DE19523642B4

DE19523642B4 - Trieb- oder Steuerwagenkopfaufbau von Schienenfahrzeugen, insbesondere Triebzügen im Personenverkehr

Info

Publication number: DE19523642B4
Application number: DE19523642A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Milius
Original assignee: DWA Deutsche Waggonbau GmbH
Current assignee: DWA Deutsche Waggonbau GmbH
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 2005-02-10
Anticipated expiration: 2015-06-30
Also published as: DE19523642A1

Abstract

Trieb- oder Steuerwagenkopfaufbau von Schienenfahrzeugen, insbesondere Triebzügen im Personenverkehr, deren Oberfläche um mehr als eine Achse gekrümmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Trieb- oder Steuerwagenkopf (1) in Längsrichtung des Schienenfahrzeuges positionierte, umlaufende Querspanten (6) vorgesehen sind, zwischen denen in Längsrichtung verlaufende Strangpressprofile (5') angeordnet sind, welche überwiegend im Bereich der mehr als um eine Achse gekrümmten Oberfläche auf der nach aussen gewandten Seite zusätzliche Lamellen (7) aufweisen, die, mit Dämmmaterialien (11) gefüllt, nach entsprechender mechanischer Formgebung sowie einer wahlweisen, außenhautbildenden Beschichtung (9') oder nach entsprechender mechanischer Formgebung mit oder ohne Distanzelemente (10) unter wahlweiser Einbindung von Dämmmaterialien (11) mit einer Außenhaut (9) die Außenkontur des Schienenfahrzeuges bilden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Trieb- oder Steuerwagenkopfaufbau von Schienenfahrzeugen, insbesondere Triebzügen im Personenverkehr, deren Oberfläche um mehr als eine Achse gekrümmt ist.

Es ist bereits ein Wagenkastenaufbau, insbesondere für Eisenbahnwagen zur Personenbeförderung ( DE 43 01 763 A1 mit einem Boden, zwei Seitenwänden, zwei Stirnwänden und einem Dach sowie Öffnungen in den Seitenwänden und/oder Stirnwänden in Form von Fenstern und/oder Türöffnungen bekannt, wobei der Boden mit den Seitenwänden durch Langträger und die Seitenwände mit dem Dach durch Obergurte verbunden sind und die Langträger und die Obergurte als Voll- oder Hohlprofile aus einem Aluminiumwerkstoff stranggepreßt sind und parallel zu einer Längsachse, die die Längenerstreckung des Wagenkastenaufbaus darstellt, verlaufen und wobei die Seitenwände Vollprofile mit Stegen aus einem Aluminiumwerkstoff, eine Isolierung und Deckplatten aufweisen. Hierbei sind der Boden, die Seitenwände und das Dach jeweils aus mindestens einem Grundprofil aufgebaut, das aus Aluminiumstrangpreßprofil gestaltet ist und aus einer Platte mit damit einstückigen, von einer Fläche der Platte vorstehenden Stegen mit Flanschen und Flanschflächen besteht, wobei die Stege parallel zur Längsachse verlaufen. Im weiteren ist vorschlagsgemäß, daß die Stege zu den ebenfalls parallel zur Längsachse verlaufenden Längskanten der Platte mit Abstand angeordnet sind und parallel zu diesen verlaufen, daß die Längskanten der Platten unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung von als Strangpreßprofilen gestalteten Randprofilen an den Langträgern oder den Obergurten angeschweißt sind, daß die Deckplatten auf den Flanschflächen der Stege einerseits und den Auflageflächen der Langträger oder Randprofile andererseits aufliegen und mit diesen fest verbunden sind und somit zusammen die Tragstruktur in Form eines Hohlprofiles bilden, daß die Deckplatten im Bereich der Seitenwände und des Daches die Außenfläche bzw. im Bereich des Bodens die Innenfläche des Wagenkastenaufbaus bilden und daß im Zwischenraum zwischen Deckplatte und Platte Isoliermaterial angeordnet ist. Hierbei ist von Nachteil, daß dieser Aufbau auf Grund der Fertigungstechnik der Strangpreßprofile nur in den Bereichen des Wagenkastens einsetzbar ist, deren Oberflächen sich lediglich um eine Achse krümmen. Somit ist diese Lösung für Stirnwände, Trieb- und Steuerwagenköpfe nicht anwendbar. Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung aerodynamisch geformter Außenkonturen für Fahrzeuge, insbesondere Triebwagenköpfe, ( DE 43 03 002 A1 bekannt, bei dem dreidimensional ausgebildete und wahlweise glatte oder gekrümmte dünnwandige Blechsegmente mit tragenden Gerippeversteifungen zu einer Stirnwand gefügt werden. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Verfahrensstufe einzelne, zueinander symmetrische Blechsegmente des dreidimensionalen Bereiches der Außenkontur derart hergestellt werden, indem vorzugsweise vorgeformte dünnwandige Bleche über sphärische, dem linken und/oder rechten Teil der Außenkontur entsprechende, variabel gestaltbare Matrizen gezogen und aus den in der Weise entstandenen Kappen oder Kappenteilen mittels Schablonen die dreidimensionalen Blechsegmente ausgeschnitten werden, in einer weiteren Verfahrensstufe die derart gefertigten Blechsegmente entsprechend der Außenkontur auf einem maßstabgerecht nachgebildeten, dreidimensionalen, variabel gestaltbaren Urmodell positioniert, mittels an sich bekannter Andrückelemente auf das Urmodell gepreßt und damit der exakten Außenkontur des Fahrzeuges angepaßt, untereinander und wahlweise mit angrenzenden glatten oder gekrümmten Blechsegmenten zur kompletten oder teilweisen Außenkontur verschweißt sowie diese in einer nächsten Verfahrensstufe über die tragende Gerippeversteifung der Stirnwand gebracht und mit ihr zusammengefügt sowie komplettiert wird. Dieser Differentialbauweise haften die Nachteile einer schweren, nur bedingt korrosionsgeschützten und technologisch aufwendigen Konstruktion an.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Aufbau für Stirnwände, Trieb- oder Steuerwagenköpfe von Schienenfahrzeugen, vorzugsweise aus Leichtmetall zu schaffen, welcher sich an die Bauweise der Wagenkastenröhre in geeigneter Weise anschließt, rationell sowie vor allem variabel als selbsttragende Einheit herstellbar ist und eine exakte Außenkontur in optischer und technischer Hinsicht bietet.

Diese Aufgabe wird durch einen Trieb- oder Steuerwagenkopfaufbau von Schienenfahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Es ist weiterhin erfindungsgemäß, daß die Strangpreßprofile als Leichtmetall- Hohlkammer- Profile ausgebildet sind, deren Lamellen selbst als Distanzelemente ausgeführt sein können. Im weiteren ist erfindungsgemäß, daß die Strangpreßprofile an den freien Öffnungen mit rohrförmigen Verbindungselementen gefügt sind und daß die außenhautbildende Beschichtung aus Laminate besteht. Desweiteren ist das Verfahren zur Herstellung von Trieb- oder Steuerwagenköpfen erfindungsgemäß, derart, indem die Lamellen einzelner Strangpreßprofile, von Baugruppen bereits gefügter Strangpreßprofile oder von großflächigen Teilen des Trieb- oder Steuerwagenkopfes mit Dämmaterialien verfüllt, einer mechanischen Formgebung zugeführt, diese Segmente zum fertigen Trieb- oder Steuerwagenkopf zusammengesetz sowie vor oder nach der Montage, wahlweise mit einer außenhautbildenden Beschichtung versehen werden oder daß die einzelnen Strangpreßprofile, Baugruppen von Strangpreßprofilen oder großflächige Teile des Trieb- oder Steuerwagenkopfes nach einer mechanischen Formgebung der Lamellen mit oder ohne Distanzelemente diese wahlweise mit Dämmaterialien ausgestattet sowie vor oder nach der Montage zum kompletten Trieb- oder Steuerwagenkopf mit einer Außenhaut versehen werden, welche die Außenkontur bildet, wobei die mechanische Formgebung durch spanende Verfahren oder durch Laserschneidverfahren erfolgt.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen insbesondere darin daß die Aluminium- Integralbauweise auch im Bereich des Trieb- oder Steuerwagenkopfes als tragendes Gerüst weitergeführt und gleichzeitig die komplizierte Außenkontur des Fahrzeugkopfes realisiert werden kann. Weiterhin reduzieren sich auf Grund der großflächig bearbeitbaren Segmente die Montagezeiten sowie der Schweißverzug. Auch bieten die ebenen Innenflächen der Integrale gute Spannmöglichkeiten für die Fertigmontage des Trieb- oder Steuerwagenkopfes, beispielsweise mittels Vakuumspanner. Des weiteren gewährleistet die Bearbeitung bereits gefügter, großflächiger Baugruppen, Segmente bzw. Trieb- oder Steuerwagenkopfhälften eine exakte Außenkontur des Fahrzeugkopfes.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Hierbei zeigen die Zeichnungen in:
1: eine stilisierte Frontansicht eines Trieb- oder Stereuwagenkopfes
2: ein Strangpreßprofil nach 1 mit gekrümmter Oberfläche
3: einen Schnitt durch ein Strangpreßprofil mit aufgebrachter Außenhaut
4: eine andere Ausführungsvariante nach 3
5: eine weitere Ausführungsvariante nach 3
6: einen Schnitt durch ein Strangpreßprofil mit außenhautbildender Beschichtung
7: eine andere Ausführungsvariante nach 6
Aus der 1 ist der stilisierte Aufbau des Trieb- oder Steuerwagenkopfes 1 eines Schienenfahrzeuges erkennbar. Zur Verdeutlichung des um mehrere Achsen (x, y, z- Achsen) gekrümmten Oberflächenverlaufes ist dieser mit Netzlinien 2 und einem Fensterausschnitt 3 versehen. Weiterhin weist der Trieb- oder Steuerwagenkopf 1 einen Fußboden 4 sowie Anschlußprofile für die nicht näher dargestellte Wagenkastenröhre, bestehend aus Aluminium- Hohlkammer- Strangpreßprofilen 5 (Integrale) auf. In Fahrzeuglängsrichtung sind im Bereich der mehr als um eine Achse gekrümmten Oberfläche des Trieb- oder Steuerwagenkopfes 1 mehrere umlaufende Querspannten 6 angeordnet, zwischen denen die in Längsrichtung verlaufenden Strangpreßprofile 5', vorzugsweise Integrale, vorgesehen und in an sich bekannter Weise, z.B. durch Schweißung, mit diesen verbunden sind. Die Strangpreßprofile 5' weisen nach außen Lamellen 7 auf. Diese können beispielsweise als glatte, gezackte, genoppte oder u- förmige Stege bzw. als Flansche ausgebildet und bereits mit den Strangpreßprofilen 5' hergestellt oder aufgeschweißt sein. Weiterhin sind die Strangpreßprofile 5' untereinander mit rohrförmigen Verbindungselementen 8 in an sich bekannter Weise, z . B. durch Schweißung, verbunden. Die rohrförmigen Verbindungselemente 8 gewährleisten insbesondere eine leichte Positionierung der Strangpreßprofile 5' im Montageprozeß.
In der 2 ist ein einzelnes Strangpreßprofil 5' mit den Lamellen 7 dargestellt, welche in zwei Achsen bereits bearbeitet wurde. Dies ist an der Krümmung der freien Schenkel der Lamellen 7 sowie an den unterschiedlichen Höhen der Lamellen 7 in einem definierten Abstand ersichtlich. Eine dritte Achse kann durch eine Bearbeitung der Seitenkanten des Strangpreßprofils 5' realisiert werden.
Die 3 zeigt eine Möglichkeit der Befestigung der Außenhaut 9, beispielsweise einer GFK-, Stahl- oder Aluminiumhaut, mit einem als Winkel ausgebildeten Distanzelement 10, welches vor oder nach der Bearbeitung der Lamellen 7 an ihnen befestigt sein kann. Es ist auch denkbar, daß die Lamellen 7 selbst aus Flansche bestehen, deren freie Schenkel verstärkt ausgebildet sind und eine Abarbeitung zulassen. Sowohl die Befestigung der Distanzelemente 10 als auch der Außenhaut 9 erfolgt in an sich bekannter Fügetechnik, beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Nieten oder Schrauben. Zwischen die Lamellen 7 der Strangpreßprofile 5' können, hier nicht dargestellt, Dämmaterialien 11 wahlweise zur Isolierung, zur Schwingungs- und Schalldämpfung und/oder zum Korrosionsschutz vorgesehen sein. Aus der 4 ist eine andere Variante zur Befestigung der Außenhaut 9 ersichtlich. Hierbei sind die Lamellen 7 gezackt ausgeführt, wobei die Verbindung mit der Außenhaut 9 über die Distanzelemente 10, hier als Zackengabeln ausgebildet, erfolgt. Die Befestigung der Außenhaut 9 an den Distanzelementen 10 wird mittels Kleben, Schweißen und/oder Schrauben bzw. Nieten und die Befestigung der Distanzelemente 10 an den Lamellen 7 durch Formschluß vorgenommen. Die 5 zeigt eine weitere Möglichkeit der Befesti gung der Außenhaut 9. Die Lamellen 7, selbst als Distanzelemente 10 ausgebidet, weisen hierbei Aufnahmen für Nutenschrauben mit Muttern 12 auf, welche die Verbindung der Außenhaut 9 zum Strangpreßprofil 5' gewährleisten.
In den 6 und 7 sind Möglichkeiten dargestellt, die Kopfform des Schienenfahrzeuges ohne Distanzelemente 10 herzustellen. Hierbei sind die Stege der Lamellen 7 gezackt bzw. genoppt ausgeführt. Die Lamellen 7 der Strangpreßprofile 5' wurden vor der Bearbeitung mit Dämmaterialien 11, beispielsweise Isolierschaum, welcher nach außen eine höhere Festigkeit aufweisen kann, verfüllt. Danach erfolgte die Herstellung der Außenkontur durch die gemeinsame Bearbeitung der Lamellen 7 und der Dämmaterialien 11 mittels einer mechanische Formgebung durch spanende Verfahren, beispielsweise Fäsen. Die außenhautbildende Beschichtung 9' wird durch das Auftragen von Laminate, Farb-, Harz- oder GFK-Schichten, aber auch von Blechen realisiert. Nach dem Verfahren zur Herstellung Trieb- oder Steuerwagenkopfaufbauten wird dieser entsprechend den technologischen Möglichkeiten mittels beispielsweiser 3-D-CAD Systeme in großflächige Baugruppen, bestehend aus mehreren Strangpreßprofilen 5' mit rohrförmigen Verbindungselementen 8 und Querspanten 6, aufgeteilt, diese zugeschnitten und in entsprechenden Vorrichtungen zusammengefügt. In die Lamellen 7 der derart montierten Baugruppen werden in einer ersten Herstellungsvariante Dämmaterialien 11 in Form von Isolierschaum eingebracht und diese Baugruppe mittels einer mechanischen Formgebung, wie Fräsen, der Außenkontur des Schienenfahrzeuges angepaßt. Hierbei werden die Lamellen 7 mit dem Isolierschaum, in durch die Konstruktion vorgegebenen definierten Abständen, in Richtung der Strangpreßprofile 5' zu Außenkontur abgearbeitet. Danach können die einzelnen Baugruppen zum fertigen Trieb- oder Steuerwagenkopf 1 montiert und mit der außenhautbildenden Beschichtung 9' versehen, oder erst mit der außenhautbildenden Beschichtung 9' versehen und dann zum kompletten Trieb- oder Steuerwagenkopf 1 montiert werden. Es ist aber auch in einer zweiten Herstellungsvariante möglich, die Lamellen 7 der wie bereits oben beschriebenen Baugruppen in entsprechenden Vorrich tungen einer mechanischen Formgebung der Außenkontur zuzuführen, mit Dämmaterialien 11 zu verfüllen und vor oder nach der Montage der Baugruppen, wahlweise über Distanzelemente 10, mit der Außenhaut 9 zu verbinden.

Claims

Trieb- oder Steuerwagenkopfaufbau von Schienenfahrzeugen, insbesondere Triebzügen im Personenverkehr, deren Oberfläche um mehr als eine Achse gekrümmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Trieb- oder Steuerwagenkopf (1) in Längsrichtung des Schienenfahrzeuges positionierte, umlaufende Querspanten (6) vorgesehen sind, zwischen denen in Längsrichtung verlaufende Strangpressprofile (5') angeordnet sind, welche überwiegend im Bereich der mehr als um eine Achse gekrümmten Oberfläche auf der nach aussen gewandten Seite zusätzliche Lamellen (7) aufweisen, die, mit Dämmmaterialien (11) gefüllt, nach entsprechender mechanischer Formgebung sowie einer wahlweisen, außenhautbildenden Beschichtung (9') oder nach entsprechender mechanischer Formgebung mit oder ohne Distanzelemente (10) unter wahlweiser Einbindung von Dämmmaterialien (11) mit einer Außenhaut (9) die Außenkontur des Schienenfahrzeuges bilden.
Trieb- oder Steuerwagenkopfaufbau von Schienenfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpressprofile (5') als Leichtmetall-Hohlkammer-Profile ausgebildet sind.
Trieb- oder Steuerwagenkopfaufbau von Schienenfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (7) selbst als Distanzelemente (10) ausgeführt sind.
Trieb- oder Steuerwagenkopfaufbau von Schienenfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpressprofile (5') an den freien Öffnungen mit rohrförmigen Verbindungselementen (8) gefügt sind.
Trieb- oder Steuerwagenkopfaufbau von Schienenfahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die außenhautbildende Beschichtung (9') aus Laminaten besteht.
Verfahren zur Herstellung von Trieb- und Steuerwagenkopfaufbauten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese in großflächige Baugruppen, bestehend aus mehreren Strangpressprofilen (5') mit rohrförmigen Verbindungselementen (8) und Querspanten (6), aufgeteilt werden, die Lamellen (7) einzelner Strangpressprofile (5') mit Dämmmaterialien (11) verfüllt, einer mechanischen Formgebung zugeführt werden, diese Baugruppen zum fertigen Trieb- oder Steuerwagenkopf (1) zusammengesetzt sowie vor oder nach der Montage wahlweise mit einer außenhautbildenden Beschichtung (9') versehen werden oder dass die einzelnen Strangpressprofile (5'), Baugruppen von Strangpressprofilen (5') oder großflächigen Baugruppen des Trieb- oder Steuerwagenkopfes (1) nach einer mechanischen Formgebung der Lamellen (7) mit oder ohne Distanzelemente (10) diese wahlweise mit Dämmmaterialien (11) ausgestattet sowie vor oder nach der Montage zum kompletten Trieb- oder Steuerwagenkopf (1) mit einer Außenhaut (9) versehen werden, welche die Außenkontur bildet.
Verfahren zur Herstelltung von Trieb- und Steuerwagenkopfaufbauten nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Formgebung durch spannende Verfahren oder durch Laserschneidverfahren erfolgt.