EP2483123A1 - Grosskomponente für schienenfahrzeuge - Google Patents

Grosskomponente für schienenfahrzeuge

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EP2483123A1
EP2483123A1 EP09783577A EP09783577A EP2483123A1 EP 2483123 A1 EP2483123 A1 EP 2483123A1 EP 09783577 A EP09783577 A EP 09783577A EP 09783577 A EP09783577 A EP 09783577A EP 2483123 A1 EP2483123 A1 EP 2483123A1
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EP
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longitudinal
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large component
rail vehicles
cross
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Robert Nedelik
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Siemens AG Oesterreich
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    • 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
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    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/12—Roofs

Definitions

  • the invention relates to a large component for
  • Rail vehicles in particular a side wall.
  • Rail vehicles especially passenger vehicles, are nowadays mostly produced as self-supporting metal structures. This is a vehicle box from a
  • Rail vehicle roof very often has a curved shape and therefore partially slightly different constructions are provided.
  • longitudinal members are provided with a substantially hat-shaped profile, which are connected to cross members (with substantially also hutförmigem profile).
  • the side members penetrate the cross member in the recesses provided for the cross member.
  • Such a composite of longitudinal and transverse beams is directed in a device plan and the joints between longitudinal and transverse beams are welded. This automatic welding is possible.
  • This design principle is not possible on rail vehicles made of conventional (rusting, so-called black steel), since after planking cavities are formed which are no longer accessible and thus can no longer be protected against rust.
  • the invention is therefore based on the object, a
  • the side members are designed substantially rectangular, the side members have recesses which receive the remaining part of the cross member (essentially the so-called
  • the recesses in the cross members are dimensioned so that the longitudinal members are touched at the contact points with the cross members.
  • these recesses are made undersized in the cross members, whereby a direct contact and a slight bias of the (hat-shaped) side members is effected.
  • This recess is dimensioned so that it is made slightly smaller than the outer dimension of the longitudinal member to the
  • the resulting bias of the side members can be changed by a suitable choice of the dimensions of the recesses in the cross members. Specific dimensions of these recesses are to be matched to the particular details of the baffle wall (e.g., dimensions of the profile of the side members, wall thickness of the profile).
  • Spriegelwand can be protected against rust.
  • all known methods of rust protection in particular
  • the side members and the cross members become the same height
  • the baffle has a uniform thickness, both in the area of the longitudinal and the cross member and thus a flat inner plane for mounting a
  • Interior lining offers. This will cause the assembly of a
  • the Spriegelwand invention is suitable for the following reasons.
  • Fig.l An oblique view of a side wall.
  • FIG 3 is an oblique view of a junction of a longitudinal and a cross member with assembled carriers.
  • Fig.l shows an example and schematically an oblique view of a side wall. It's a grid-shaped composite
  • a planking 3 is provided outside of the side wall (in Fig.l down shown), which
  • Window 4 is a corresponding recess in the planking 3 and one of the longitudinal beams 1 is interrupted at the position of the window 4.
  • 2 shows an example and schematically an oblique view of a junction of a longitudinal and a cross member. It is a cross member 2 shown with a substantially Z-shaped profile, which has a recess 5, the Receiving a longitudinal member 1 is provided.
  • Fig.2 represents the components
  • FIG. 1 shows an example and schematically an oblique view of a junction of a longitudinal and a cross member with assembled carriers.
  • the carriers shown in Figure 2 penetrate each other and are connected to a weld 8.
  • An oblique view of the inside of a side wall is shown, further components, e.g. a
  • Planking 4 are not shown for simplicity.
  • FIG. 4 shows by way of example and schematically an oblique view from the outside onto a connection point of a longitudinal and a cross member. It is the junction of Figure 3 shown from the outside. A planking 4 is not shown, since this conceals the carrier from this line of sight. A weld 8 connects the longitudinal member 1 with the cross member

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Großkomponente für Schienenfahrzeuge, insbesondere für Seitenwände, umfassend eine Spriegelwand aus Längsträgern (1) und Querträgern (2) und eine Beplankung (4), wobei die Verbindungsstellen zwischen den Längsträgern (1) mit den Querträgern (2) automatisch verschweißt werden können und die gesamte Oberfläche der Großkomponente rostgeschützt werden kann.

Description

Beschreibung
Großkomponente für Schienenfahrzeuge
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Großkomponente für
Schienenfahrzeuge, insbesondere eine Seitenwand.
Stand der Technik
Schienenfahrzeuge, insbesondere Passagierfahrzeuge werden heute meistens als selbsttragende Metallkonstruktionen hergestellt. Dabei wird ein Fahrzeugkasten aus einem
Untergestell, Stirnwänden und einem Dach aufgebaut. Diese Bauteile, auch Großkomponenten genannt werden jeweils getrennt voneinander hergestellt und zu einem gesamten
Fahrzeug zusammengestellt. Dabei ist es üblich, Längs- und Querträger vorzusehen, (sogenannte Säulen und Spriegel) welche mit Blech beplankt werden. Auch das Dach wird
gewöhnlich nach diesem Prinzip aufgebaut, wobei ein
Schienenfahrzeugdach sehr häufig eine gewölbte Form aufweist und deshalb teilweise leicht abweichende Konstruktionen vorzusehen sind.
Gemäß dem Stand der Technik werden solche Großkomponenten (besonders Seitenwände und Dach) als sogenannte Spriegelwand aus Z-förmigen Metallprofilen aufgebaut, wobei die
Verbindungsstellen jeweils verschweißt werden. Anschließend ist die Herstellung einer planen Außenfläche dieser
Spriegelwand erforderlich um die Beplankung aufbringen zu können und ein einwandfreies Oberflächenbild zu erlangen. Die dazu erforderlichen Richtarbeiten zur Erlangung einer planen Außenfläche sind außerordentlich zeitaufwendig und somit teuer. Ebenso erweist es sich als nachteilig, dass die
Schweißnähte der Spriegelwand aufgrund der Toleranzen der Bauteile und des durch die Schweißarbeiten entstehenden
Verzugs der Spriegelwand durch die Wärmeeinwirkung manuell hergestellt werden müssen.
Aus dem Bau von Schienenfahrzeugen aus rostfreiem Stahl ist bekannt, eine Spriegelwand aus Quer- und Längsträgern
aufzubauen. Dabei werden Längsträger mit im wesentlichen hutförmigem Profil vorgesehen, welche mit Querträgern (mit im wesentlichen ebenfalls hutförmigem Profil) verbunden werden. Dabei durchdringen die Längsträger die Querträger in dafür vorgesehenen Ausnehmungen der Querträger. Ein solcher Verbund aus Längs- und Querträgern wird in einer Vorrichtung plan gerichtet und die Verbindungsstellen zwischen Längs- und Querträgern werden verschweißt. Dabei ist eine automatische Schweißung möglich. Dieses Konstruktionsprinzip ist auf Schienenfahrzeuge aus konventionellem (rostendem, sogenanntem Schwarzstahl) nicht möglich, da nach dem Beplanken Hohlräume entstehen die nicht mehr zugänglich sind und somit nicht mehr gegen Rost geschützt werden können.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
Großkomponente für Schienenfahrzeuge anzugeben, welche zur automatischen Schweißung geeignet ist und deren komplette Oberfläche vor Rost geschützt werden kann.
Die Aufgabe wird durch eine Spriegelwand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche. Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine außen mit Blech beplankte Spriegelwand aus Längsträgern mit im
wesentlichen hutförmigen Profil und Querträgern mit im wesentlichen Z-förmigen Profil aufgebaut, wobei die Öffnung des im wesentlichen hutförmigen Profils der Längsträgern nach innen gerichtet ist und die Längs- und Querträger an den Verbindungsstellen Ausnehmungen aufweisen, welche ein
kollisionsfreies Durchdringen der Träger sicherstellen. Dabei weisen die Querträger Ausnehmungen auf, welche im
Wesentlichen rechteckförmig ausgeführt sind, die Längsträger weisen Ausnehmungen auf, welche den verbleibenden Teil der Querträger aufnehmen (im Wesentlichen den sogenannten
Obergurt) . Diese Ausnehmungen in den Längsträgern können beliebig geformt werden.
Erfindungsgemäß ist weiters vorgesehen, die Ausnehmungen in den Querträgern so zu dimensionieren, dass die Längsträger an den Berührungsstellen mit den Querträgern berührt werden. Dazu werden diese Ausnehmungen in den Querträgern untermaßig ausgeführt, wodurch eine direkte Berührung und eine leichte Vorspannung der (hutförmigen) Längsträger bewirkt wird. Diese Ausnehmung ist so bemessen, dass sie etwas kleiner ausgeführt wird als das Außenmaß des Längsträgers an der
Durchdringungsstelle. Die dadurch entstehende Vorspannung der Längsträger kann durch geeignete Wahl der Abmessungen der Ausnehmungen in den Querträgern verändert werden. Konkrete Maße dieser Ausnehmungen sind auf die jeweiligen Details der Spriegelwand (z.B. Abmessungen des Profils der Längsträger, Wandstärke des Profils) abzustimmen.
Dadurch ist der Vorteil erzielbar, die Verbindungsstellen zwischen den Längs- und den Querträgern automatisch
verschweißen zu können, da durch die Vorspannung der Längsträger kein störender Spalt zwischen den Bauteilen vorhanden ist.
Weiters ist es vorteilhaft, eine solche Spriegelwand aus konventionellem, rostenden (sogenannten Schwarzstahl) herstellen zu können, da keine Hohlräume verbleiben. Und somit die gesamte Oberfläche einer erfindungsgemäßen
Spriegelwand gegen Rost geschützt werden kann. Dabei können alle bekannten Verfahren des Rostschutzes, insbesondere
Oberflächenbeschichtungen, angewandt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung werden die Längsträger und die Querträger mit derselben Höhe
ausgeführt, sodass die Spriegelwand eine einheitliche Dicke, sowohl im Bereich der Längs- als auch der Querträger aufweist und somit eine plane Innenebene zur Montage einer
Innenverkleidung bietet. Dadurch wird die Montage einer
Innenverkleidung vereinfacht. Es ist vorteilhaft, eine erfindungsgemäße Spriegelwand in einer Vorrichtung aufzubauen und zu verschweißen, welche die einzelnen Bauteile (Längs- und Querträger fest an ihren jeweiligen Bestimmungsorten hält. Dadurch wird der Verzug, der durch den Schweißvorgang entsteht, wesentlich verringert oder gänzlich vermieden, wodurch ein aufwendiger und
zeitraubender Richtvorgang vermieden werden kann.
Die erfindungsgemäße Spriegelwand eignet sich für
Großkomponenten von Schienenfahrzeugen, insbesondere für Seitenwände und Dächer. Auch für Untergestelle ist diese
Erfindung einsetzbar, wobei die Dimensionierung der Träger den erhöhten Festigkeitsanforderungen von Untergestellen angepasst werden muss. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen beispielhaft:
Fig.l Eine Schrägansicht einer Seitenwand.
Fig.2 Eine Schrägansicht einer Verbindungsstelle eines Längs- mit einem Querträger.
Fig.3 Eine Schrägansicht einer Verbindungsstelle eines Längs- mit einem Querträger mit zusammengefügten Trägern.
Fig.4 Eine Schrägansicht von außen auf eine Verbindungsstelle eines Längs- mit einem Querträger.
Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch eine Schrägansicht einer Seitenwand. Es ist ein gitterförmiger Verbund aus
Längsträgern 1 und Querträgern 2 dargestellt. An der
Außenseite der Seitenwand (in Fig.l nach unten liegend dargestellt) ist eine Beplankung 3 vorgesehen, welche
typischerweise mit Punktschweißverbindungen an den
Längsträgern 1 und den Querträgern 2 befestigt ist. Weiters ist eine Fenster 4 vorgesehen, an der Position dieses
Fensters 4 befindet sich eine entsprechende Ausnehmung in der Beplankung 3 und einer der Längsträger 1 ist an der Position des Fensters 4 unterbrochen. Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch eine Schrägansicht einer Verbindungsstelle eines Längs- mit einem Querträger. Es ist ein Querträger 2 mit im Wesentlichen Z-förmigen Profil dargestellt, welcher eine Ausnehmung 5 aufweist, die zur Aufnahme eines Längsträgers 1 vorgesehen ist. Der Längsträger
1 (mit im Wesentlichen hutförmigen Profil) weist eine
Ausnehmung 6 auf, die zur Aufnahme des Obergurts 7 des
Querträgers 2 vorgesehen ist. Fig.2 stellt die Bauteile
Längsträger 1 und Querträger 2 in getrennter Position dar. Weitere Bauteile einer Seitenwand, etwa eine Beplankung 4, sind zur Vereinfachung nicht dargestellt. Die Ausnehmung 5 des Querträgers 2 ist in eine Weise dimensioniert, dass in zusammengebauter Position kein Spalt zwischen dem Längsträger 1 und der Ausnehmung 5 des Querträgers 2 verbleibt, wodurch eine automatische Schweißung an dieser Stelle erfolgen kann. Sowohl der Längsträger 1 als auch der Querträger 2 weisen Löcherungen auf, welche der Gewichtseinsparung dienen. Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch eine Schrägansicht einer Verbindungsstelle eines Längs- mit einem Querträger mit zusammengefügten Trägern. Die in Fig.2 gezeigten Träger durchdringen einander und sind mit einer Schweißnaht 8 verbunden. Es ist eine Schrägansicht auf die Innenseite einer Seitenwand dargestellt, weitere Bauteile, z.B. eine
Beplankung 4 sind zur Vereinfachung nicht gezeigt.
Fig.4 zeigt beispielhaft und schematisch eine Schrägansicht von außen auf eine Verbindungsstelle eines Längs- mit einem Querträger. Es ist die Verbindungsstelle aus Fig.3 von außen dargestellt. Eine Beplankung 4 ist nicht dargestellt, da diese aus dieser Blickrichtung die Träger verdeckt. Eine Schweißnaht 8 verbindet den Längsträger 1 mit dem Querträger
2 im Bereich der Ausnehmung 5 des Querträgers 2. Liste der Bezeichnungen
Längsträger
Querträger
Beplankung
Fenster
Ausnehmung im Querträger
Ausnehmung im Längsträger
Obergurt
Schweißnaht

Claims

Patentansprüche
Großkomponente für Schienenfahrzeuge, umfassend einen gitterförmigen Verbund aus Längs- und Querträgern und eine Beplankung (4) dadurch gekennzeichnet, dass die
Längsträger (1) ein im wesentlichen hutförmiges Profil aufweisen, und
die Querträger (2) ein im wesentlichen Z-förmiges Profil aufweisen, und
die Öffnung des im wesentlichen hutförmigen Profils der Längsträger (1) nach innen gerichtet ist, und
die Querträger (2) an den Durchdringungstellen mit den Längsträgern (1) untermaßige Ausnehmungen (5)
aufweisen, und
die Längsträger (1) an den Durchdringungstellen mit den Querträgern (2) Ausnehmungen (6) zur Aufnahme der
Obergurte (7) des im wesentlichen Z-förmigen Profils der Querträger (2) aufweisen.
Großkomponente für Schienenfahrzeuge gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (1) und die Querträger (2) dieselbe Höhe aufweisen.
Großkomponente für Schienenfahrzeuge gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Großkomponente eine Seitenwand eines Schienenfahrzeugs ist.
Großkomponente für Schienenfahrzeuge gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Großkomponente eine Dach eines Schienenfahrzeugs ist.
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