welded together with the wall elements, so that there is a considerable installation effort.
- the long beams of the side walls are also mounted by welding only with difficulty because the joints are often not easily accessible.
- the car body structure must meet the static requirements of the load bearing and load distribution in various operating situations, such as lifting and railing of the vehicle, aerodynamic stress and force on the vehicle via the buffers.
- the invention has the object to find a vehicle with a vehicle body structure, which is easy and therefore inexpensive to produce, which has a pleasing appearance and which meets the static requirements of the load bearing and load distribution.
- the vehicle according to the invention has a vehicle box structure which comprises two side walls extending on the longitudinal sides of the vehicle.
- the side walls each have an upper and a lower longitudinal beam and in each case a side wall plate.
- each side wall panel for stiffening at least one long depression extending vertically from the lower longitudinal member to the upper longitudinal member is introduced.
- the side panel is preferably connected to the long beams in the area of the long hollows.
- the side panel provided with the at least one long trough preferably extends over the entire length of the vehicle, or at least the length of the vehicle part, which is not occupied by a driver's compartment / cabs, namely over the length of the engine room of the vehicle. Therefore, the side wall of the vehicle is preferably formed by a single side wall panel having at least one long trough.
- the car body structure of the vehicle according to the invention is much simpler, easier and therefore less expensive to produce and assemble than previously known car body structures. Because compared to conventional car body structures, the car body of the vehicle according to the invention consists of only a few components that are connected to the side wall panel. By eliminating the additional involvement of stiffening ribs, struts, posts, Beulsteifen and covers in the region of the side wall panel, can be formed without further effort only interrupted by the long hollows flat side wall surface, so that an attractive appearance of the vehicle is achieved.
- the heat input during assembly is enormously reduced, so that time-consuming straightening work and, if necessary, putty work in the production are avoided.
- the manufacture and assembly of the body structure of the components by joining is simplified because the joints (preferably welds) are easily accessible, so that the use of robotic welding with the required reliability is possible.
- the vehicle body structure according to the invention is therefore a robotic, fault-tolerant welded construction with a greatly simplified geometry for the longitudinal beams and the side wall panel. The examination of the manufactured joint connections is considerably simplified. For example, an endoscope is not required.
- the vehicle according to the invention is in particular a rail vehicle, especially a railcar.
- a rail vehicle especially a railcar.
- this includes a freight car and a locomotive, but also a passenger transport vehicle, such as a tram or a passenger car for local or long-distance traffic to understand.
- the vehicle typically also includes front elements in addition to the body.
- the car body is mounted on chassis.
- the side panel is preferably made of steel.
- the sheet typically has a thickness of about 4 mm.
- the sheet may in principle be thicker than 4 mm, for example up to 10 mm, or even thinner, for example up to 1.5 mm.
- thicker sheets are more difficult to machine and have a greater weight.
- Thinner sheets are easier to work and have a lower weight.
- the stability of a thinner side wall panel is reduced.
- the cross section of at least one long recess in the side wall panel is rectangular, possibly also square, or trapezoidal.
- a U-profile is formed in these cases.
- the cross-section may also have a "hat shape", ie, further legs may adjoin the side legs of the profile (the "brim"), which preferably lie flat against a joining connection on the long beam. It is preferable to choose a cross section that satisfies the requirements of the statics of the car body.
- the long trough can also have a triangular cross-section. The cross section of the long trough preferably remains substantially constant over its entire length.
- each long recess in the side wall plate is produced by bending.
- the side panel is very gentle, i. with virtually constant sheet thickness, generated, and there are no disturbances in the metal structure, such as microcracks caused.
- the long depressions are produced by means of a forming process, for example by deep-drawing, the material can flow, with the result that the thickness of the side wall is differently thick at different points.
- microcracks can be formed. This affects the strength of the material.
- a very important advantage of the production method by folding is that no special forms for forming must be provided. Rather, it is sufficient that the long hollows are produced on a conventional press brake.
- each long recess is formed as a bulge of the side wall panel to the vehicle outer side.
- the long troughs can in principle be designed as a bulge of the side wall panel to the vehicle interior.
- At least three long depressions may also be introduced into each side panel for static reasons, the distances between adjacent elongated troughs being equal or at least essentially ( ⁇ 20%) equal, resulting in a uniform stress distribution in the side wall.
- Such components may for example be installed in the region of the side wall panel, preferably welded to form, for example, a framework.
- Such an additional Stiffening may be required, inter alia, if openings, for example ventilation openings, or passages in the side panel have to be provided. The power flow in the side wall must then be passed around these openings or passages around them.
- the side wall panel is connected to the upper and the lower longitudinal beams by welding.
- the side wall plate is welded to the long beams in the area of long hollows.
- the side panel may also be connected to the longitudinal members by other joining techniques, for example by riveting.
- the upper and lower longitudinal members are each in the form of a I-beam having a web plate and at longitudinal edges of the web plate with this connected upper and lower straps.
- the lower long beam may have a wider web plate for reasons of static than the upper I-beam.
- the I-beam of the lower long beam and / or the upper long beam may alternatively be formed of a web plate with two serving as upper and lower belt rectangular hollow sections.
- a plurality of mutually parallel web plates or a rectangular hollow profile may be provided.
- an I-beam for the lower longitudinal beam and / or the upper long beam also another profile can be used, for example, a square or preferably a rectangular structural steel hollow profile.
- the material from which the long beams, preferably in the form of I-beams, are formed can in particular have a thickness of about 10 mm. This thickness gives the I-beam sufficient bending and torsional rigidity. Of course, the material may also be thicker, for example up to 25 mm, or even thinner, for example up to 4 mm. However, the rigidity is reduced with thinner sheets, and the processability of the material is difficult in the case of thicker material. In addition, the weight of the I-beams is higher when the material is thicker.
- the long beams are preferably made of steel.
- a tensile or compressive force acting on the vehicle over the lower longitudinal girder to be transmitted from the bottom to the top in a substantially rectilinear manner (viewed in cross section in or opposite to the transport direction) via the side wall panel onto the upper elongated girder.
- the web plate of the lower long beam, the parts of the side panel, not the long but the flat, albeit interrupted by the long hollows form wall surface, and the web plate of the upper long beam are aligned substantially aligned with each other.
- the present invention over the known constructions advantageous (see, for example, the non-aligned arrangement of the lower outer longitudinal member, the side wall panel and the upper flange in the side wall construction, which in WO 2009/114793 A1 is shown).
- the upper longitudinal member and / or the lower longitudinal member is stiffened by at least one U-profile connected to the web plate and the upper flange and the lower flange and extending vertically.
- Each such U-profile of the upper and lower longitudinal beam is preferably connected thereto by welding.
- the U-profiles can also be connected by a different joining method with the longitudinal beams, for example, rivets.
- each U-profile of the upper or lower longitudinal beam is aligned with a long recess in the side wall panel.
- the longitudinal beams and the side wall plate and optionally other components are preferably made of steel. But they can also consist of aluminum.
- the side walls may also be covered by tarpaulins in order to achieve an aesthetically pleasing appearance of the vehicle.
- each side wall can be covered by a tarpaulin be concealed.
- a large-format motif may be appropriate, such as advertising, a company logo or the like.
- the tarpaulin can be fastened to the side wall by means of a fastening device.
- each fastening device For attachment of the tarpaulin on the side wall of the vehicle fastening devices are provided on the side wall, which hold the tarpaulin at their edges. Over at least one edge, preferably over three edges, the tarpaulin is stretched.
- each fastening device can have a holding device, for example in the form of a retaining profiled rail, for example with a respective guide chamber for receiving the welt of the tarpaulin.
- the tarpaulin with the respective fastening device is also tensioned, this additionally has, assigned to each holding device, in particular retaining profiled rail, at least one clamping device attached to the vehicle for exerting a force on the holding device, in particular retaining profiled rail, on the tarpaulin.
- the clamping device may have an adjusting device, such as a bolt which engages in a thread and over which the holding device, in particular retaining rail, held and thus the tarpaulin can be stretched.
- the piping of the tarpaulin is received in the guide chamber of the holding device, preferably by lateral insertion of the welt in the guide chamber.
- the flag of the welt or the tarpaulin protrude through a slot out of the guide chamber.
- the holding device in particular retaining rail, holds the tarpaulin at one edge in this manner, so that the force used to tension the tarpaulin is uniformly transmitted across the wall to the tarpaulin surface and any compressive or tensile load acting on the tarpaulin is uniform over the edge is derived.
- Fig. 1 About one half of a side wall 100 of a vehicle according to the invention is in Fig. 1 shown in an isometric view.
- Fig. 2 and Fig. 3 is an upper or a lower part of the side wall partially shown also in an isometric view.
- Fig. 4 is a representation of the side wall panel
- Fig. 5 a representation of the upper long carrier
- Fig. 6 a representation of the lower longitudinal beam represented in each case in a horizontal longitudinal section through the side wall (side wall: section CC, upper long beam: section BB, lower long beam: section DD, see each Fig. 1 ).
- Fig. 7 the side wall is further shown in a vertical sectional view (section AA, see Fig. 1 ).
- the side wall has a central region between the upper long beam 120 and the lower long beam 130 in which it is formed by a side wall panel 110.
- the side wall panel is bordered by the upper long beam 120 and the lower long beam 130.
- the long beams are welded to the side wall panel over its entire length.
- the side wall panel 110 is made of a steel sheet having a thickness of 4 mm.
- long troughs in the form of U-profiles 115 are introduced, which extend between the upper longitudinal beam 120 and the lower longitudinal beam 130 in the vertical direction.
- 22 U-profiles can be made in the side wall by folding.
- the U-profiles 115 are produced by folding. They each result bulges of the side wall to the vehicle outer side (in principle, the U-profiles can also bulges to the vehicle inside revealed). These U-profiles each have side legs 116, 117 and an end face (a profile bottom) 118.
- the U-profiles have, for example, a depth (bulging of the flat side wall surface 111) of about 2 cm and a width (parallel to the flat side wall surface) of about 8 cm.
- the center distance between adjacent U-profiles is about 50 cm, so that the free area 111 between the U-profiles is about 43 cm wide.
- the U-profiles extend over the entire height of the side wall panel between the upper longitudinal beam 120 and the lower longitudinal beam 130.
- the side wall panel is not only in the area of the flat side wall surface 111 between the U-profiles but also in the U-profiles itself with the welded upper upper beam and the lower longitudinal beam. This results in an excellent rigidity of the overall construction.
- the upper long beam 120 is formed in the shape of an I-beam.
- the long beam thus consists of a web plate 121, a lower flange 122 and a top flange 123.
- the material of the web plate, the lower flange and the upper flange has a thickness of 10 mm.
- the upper flange and the lower flange are integrally formed on the web plate in a conventional manner.
- U-profiles 125 are welded to the web plate 121 of the upper long beam 120.
- the U-profiles have side legs 126, 127 and respective end faces 128.
- the U-profiles extend over the entire height of the web plate and are welded not only to the web plate but also to the underside of the upper belt and to the upper side of the lower belt.
- These U-profiles are made of a material with a thickness of 4 mm.
- the U-profiles 125 are mounted on the upper longitudinal beam 120 so that they are aligned with the U-profiles 115 in the side wall panel 110. Thus, a very stable construction is achieved.
- the lower long beam 130 is formed in the form of an I-beam.
- This longitudinal beam thus consists of a web plate 131 and a lower flange 132 and a top flange 133.
- the material of the web plate, the lower flange and the upper flange has a thickness of 10 mm.
- the upper flange and the lower flange are integrally formed on the web plate in a conventional manner.
- U-profiles 135 are welded to the web plate 131 of the lower longitudinal carrier 130.
- the U-profiles have side legs 136, 137 and respective end faces 138.
- the U-profiles extend over the entire height of the web plate and are not only welded to the web plate but also to the underside of the upper belt and to the upper side of the lower belt of this long profile.
- These U-profiles are made of a material with a thickness of 4 mm.
- the U-profiles 135 of the lower longitudinal member 130 are mounted on the lower longitudinal beam so that they are aligned with the U-profiles 115 in the side wall panel 110. Thus, a very stable construction is achieved.
- the side wall 100 Due to the small number of individual elements of which the side wall 100 is composed and the small number of welded joints, it is extremely easy to make the side wall. In particular, it is possible to manufacture the side wall by robot welding.
- a tarpaulin can also be attached to the outside, on which, for example a large-scale motif is located.
- Fig. 8 the stress distribution in the sidewall is shown in detail.
- Fig. 8a is the stress distribution in the sidewall according to conventional design shown while Fig. 8b the stress distribution in the sidewall according to the invention is reproduced. Darker areas in the figures indicate sidewalls with less tension, while the greater the tension, the brighter the area is represented in the figures.
- a load was applied to the sidewall in the form of a buffer pressure of 2000 kN.
- the resulting deformation and resulting stress distribution was investigated.
- Fig. 9 the stress distribution in the sidewall is shown in detail.
- Fig. 9a the stress distribution in the sidewall according to conventional design is shown during Fig. 9b the stress distribution in the sidewall according to the invention is reproduced.
- darker areas in the figures indicate lower voltage sidewall surfaces while the greater the voltage, the brighter the area in the figures.
- the side wall with a new construction not only with much less individual components lighter and thus cheaper to produce but also has even better rigidity.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkastenstruktur, insbesondere ein Schienenfahrzeug.The present invention relates to a vehicle with a vehicle body structure, in particular a rail vehicle.
Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, weisen typischerweise eine Wagenkastenstruktur auf, die zwei an den Längsseiten des Fahrzeuges verlaufende Seitenwände, zwei quer dazu verlaufende Stirnwände, nämlich eine vordere Stirnwand und eine hintere Stirnwand, einen Fahrzeugboden und ein Fahrzeugdach umfasst. Die Seitenwände umfassen aus statischen Gründen jeweils einen oberen und einen unteren Langträger sowie jeweils ein Seitenwandblech. Damit die Seitenwände eine ausreichende Stabilität haben, sind vielfach Verstrebungen an diesen vorgesehen, um Druck- und Zugkräfte in unterschiedlichen Betriebssituationen aufnehmen zu können, beispielsweise beim Anheben und Eingleisen des Fahrzeuges, ferner aerodynamische Lasten oder auch einen erhöhten Pufferdruck.Vehicles, in particular rail vehicles, typically have a vehicle body structure comprising two side walls extending on the longitudinal sides of the vehicle, two transversely extending end walls, namely a front end wall and a rear end wall, a vehicle floor and a vehicle roof. The side walls comprise, for static reasons, each an upper and a lower longitudinal beam and each a side wall panel. In order for the side walls to have sufficient stability, braces are often provided on these in order to absorb compressive and tensile forces in different operating situations can, for example when lifting and railing of the vehicle, aerodynamic loads or even increased buffer pressure.
Für die Wagenkastenstruktur eines Güterwaggons ist in
Weiterhin ist in
In
Die Wagenkastenstrukturen der bekannten Schienenfahrzeuge sind aufwändig, sodass deren Herstellung kostspielig ist. Insbesondere bestehen herkömmliche Wagenkastenstrukturen aus einer Vielzahl von einzelnen Bauelementen, wie Streben, Versteifungspfosten, Beulsteifen, Deckeln und dergleichen, mit denen beispielsweise ein Fachwerk gebildet werden kann und die zusammen mit den Wandelementen verschweißt werden, sodass sich ein erheblicher Montageaufwand ergibt. Die Langträger der Seitenwände sind darüber hinaus durch Schweißen nur unter Aufwand montierbar, da die Verbindungsstellen häufig nicht gut zugänglich sind. Außerdem ist es schwierig, ein optisch ansprechendes Aussehen der Außenhaut des Wagenkastens herzustellen, insbesondere eine ebene Oberfläche der Seitenwände. Denn durch die diversen Schweißverbindungsstellen verziehen sich die Seitenwandbleche, sodass ein erheblicher Richtaufwand erforderlich ist. Ferner besteht stets das Problem, dass die Wagenkastenstruktur den statischen Anforderungen an die Lastaufnahme und Lastverteilung bei diversen Betriebssituationen genügen muss, etwa beim Anheben und Eingleisen des Fahrzeuges, bei aerodynamischer Beanspruchung sowie bei Krafteinwirkung auf das Fahrzeug über die Puffer.The car body structures of the known rail vehicles are complex, so that their production is costly. In particular, conventional car body structures consist of a plurality of individual components, such as struts, stiffening posts, Beulsteifen, covers and the like, with which, for example, a framework can be formed and welded together with the wall elements, so that there is a considerable installation effort. The long beams of the side walls are also mounted by welding only with difficulty because the joints are often not easily accessible. In addition, it is difficult to produce a visually pleasing appearance of the outer skin of the car body, in particular a flat surface of the side walls. Because of the various welding joints, the side panels spoil, so that a considerable straightening effort is required. Furthermore, there is always the problem that the car body structure must meet the static requirements of the load bearing and load distribution in various operating situations, such as lifting and railing of the vehicle, aerodynamic stress and force on the vehicle via the buffers.
Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einer Fahrzeugkastenstruktur zu finden, die leicht und damit kostengünstig herstellbar ist, die ein ansprechendes Äußeres aufweist und die den statischen Anforderungen an die Lastaufnahme und Lastverteilung entspricht.Therefore, the invention has the object to find a vehicle with a vehicle body structure, which is easy and therefore inexpensive to produce, which has a pleasing appearance and which meets the static requirements of the load bearing and load distribution.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Fahrzeug nach Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the vehicle according to claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug weist eine Fahrzeugkastenstruktur auf, die zwei an den Längsseiten des Fahrzeuges verlaufende Seitenwände umfasst. Die Seitenwände weisen jeweils einen oberen und einen unteren Langträger sowie jeweils ein Seitenwandblech auf. In erfindungsgemäßer Art und Weise ist in jedes Seitenwandblech zur Versteifung mindestens eine sich vom unteren Langträger zum oberen Langträger senkrecht erstreckende Langmulde eingebracht. Das Seitenwandblech ist mit den Langträgern bevorzugt auch im Bereich der Langmulden verbunden. Das mit der mindestens einen Langmulde versehene Seitenwandblech erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Fahrzeuges oder zumindest über die Länge des Fahrzeugteils, der nicht von einem Führerraum / den Führerräumen eingenommen wird, nämlich beispielsweise über die Länge des Maschinenraumes des Fahrzeuges. Daher ist die Seitenwand des Fahrzeuges bevorzugt durch ein einziges Seitenwandblech mit mindestens einer Langmulde gebildet.The vehicle according to the invention has a vehicle box structure which comprises two side walls extending on the longitudinal sides of the vehicle. The side walls each have an upper and a lower longitudinal beam and in each case a side wall plate. In accordance with the invention is in each side wall panel for stiffening at least one long depression extending vertically from the lower longitudinal member to the upper longitudinal member is introduced. The side panel is preferably connected to the long beams in the area of the long hollows. The side panel provided with the at least one long trough preferably extends over the entire length of the vehicle, or at least the length of the vehicle part, which is not occupied by a driver's compartment / cabs, namely over the length of the engine room of the vehicle. Therefore, the side wall of the vehicle is preferably formed by a single side wall panel having at least one long trough.
Indem erfindungsgemäß - anders als bei herkömmlichen Konstruktionen des Wagenkastenaufbaus - keine zusätzlichen mit den Seitenwänden und Langträgern verbundenen Versteifungen und Seitenwandpfosten eingebaut sind, ist die Wagenkastenstruktur des erfindungsgemäßen Fahrzeuges wesentlich einfacher, leichter und daher kostengünstiger herstellbar und montierbar als bisher bekannte Wagenkastenstrukturen. Denn gegenüber herkömmlichen Wagenkastenstrukturen besteht der Wagenkasten des erfindungsgemäßen Fahrzeuges aus nur wenigen Bauelementen, die mit dem Seitenwandblech verbunden werden. Indem auf die zusätzliche Einbindung von Versteifungsrippen, -streben, -pfosten, Beulsteifen und Deckeln im Bereich des Seitenwandbleches verzichtet wird, lässt sich ohne weiteren Aufwand eine lediglich durch die Langmulden unterbrochene ebene Seitenwandfläche bilden, sodass ein ansprechendes Erscheinungsbild des Fahrzeuges erreicht wird. Dadurch wird auch die Wärmeeinbringung bei der Montage (beim Schweißen und Richten) enorm reduziert, sodass zeitaufwändige Richtarbeiten und gegebenenfalls Spachtelarbeiten in der Produktion vermieden werden. Darüber hinaus ist die Herstellung und Montage der Wagenkastenstruktur aus den Bauelementen durch Fügen vereinfacht, weil die Fügestellen (vorzugsweise Schweißnähte) leicht zugänglich sind, sodass auch der Einsatz von Roboterschweißen mit der erforderlichen Zuverlässigkeit möglich ist. Die erfindungsgemäße Wagenkastenstruktur ist daher eine robotergerechte, fehlertolerante Schweißkonstruktion mit stark vereinfachter Geometrie für die Langträger und das Seitenwandblech. Auch die Prüfung der hergestellten Fügeverbindungen wird wesentlich vereinfacht. Beispielsweise ist eine Endoskopierung nicht erforderlich. Durch die vereinfachte Konstruktion kann natürlich eine größere Steifigkeit erreicht werden, wenn die durch die vereinfachte Konstruktion ermöglichte Gewichtseinsparung zugunsten beispielsweise einer größeren Dicke des Seitenwandbleches genutzt wird. Bei geeigneter Wahl der Dicke des Seitenwandbleches kann sogar sowohl eine moderate Gewichtseinsparung als auch eine Verbesserung der statischen Eigenschaften der Wagenkastenstruktur erreicht werden.By inventively - unlike conventional structures of the car body structure - no additional stiffeners and side wall posts connected to the side walls and long beams are installed, the car body structure of the vehicle according to the invention is much simpler, easier and therefore less expensive to produce and assemble than previously known car body structures. Because compared to conventional car body structures, the car body of the vehicle according to the invention consists of only a few components that are connected to the side wall panel. By eliminating the additional involvement of stiffening ribs, struts, posts, Beulsteifen and covers in the region of the side wall panel, can be formed without further effort only interrupted by the long hollows flat side wall surface, so that an attractive appearance of the vehicle is achieved. As a result, the heat input during assembly (during welding and straightening) is enormously reduced, so that time-consuming straightening work and, if necessary, putty work in the production are avoided. In addition, the manufacture and assembly of the body structure of the components by joining is simplified because the joints (preferably welds) are easily accessible, so that the use of robotic welding with the required reliability is possible. The vehicle body structure according to the invention is therefore a robotic, fault-tolerant welded construction with a greatly simplified geometry for the longitudinal beams and the side wall panel. The examination of the manufactured joint connections is considerably simplified. For example, an endoscope is not required. Of course, due to the simplified construction, greater rigidity can be achieved if the weight saving afforded by the simplified design is used in favor of, for example, a greater thickness of the side panel. If appropriate By choosing the thickness of the side panel, even a moderate weight saving as well as an improvement in the static characteristics of the body structure can be achieved.
Durch das Einbringen von mindestens einer sich vom unteren Langträger zum oberen Langträger im Wesentlichen senkrecht erstreckenden Langmulde in den Seitenwandblechen, wobei diese bevorzugt auch im Bereich der Langmulden mit den Langträgern verbunden sind, wird eine hervorragende Steifigkeit, insbesondere Biegesteifigkeit, des Wagenkastens erreicht. Das Seitenwandblech ist durch die Einbringung der Langmulden schub- und beulsteif. Mit der erfindungsgemäßen Konstruktion werden, verglichen mit der herkömmlichen Konstruktion, gleich bleibende Spannungsniveaus und Biegefestigkeiten erreicht.By introducing at least one longitudinal recess extending substantially perpendicularly from the lower longitudinal member to the upper longitudinal member in the side wall panels, which are preferably also connected to the longitudinal members in the region of the long recesses, excellent rigidity, in particular flexural rigidity, of the body is achieved. The side panel is by the introduction of the long hollows push and bulge. With the construction according to the invention, consistent stress levels and bending strengths are achieved compared with the conventional construction.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug ist insbesondere ein Schienenfahrzeug, ganz besonders ein Schienentriebfahrzeug. Beispielsweise ist darunter ein Güterwaggon sowie eine Lokomotive, aber auch ein Personenbeförderungswagen, wie eine Straßenbahn oder ein Personenbeförderungswagen für den Nah- oder Fernverkehr, zu verstehen. Das Fahrzeug umfasst zusätzlich zum Wagenkasten typischerweise auch Frontelemente. Ferner ist der Wagenkasten auf Fahrgestellen gelagert.The vehicle according to the invention is in particular a rail vehicle, especially a railcar. For example, this includes a freight car and a locomotive, but also a passenger transport vehicle, such as a tram or a passenger car for local or long-distance traffic to understand. The vehicle typically also includes front elements in addition to the body. Furthermore, the car body is mounted on chassis.
Das Seitenwandblech besteht vorzugsweise aus Stahl. Das Blech hat typischerweise eine Dicke von ca. 4 mm. Selbstverständlich kann das Blech grundsätzlich auch dicker als 4 mm sein, beispielsweise bis zu 10 mm, oder auch dünner, beispielsweise bis zu 1,5 mm. Allerdings sind dickere Bleche schwieriger zu bearbeiten und haben ein größeres Gewicht. Dünnere Bleche sind zwar leichter zu bearbeiten und haben ein geringeres Gewicht. Allerdings ist die Stabilität eines dünneren Seitenwandbleches verringert.The side panel is preferably made of steel. The sheet typically has a thickness of about 4 mm. Of course, the sheet may in principle be thicker than 4 mm, for example up to 10 mm, or even thinner, for example up to 1.5 mm. However, thicker sheets are more difficult to machine and have a greater weight. Thinner sheets are easier to work and have a lower weight. However, the stability of a thinner side wall panel is reduced.
Typischerweise ist der Querschnitt mindestens einer Langmulde im Seitenwandblech rechteckig, gegebenenfalls auch quadratisch, oder auch trapezförmig ausgebildet. Somit ist in diesen Fällen ein U-Profil gebildet. Der Querschnitt kann auch eine "Hutform" aufweisen, d.h. an die Seitenschenkel des Profils können sich weitere Schenkel anschließen (die "Krempe"), die für eine Fügeverbindung am Langträger vorzugsweise flächig anliegen. Es ist bevorzugt, einen Querschnitt zu wählen, der den Anforderungen an die Statik des Wagenkastens genügt. Insbesondere sind Mindestmaße für die Tiefe des Profils (Abstand zwischen dem Profilboden und der Seitenwandfläche) und die Breite des Profils (Abstand der Profilschenkel am Übergang zur Seitenwandfläche) zu wählen, beispielsweise eine Tiefe, die mindestens 20 mm (und höchstens 100 mm) beträgt, und beispielsweise eine Breite, die mindestens dem 2-fachen (und vorzugsweise höchstens dem 15-fachen) der Tiefe entspricht. Grundsätzlich kann die Langmulde auch einen dreieckigen Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt der Langmulde bleibt über deren gesamte Länge vorzugsweise im Wesentlichen konstant.Typically, the cross section of at least one long recess in the side wall panel is rectangular, possibly also square, or trapezoidal. Thus, a U-profile is formed in these cases. The cross-section may also have a "hat shape", ie, further legs may adjoin the side legs of the profile (the "brim"), which preferably lie flat against a joining connection on the long beam. It is preferable to choose a cross section that satisfies the requirements of the statics of the car body. In particular, minimum dimensions for the depth of the profile (distance between the tread base and the side wall surface) and the width the profile (distance of the profile legs at the transition to the side wall surface), for example a depth which is at least 20 mm (and at most 100 mm), and for example a width which is at least 2 times (and preferably at most 15 times) corresponds to the depth. In principle, the long trough can also have a triangular cross-section. The cross section of the long trough preferably remains substantially constant over its entire length.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jede Langmulde im Seitenwandblech durch Abkantung hergestellt. Durch dieses Herstellverfahren wird das Seitenwandblech sehr schonend, d.h. mit praktisch konstanter Blechdicke, erzeugt, und es werden keine Störungen im Metallgefüge, beispielsweise Mikrorisse, verursacht. Werden die Langmulden dagegen mit einem Umformverfahren erzeugt, beispielsweise durch Tiefziehen, so kann das Material fließen, sodass die Dicke der Seitenwand an unterschiedlichen Stellen unterschiedlich dick ist. Außerdem können auch Mikrorisse gebildet werden. Dies beeinträchtigt die Festigkeit des Materials. Ein ganz wesentlicher Vorteil der Herstellmethode durch Abkanten besteht darin, dass keine speziellen Formen für die Umformung bereitgestellt werden müssen. Vielmehr ist es ausreichend, dass die Langmulden auf einer herkömmlichen Abkantpresse hergestellt werden.In a preferred embodiment of the invention, each long recess in the side wall plate is produced by bending. By this manufacturing method, the side panel is very gentle, i. with virtually constant sheet thickness, generated, and there are no disturbances in the metal structure, such as microcracks caused. On the other hand, if the long depressions are produced by means of a forming process, for example by deep-drawing, the material can flow, with the result that the thickness of the side wall is differently thick at different points. In addition, microcracks can be formed. This affects the strength of the material. A very important advantage of the production method by folding is that no special forms for forming must be provided. Rather, it is sufficient that the long hollows are produced on a conventional press brake.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jede Langmulde als Ausbauchung des Seitenwandbleches zur Fahrzeugaußenseite ausgebildet. Selbstverständlich können die Langmulden grundsätzlich auch als Ausbauchung des Seitenwandbleches zur Fahrzeuginnenseite ausgebildet sein.In a preferred embodiment of the invention, each long recess is formed as a bulge of the side wall panel to the vehicle outer side. Of course, the long troughs can in principle be designed as a bulge of the side wall panel to the vehicle interior.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können ferner aus statischen Gründen in jedes Seitenwandblech mindestens drei Langmulden eingebracht sein, wobei die Abstände zwischen benachbarten Langmulden gleich oder zumindest im Wesentlichen (± 20%) gleich sind, sodass sich eine gleichmäßige Spannungsverteilung in der Seitenwand ergibt.In a further preferred embodiment of the invention, at least three long depressions may also be introduced into each side panel for static reasons, the distances between adjacent elongated troughs being equal or at least essentially (± 20%) equal, resulting in a uniform stress distribution in the side wall.
Zusätzlich zu den Langmulden im Seitenwandblech können selbstverständlich nach Maßgabe der erforderlichen Bauweise des Fahrzeuges zusätzlich auch weitere Bauelemente vorgesehen sein, die der Versteifung dienen. Derartige Bauelemente können beispielsweise im Bereich des Seitenwandbleches eingebaut sein, vorzugsweise eingeschweißt, um zum Beispiel ein Fachwerk zu bilden. Eine derartige zusätzliche Versteifung kann unter anderem dann erforderlich sein, wenn Öffnungen, beispielsweise Belüftungsöffnungen, oder Durchführungen im Seitenwandblech vorgesehen werden müssen. Der Kraftfluss in der Seitenwand muss dann im Bereich dieser Öffnungen oder Durchführungen um diese herum geleitet werden.In addition to the long hollows in the side panel can of course be provided in accordance with the required construction of the vehicle in addition, other components that serve the stiffening. Such components may for example be installed in the region of the side wall panel, preferably welded to form, for example, a framework. Such an additional Stiffening may be required, inter alia, if openings, for example ventilation openings, or passages in the side panel have to be provided. The power flow in the side wall must then be passed around these openings or passages around them.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Seitenwandblech mit dem oberen und dem unteren Langträger durch Schweißen verbunden. Insbesondere ist das Seitenwandblech auch im Bereich der Langmulden mit den Langträgern verschweißt. Grundsätzlich kann das Seitenwandblech aber auch durch andere Fügetechniken mit den Langträgern verbunden sein, beispielsweise durch Nieten.In a further preferred embodiment of the invention, the side wall panel is connected to the upper and the lower longitudinal beams by welding. In particular, the side wall plate is welded to the long beams in the area of long hollows. In principle, however, the side panel may also be connected to the longitudinal members by other joining techniques, for example by riveting.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der obere und der untere Langträger jeweils in Form eines ein Stegblech und an Längskanten des Stegbleches mit diesem verbundene Ober- und Untergurte aufweisenden I-Trägers ausgebildet. Der untere Langträger kann aus statischen Gründen ein breiteres Stegblech aufweisen als der obere I-Träger. Der I-Träger des unteren Langträgers und/oder des oberen Langträgers kann alternativ auch aus einem Stegblech mit zwei als Ober- und Untergurt dienenden rechteckigen Hohlprofilen gebildet sein. Alternativ oder zusätzlich dazu können anstelle des einen Stegbleches des unteren Langträgers und/oder des oberen Langträgers mehrere parallel zueinander angeordnete Stegbleche oder auch ein rechteckiges Hohlprofil vorgesehen sein. Anstelle eines I-Trägers für den unteren Langträger und/oder den oberen Langträger kann auch ein anderes Profil eingesetzt werden, beispielsweise ein quadratisches oder bevorzugt ein rechteckiges Stahlbauhohlprofil.In a further preferred embodiment of the invention, the upper and lower longitudinal members are each in the form of a I-beam having a web plate and at longitudinal edges of the web plate with this connected upper and lower straps. The lower long beam may have a wider web plate for reasons of static than the upper I-beam. The I-beam of the lower long beam and / or the upper long beam may alternatively be formed of a web plate with two serving as upper and lower belt rectangular hollow sections. Alternatively or additionally, instead of one web plate of the lower long carrier and / or the upper long carrier, a plurality of mutually parallel web plates or a rectangular hollow profile may be provided. Instead of an I-beam for the lower longitudinal beam and / or the upper long beam also another profile can be used, for example, a square or preferably a rectangular structural steel hollow profile.
Das Material, aus dem die Langträger, vorzugsweise in Form von I-Trägern, gebildet sind, kann insbesondere eine Dicke von ca. 10 mm haben. Diese Dicke verleiht dem I-Träger eine ausreichende Biege- und Torsionssteifigkeit. Selbstverständlich kann das Material auch dicker sein, beispielsweise bis zu 25 mm, oder auch dünner, beispielsweise bis zu 4 mm. Allerdings ist die Steifigkeit bei dünneren Blechen verringert, und die Verarbeitbarkeit des Materials ist im Falle von dickerem Material erschwert. Außerdem ist das Gewicht der I-Träger höher, wenn das Material dicker ist. Die Langträger bestehen vorzugsweise aus Stahl.The material from which the long beams, preferably in the form of I-beams, are formed can in particular have a thickness of about 10 mm. This thickness gives the I-beam sufficient bending and torsional rigidity. Of course, the material may also be thicker, for example up to 25 mm, or even thinner, for example up to 4 mm. However, the rigidity is reduced with thinner sheets, and the processability of the material is difficult in the case of thicker material. In addition, the weight of the I-beams is higher when the material is thicker. The long beams are preferably made of steel.
Vorteilhaft ist es jedenfalls, dass eine über den unteren Langträger auf das Fahrzeug wirkende Zug- oder Druckkraft von unten nach oben im Wesentlichen geradlinig (im Querschnitt in oder entgegen der Transportrichtung gesehen) über das Seitenwandblech auf den oberen Langträger weitergeleitet wird. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn das Stegblech des unteren Langträgers, die Teile des Seitenwandbleches, die nicht die Langmulden sondern die ebene, wenn auch durch die Langmulden unterbrochene, Wandfläche bilden, und das Stegblech des oberen Langträgers im Wesentlichen zueinander fluchtend ausgerichtet sind. Durch eine geradlinige Kraftübertragung wird die Stabilität des Fahrzeuges weiter erhöht. Auch hinsichtlich dieses Merkmals ist die vorliegende Erfindung gegenüber den bekannten Konstruktionen vorteilhaft (vergleiche beispielsweise die nicht fluchtende Anordnung des unteren Außenlangträgers, des Seitenwandbleches und des Obergurtes in der Seitenwandkonstruktion, die in
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der obere Langträger und/oder der untere Langträger durch jeweils mindestens ein mit dem Stegblech und dem Obergurt und dem Untergurt verbundenes und sich senkrecht erstreckendes U-Profil versteift.In a further preferred embodiment of the invention, the upper longitudinal member and / or the lower longitudinal member is stiffened by at least one U-profile connected to the web plate and the upper flange and the lower flange and extending vertically.
Jedes derartige U-Profil des oberen bzw. unteren Langträgers ist mit diesem vorzugsweise durch Schweißen verbunden. Alternativ, wenn auch nicht bevorzugt, können die U-Profile auch durch ein anderes Fügeverfahren mit den Langträgern verbunden sein, beispielsweise Nieten.Each such U-profile of the upper and lower longitudinal beam is preferably connected thereto by welding. Alternatively, although not preferred, the U-profiles can also be connected by a different joining method with the longitudinal beams, for example, rivets.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung fluchtet jedes U-Profil des oberen bzw. unteren Langträgers mit einer Langmulde im Seitenwandblech. Dadurch wird eine noch größere Steifigkeit der gesamten Seitenwand erreicht, insbesondere dann, wenn die Seitenwand mit den Langträgern auch im Bereich der U-Profile verschweißt ist.In a further preferred embodiment of the invention, each U-profile of the upper or lower longitudinal beam is aligned with a long recess in the side wall panel. As a result, an even greater rigidity of the entire side wall is achieved, in particular when the side wall is welded to the longitudinal beams in the region of the U-profiles.
Die Langträger und das Seitenwandblech und gegebenenfalls weitere Bauelemente bestehen bevorzugt aus Stahl. Sie können aber auch aus Aluminium bestehen.The longitudinal beams and the side wall plate and optionally other components are preferably made of steel. But they can also consist of aluminum.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Seitenwände auch durch Planen verdeckt sein, um ein ästhetisch ansprechendes Erscheinungsbild des Fahrzeuges zu erreichen. Beispielsweise kann jede Seitenwand durch eine Plane kaschiert sein. Auf der Plane kann ein großformatiges Motiv angebracht sein, etwa Werbung, ein Firmenlogo oder dergleichen. Die Plane kann mittels einer Befestigungsvorrichtung an der Seitenwand befestigt sein. Beispielsweise weist die Plane zu deren Befestigung an der Seitenwand an mindestens einem Rand einen Keder, d.h. eine Randverstärkung der Plane, auf. Zur Befestigung der Plane an der Seitenwand des Fahrzeuges sind Befestigungsvorrichtungen an der Seitenwand vorgesehen, die die Plane an deren Rändern halten. Über mindestens einen Rand, vorzugsweise über drei Ränder, wird die Plane gespannt. Zum Befestigen kann jede Befestigungsvorrichtung eine Haltevorrichtung, beispielsweise in Form einer Halteprofilschiene, beispielsweise mit jeweils einer Führungskammer zur Aufnahme des Keders der Plane, aufweisen. Soll die Plane mit der jeweiligen Befestigungsvorrichtung auch gespannt werden, weist diese zusätzlich, jeder Haltevorrichtung, insbesondere Halteprofilschiene, zugeordnet, mindestens eine an dem Fahrzeug befestigte Spannvorrichtung zum Ausüben einer Kraft über die Haltevorrichtung, insbesondere Halteprofilschiene, auf die Plane auf. Die Spannvorrichtung kann über eine Stellvorrichtung verfügen, etwa einen Bolzen, der in ein Gewinde greift und über den die Haltevorrichtung, insbesondere Halteprofilschiene, gehalten und damit die Plane gespannt werden kann. Der Keder der Plane wird in die Führungskammer der Haltevorrichtung aufgenommen, vorzugsweise durch seitliches Einschieben des Keders in die Führungskammer. Die Fahne des Keders oder die Plane ragen durch einen Schlitz aus der Führungskammer heraus. Die Haltevorrichtung, insbesondere Halteprofilschiene, hält die Plane auf diese Art und Weise an einem Rand, sodass die zum Spannen der Plane aufgewendete Kraft über die Wand auf die Planenfläche gleichmäßig übertragen und jede Drucklast oder Zuglast, die auf die Plane wirkt, über den Rand gleichmäßig abgeleitet wird.In a further preferred embodiment of the invention, the side walls may also be covered by tarpaulins in order to achieve an aesthetically pleasing appearance of the vehicle. For example, each side wall can be covered by a tarpaulin be concealed. On the tarpaulin, a large-format motif may be appropriate, such as advertising, a company logo or the like. The tarpaulin can be fastened to the side wall by means of a fastening device. For example, the tarpaulin for attachment to the side wall on at least one edge of a piping, ie an edge reinforcement of the tarpaulin on. For attachment of the tarpaulin on the side wall of the vehicle fastening devices are provided on the side wall, which hold the tarpaulin at their edges. Over at least one edge, preferably over three edges, the tarpaulin is stretched. For fastening, each fastening device can have a holding device, for example in the form of a retaining profiled rail, for example with a respective guide chamber for receiving the welt of the tarpaulin. If the tarpaulin with the respective fastening device is also tensioned, this additionally has, assigned to each holding device, in particular retaining profiled rail, at least one clamping device attached to the vehicle for exerting a force on the holding device, in particular retaining profiled rail, on the tarpaulin. The clamping device may have an adjusting device, such as a bolt which engages in a thread and over which the holding device, in particular retaining rail, held and thus the tarpaulin can be stretched. The piping of the tarpaulin is received in the guide chamber of the holding device, preferably by lateral insertion of the welt in the guide chamber. The flag of the welt or the tarpaulin protrude through a slot out of the guide chamber. The holding device, in particular retaining rail, holds the tarpaulin at one edge in this manner, so that the force used to tension the tarpaulin is uniformly transmitted across the wall to the tarpaulin surface and any compressive or tensile load acting on the tarpaulin is uniform over the edge is derived.
Die vorstehend beschriebene Erfindung wird nachfolgend an Hand von Figuren näher erläutert. Diese Erläuterung und die Figuren geben lediglich Beispiele zur Ausführung der Erfindung an und sind daher nicht einschränkend zu verstehen. Es zeigen im Einzelnen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Darstellung eines Teils der Seitenwand eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges;
- Fig. 2
- eine perspektivische Darstellung eines oberen Ausschnittes der Seitenwand;
- Fig. 3
- eine perspektivische Darstellung eines unteren Ausschnittes der Seitenwand;
- Fig. 4
- eine Darstellung des Seitenwandbleches in einem horizontalen Schnitt;
- Fig. 5
- eine Darstellung des oberen Langträgers in einem horizontalen Schnitt;
- Fig. 6
- eine Darstellung des unteren Langträgers in einem horizontalen Schnitt;
- Fig. 7
- eine Darstellung der Seitenwand in einem vertikalen Schnitt;
- Fig. 8
- die Spannungsverteilung in perspektivischen Darstellungen in Seitenwänden eines herkömmlichen Fahrzeuges (
Fig. 8a ) und eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges (Fig. 8b ) bei Beaufschlagung mit einer aerodynamischen Seitenlast; - Fig. 9
- die Spannungsverteilung in perspektivischen Darstellungen in Seitenwänden eines herkömmlichen Fahrzeuges (
Fig. 9a ) und eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges (Fig. 9b ) bei Beaufschlagung mit einer Längslast über die Puffer.
- Fig. 1
- a perspective view of a portion of the side wall of a vehicle according to the invention;
- Fig. 2
- a perspective view of an upper section of the side wall;
- Fig. 3
- a perspective view of a lower section of the side wall;
- Fig. 4
- a representation of the side wall panel in a horizontal section;
- Fig. 5
- a representation of the upper long beam in a horizontal section;
- Fig. 6
- a representation of the lower longitudinal beam in a horizontal section;
- Fig. 7
- a representation of the side wall in a vertical section;
- Fig. 8
- the stress distribution in perspective views in side walls of a conventional vehicle (
Fig. 8a ) and a vehicle according to the invention (Fig. 8b when subjected to an aerodynamic side load; - Fig. 9
- the stress distribution in perspective views in side walls of a conventional vehicle (
Fig. 9a ) and a vehicle according to the invention (Fig. 9b ) when subjected to a longitudinal load on the buffer.
In der nachfolgenden Figurenbeschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente.In the following description of the figures, the same reference numerals designate the same elements.
Etwa eine Hälfte einer Seitenwand 100 eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges ist in
Die Seitenwand weist zwischen dem oberen Langträger 120 und dem unteren Langträger 130 einen mittigen Bereich auf, in dem sie durch ein Seitenwandblech 110 gebildet ist. Das Seitenwandblech ist von dem oberen Langträger 120 und dem unteren Langträger 130 eingefasst. Die Langträger sind mit dem Seitenwandblech über deren gesamte Länge verschweißt.The side wall has a central region between the upper
Im vorliegenden Beispiel besteht das Seitenwandblech 110 aus einem Stahlblech, das eine Dicke von 4 mm hat. In das Seitenwandblech sind Langmulden in Form von U-Profilen 115 eingebracht, die sich zwischen dem oberen Langträger 120 und dem unteren Langträger 130 in senkrechter Richtung erstrecken. Beispielsweise können 22 U-Profile in der Seitenwand durch Abkanten hergestellt werden.In the present example, the
Die U-Profile 115 werden durch Abkanten erzeugt. Sie ergeben jeweils Ausbauchungen der Seitenwand zur Fahrzeugaußenseite (grundsätzlich können die U-Profile auch Ausbauchungen zur Fahrzeuginnenseite ergeben). Diese U-Profile weisen jeweils Seitenschenkel 116, 117 und eine Stirnseite (einen Profilboden) 118 auf. Die U-Profile haben beispielsweise eine Tiefe (Ausbauchung von der ebenen Seitenwandfläche 111) von ca. 2 cm und eine Breite (parallel zur ebenen Seitenwandfläche) von ca. 8 cm. Der Mittenabstand zwischen benachbarten U-Profilen beträgt ca. 50 cm, sodass der freie Bereich 111 zwischen den U-Profilen ca. 43 cm breit ist. Die U-Profile erstrecken sich über die gesamte Höhe des Seitenwandbleches zwischen dem oberen Langträger 120 und dem unteren Langträger 130. Das Seitenwandblech ist nicht nur im Bereich der ebenen Seitenwandfläche 111 zwischen den U-Profilen sondern auch im Bereich der U-Profile selbst mit dem oberen Langträger und dem unteren Langträger verschweißt. Dadurch ergibt sich eine hervorragende Steifigkeit der Gesamtkonstruktion.The U-profiles 115 are produced by folding. They each result bulges of the side wall to the vehicle outer side (in principle, the U-profiles can also bulges to the vehicle inside revealed). These U-profiles each have
Der obere Langträger 120 ist in Form eines I-Trägers gebildet. Der Langträger besteht somit aus einem Stegblech 121, einem Untergurt 122 und einem Obergurt 123. Das Material des Stegbleches, des Untergurtes und des Obergurtes hat eine Dicke von 10 mm. Der Obergurt und der Untergurt sind in herkömmlicher Art und Weise an das Stegblech angeformt.The upper
Ferner sind U-Profile 125 an das Stegblech 121 des oberen Langträgers 120 angeschweißt. Die U-Profile weisen Seitenschenkel 126, 127 und jeweilige Stirnseiten 128 auf. Die U-Profile erstrecken sich über die gesamte Höhe des Stegbleches und sind nicht nur an das Stegblech sondern auch an die Unterseite des Obergurts und an die Oberseite des Untergurts angeschweißt. Diese U-Profile sind aus einem Material mit einer Dicke von 4 mm hergestellt.Furthermore,
Die U-Profile 125 sind an dem oberen Langträger 120 so angebracht, dass sie mit den U-Profilen 115 im Seitenwandblech 110 fluchten. Somit wird eine sehr stabile Konstruktion erreicht.The U-profiles 125 are mounted on the upper
Auch der untere Langträger 130 ist in Form eines I-Trägers gebildet. Dieser Langträger besteht somit aus einem Stegblech 131 und einem Untergurt 132 und einem Obergurt 133. Das Material des Stegbleches, des Untergurtes und des Obergurtes hat eine Dicke von 10 mm. Der Obergurt und der Untergurt sind in herkömmlicher Art und Weise an das Stegblech angeformt.Also, the lower
Ferner sind U-Profile 135 an das Stegblech 131 des unteren Langträgers 130 angeschweißt. Die U-Profile weisen Seitenschenkel 136, 137 und jeweilige Stirnseiten 138 auf. Die U-Profile erstrecken sich über die gesamte Höhe des Stegbleches und sind nicht nur an das Stegblech sondern auch an die Unterseite des Obergurts und an die Oberseite des Untergurts dieses Langprofils angeschweißt. Diese U-Profile sind aus einem Material mit einer Dicke von 4 mm hergestellt.Furthermore,
Auch die U-Profile 135 des unteren Langträgers 130 sind an dem unteren Langträger so angebracht, dass sie mit den U-Profilen 115 im Seitenwandblech 110 fluchten. Somit wird eine sehr stabile Konstruktion erreicht.The
Durch die geringe Anzahl von einzelnen Elementen, aus denen die Seitenwand 100 zusammengesetzt ist und die geringe Anzahl von Schweißverbindungen ist es äußerst einfach, die Seitenwand herzustellen. Insbesondere ist es möglich, die Seitenwand durch Roboterschweißen herzustellen.Due to the small number of individual elements of which the
Um die durch die U-Profile 115, 125, 135 und den durchgehenden Untergurt 122 des oberen Langträgers 120 und den durchgehenden Obergurt 133 des unteren Langträgers 130 strukturierte Seitenwand 100 zu kaschieren, kann ferner eine Plane an der Außenseite angebracht werden, auf der sich beispielsweise ein großflächiges Motiv befindet.In order to conceal the
Um die Biegesteifigkeit der Seitenwand in der neuartigen Konstruktion zu überprüfen, wurde die Spannungsverteilung in der Seitenwand bei unterschiedlichen Belastungen untersucht. Es wurde jeweils ein Vergleich einer Seitenwand mit herkömmlichem Aufbau (TRAXX 2E-Typ, Bombardier) mit einer Seitenwand mit dem Aufbau gemäß der vorliegenden Erfindung angestellt.In order to check the flexural rigidity of the sidewall in the novel design, the stress distribution in the sidewall was examined at different loads. In each case a comparison of a side wall of conventional construction (TRAXX 2E type, Bombardier) was made with a side wall with the structure according to the present invention.
In einem ersten Versuch wurde eine außergewöhnliche aerodynamische Last auf die Seitenwand ausgeübt und die Verformung und die daraus resultierende Spannungsverteilung untersucht. In
Es zeigt sich, dass die Steifigkeit in der erfindungsgemäßen Seitenwand sogar noch höher ist als bei der herkömmlich gestalteten Seitenwand, denn die Spannung ist in der herkömmlich aufgebauten Seitenwand insgesamt größer. Insbesondere im unteren mittleren Bereich sowie in den Endbereichen zeigen sich signifikante Verbesserungen in der erfindungsgemäßen Seitenwand an.It turns out that the stiffness in the side wall according to the invention is even higher than in the conventionally designed side wall, because the tension is greater overall in the conventionally constructed side wall. Significant improvements in the sidewall according to the invention are evident in particular in the lower middle region and in the end regions.
In einem zweiten Versuch wurde eine Belastung auf die Seitenwand in Form eines Pufferdruckes von 2000 kN ausgeübt. Die sich daraus ergebende Verformung und damit resultierende Spannungsverteilung wurde untersucht. In
Es zeigt sich, dass die Steifigkeit in der erfindungsgemäßen Seitenwand sogar noch höher ist als bei der herkömmlich gestalteten Seitenwand, denn die Spannung ist in der herkömmlich aufgebauten Seitenwand insgesamt größer. Insbesondere im gesamten oberen Bereich des Seitenwandbleches zeigen sich signifikante Verbesserungen in der erfindungsgemäßen Seitenwand an.It turns out that the stiffness in the side wall according to the invention is even higher than in the conventionally designed side wall, because the tension is greater overall in the conventionally constructed side wall. In particular, in the entire upper region of the side wall panel, significant improvements in the side wall according to the invention appear.
Von daher ist die Seitenwand mit neuartigem Aufbau nicht nur mit wesentlich weniger einzelnen Bauelementen leichter und damit kostengünstiger herstellbar sondern weist darüber hinaus sogar noch eine bessere Steifigkeit auf.Therefore, the side wall with a new construction not only with much less individual components lighter and thus cheaper to produce but also has even better rigidity.
- 100100
- SeitenwandSide wall
- 110110
- SeitenwandblechSidewall plate
- 111111
- SeitenwandflächeSidewall surface
- 115115
-
Langmulde in Form eines U-Profils im Seitenwandblech 111Long trough in the form of a U-profile in the
side wall panel 111 - 116, 117116, 117
-
Seitenschenkel der Langmulde 115Side legs of the
long trough 115 - 118118
-
Profilboden des Langmulde 115Profile floor of the
Langmulde 115 - 120120
- oberer Langträgerupper long beam
- 121121
-
Stegblech des oberen Langträgers 120Web plate of the upper
long beam 120 - 122122
-
Untergurt des oberen Langträgers 120Lower flange of the upper
long beam 120 - 123123
-
Obergurt des oberen Langträgers 120Upper flange of the upper
long beam 120 - 125125
-
oberes U-Profil am oberen Langträger 120Upper U-profile on the upper
long beam 120 - 126, 127126, 127
- Seitenschenkel des oberen U-Profils 125Side legs of the upper U-profile 125
- 128128
- Stirnseite des oberen U-Profils 125Front side of the upper U-profile 125
- 130130
- unterer Langträgerlower long beam
- 131131
- Stegblech des unteren Langträgers 130Web plate of the lower long carrier 130th
- 132132
-
Untergurt des unteren Langträgers 130Lower flange of the lower
long carrier 130 - 133133
-
Obergurt des unteren Langträgers 130Top strap of the lower
long carrier 130 - 135135
-
unteres U-Profil am unteren Langträger 130Lower U-profile on the lower
longitudinal beam 130 - 136, 137136, 137
- Seitenschenkel des unteren U-Profils 135Side legs of the lower U-profile 135
- 138138
- Stirnseite des unteren U-Profils 135Front side of the lower U-profile 135
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet, dass in jedes Seitenwandblech (110) zur Versteifung mindestens eine sich vom unteren Langträger (130) zum oberen Langträger (120) senkrecht erstreckende Langmulde (115) eingebracht ist.A vehicle having a vehicle body structure comprising two side walls (100) extending along the longitudinal sides of the vehicle, each comprising an upper long beam (120) and a lower long beam (130), and a side wall panel (110), respectively
characterized in that in each side wall plate (110) for stiffening at least one from the lower longitudinal beam (130) to the upper longitudinal beam (120) extending vertically long trough (115) is introduced.
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