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EP4341146A1 - Seitenwand für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Seitenwand für ein schienenfahrzeug

Info

Publication number
EP4341146A1
EP4341146A1 EP22747025.9A EP22747025A EP4341146A1 EP 4341146 A1 EP4341146 A1 EP 4341146A1 EP 22747025 A EP22747025 A EP 22747025A EP 4341146 A1 EP4341146 A1 EP 4341146A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
side wall
section
planking
rail vehicle
ribs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22747025.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karl Heinz KARNER
Marcin Krupa
Florian Moser
Michael Weiss
Marcus Worsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility Austria GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility Austria GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility Austria GmbH filed Critical Siemens Mobility Austria GmbH
Publication of EP4341146A1 publication Critical patent/EP4341146A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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 invention relates to a side wall for a rail vehicle of differential construction.
  • a lattice structure is constructed from sheet metal parts and planked with a sheet metal panel, with the sheet metal panel representing the outer skin of the large component.
  • the resulting structure offers high strength at low weight and is equally suitable for production from steel or corrosion-resistant steel.
  • the lattice structure is made up of frames and stringers oriented normal to the frames, which are usually welded to one another and to the planking.
  • the sheet metal parts mentioned are connected to each other by means of a welding process with the lowest possible heat input, so that there is only little distortion of the components and the required finishing work, eg grinding and cementing, can be minimized.
  • Welding processes that can be automated are particularly advantageous, whereby the accessibility of the welding point by the welding machine must be taken into account in the design.
  • spot welding in which electric current is passed through two overlapping metal sheets and these are locally melted. In any case, this requires overlapping of the sheets, which can lead to increased mass of the large component and potentially to problems with the corrosion protection at the overlapping point.
  • Long beams long roof beams
  • This is particularly necessary for rail vehicles with several wide door openings, such as subways or trams.
  • roof rails can be designed as bent sheet metal parts and each connected to the side wall and the roof. This construction is complex, since very large sheet metal parts have to be bent in a complicated manner and the automatic production of the weld seams is made more difficult because of the scarcely existing accessibility for a spot welding machine.
  • the use of laser welding offers great advantages, since laser welding can be used to create butt seams and T-joints and the heat input is greatly reduced. As a result, the sheet metal profiles with a Z-shaped cross section used in conventional side walls can be replaced by flat sheets. It is also desirable not to design the roof rails as separate components, but rather to integrate their strength-increasing function in a side panel. No construction is known from the prior art which avoids the disadvantages described and at the same time combines a simple construction with low mass, high strength, good accessibility for rust protection measures and suitability for automated welding using laser light. Presentation of the invention
  • the invention is therefore based on the object of specifying a side wall of a rail vehicle which is optimized with regard to its manufacture by means of laser welding and which has the strength of a conventional side wall with a roof rail.
  • a side wall for a rail vehicle in differential construction which is designed to fasten its lower end to a subframe and the upper end to a roof, and which comprises a lattice-shaped composite of bows and frames and a planking of this latticed composite , wherein the planking is produced in one piece and comprises a vertical first section and a second section arranged at the upper end of the side wall and angled or bent in relation to the first section, and at the upper end of the second section a section which is oriented essentially vertically in the installed position of the side wall End plate is connected to the planking, and in the space between the upper portion of the planking and the end plate a plurality of ribs distributed along the longitudinal extent of the side wall are welded.
  • the advantage can be achieved to be able to build a side wall, which directly to a base and a Roof can be connected and a roof rail is integrated into the structure of the side wall.
  • a significant advantage of the present invention lies in its suitability for production by means of laser welding.
  • a lattice-like combination of bows and frames is constructed, which is provided with planking, the outer skin of the side wall.
  • the side wall is divided into a first and second section, the first section corresponding to the generally vertical part, usually equipped with door and window cutouts.
  • the second section is angled or curved relative to the first section and forms that part of the sidewall which transitions into a roof.
  • the planking is designed in one piece, so that no weld seam is required in the planking at the transition point between the first and the second section.
  • the invention envisages connecting an end plate, which is oriented essentially vertically in the installed position of the side wall, to the planking at the upper end of the second section and welding in a plurality of ribs distributed along the length of the side wall in the space between the upper section of the planking and this end plate. In this way, a support structure with essentially triangular reinforcements is created in the upper, second section of the side wall.
  • the integrated roof rail according to the invention is much easier to manufacture than conventional roof rails of differential design.
  • the integrated roof rail has an essentially triangular cross-section (possibly with a curved side) and is open at the bottom since it is delimited by the planking and the end plate. In this way, surface coatings can also be applied very easily inside the integrated roof rail.
  • Laser welding is particularly suitable for producing a side wall according to the invention, since this method is suitable for producing butt seams with little heat input and the side wall can therefore be produced from simple sheet metal parts cut out without folds. Furthermore, the surface quality of the paneling on the side facing away from the weld seam is not affected by the laser welding, so that no reworking such as cementing and grinding is required there. This is particularly advantageous as this side is generally a visible surface where great importance is attached to appearance. In certain places, however, it is advantageous to use more complex shaped sheet metal parts in order to minimize local stress concentrations at the welds. This is particularly the case on the ribs, which can be equipped with a strap on the open side of the integrated roof rail.
  • the ribs are to be designed, for example, as flat sheets with a bevel on one side of their circumference. If this side is not straight and a fold is therefore not possible, the chord can also be manufactured as a separate sheet metal part and welded to the rib. As a result, for example, the rib can have a T-shaped cross section and the chord can have roundings at the connection points to the end plate and the uppermost bow.
  • the welded reinforcement plate together with the uppermost stringer and part of the upper section of the skin, forms a hollow beam with a triangular cross-section, which is arranged in the integrated roof rail.
  • the reinforcement plates can be designed as simple, flat sheet metal components and are each arranged between two ribs. In order to ensure the accessibility of the resulting cavity for surface coatings, it is advantageous to equip the reinforcement plates or the uppermost stringer with recesses. This Reinforcing plates can be provided over the entire length of the side wall, or only in places where increased strength is required, for example in the area of door openings.
  • a further increase in the strength of the side wall can be achieved by providing a locking plate which is aligned essentially parallel to the first section of the planking and extends between two adjacent frames and the top bow and a bow below and is welded to these components.
  • This striker plate forms a local box girder with high rigidity with the planking and is suitable for reinforcing the side wall next to points with a structural weakness, in particular next to door cutouts, with a striker plate preferably being provided on each side of a door cutout.
  • Such a shooting plate therefore forms a second level to the planking.
  • the present invention makes it possible to produce a side wall of a rail vehicle in a differential construction, with the function of a roof rail already being built into the structure of the side wall. Furthermore, simple, flat metal sheets can be used, which are connected by means of laser welding and thus overlapping of the metal sheets for the production of spot welds can be avoided. The resulting good accessibility of all surfaces makes it particularly easy to apply a surface coating for corrosion protection.
  • Fig.2 side panel detail Fig.3 side panel section.
  • Fig.4 side wall from the outside.
  • Fig.l shows an example and schematic side wall.
  • a side wall 1 is shown, as is used in the construction of rail vehicles.
  • the side wall 1 is constructed as a paneled lattice structure made of frames and bows and has a lower end 2, which is designed for connection to an underframe, and an upper end 3, which is designed for connection to a roof.
  • the embodiment shown of a side wall 1 with large door and window openings is typical for a rail vehicle for local passenger transport, for example a subway or tram.
  • These large door and window openings weaken the supporting structure made of frames and bows, despite the door pillars 12 inserted into the structure, so that a roof longitudinal beam arranged at the upper end 3 ensures the strength of the side wall 1.
  • This roof rail is integrated into the side wall 1 and is in the production of the side wall in differential construction.
  • FIG. 2 shows a detail of the side wall by way of example and schematically.
  • An oblique view from the inside of a section through a side wall 1 in the area of a door cutout is shown.
  • the side wall 1 has a supporting structure of bows 4 and frames 5, the frame closest to the door cutout being designed as a door pillar 12, which is reinforced in relation to the frames 5 lying in between.
  • Paneling 6 is arranged on this supporting structure, which is divided into a first section 7 and a second section 8, with the first section 7 being oriented essentially vertically when the side wall 1 is installed and the second section 8 being angled or angled in relation to the first section 7 is bent.
  • the second section forms that part of the side wall 1 which represents the transition to a roof and in which a roof rail is arranged as an integral component.
  • the planking 6 is made in one piece and connected to the supporting structure by means of welding, the transition from the first section 7 to the second section 8 takes place without the dividing of metal sheets at this point.
  • an end plate 9 Arranged at the upper end 2 of the side wall 1 is an end plate 9 which is permanently connected to the planking 6 and which extends essentially perpendicularly in the direction of the lower end 2 of the side wall 1 .
  • the end plate 9 is angled so that it has an L-shaped cross section, with one of the two legs of the end plate 9 extending away from the planking 6 . A connection to a roof can be made at this leg.
  • a plurality of ribs 10 are welded into the skin 6, which connect the skin 6 to the end plate 9 and form a support structure with a substantially triangular cross-section, which extends over the entire length of the side wall and forms a roof sill.
  • the ribs 10 are set narrower in areas where increased strength is required, in particular over the door cutouts, than in the sections in between.
  • the roof rail that is created in this way is open at the bottom, so that corrosion protection measures can be carried out easily and the roof rail can be used as an installation space, for example for lines. In the embodiment shown, a further increase in strength is provided in the area of the door cutouts. Reinforcing plates 13 are welded in between the top bow 14 and the skin 6 .
  • these components form a hollow beam with a triangular cross section.
  • a further reinforcement is provided by means of a locking plate 11, which is arranged on both sides of the door cutout between the top bow 14 and the bow 4 below it and which is welded to the bows 4, 14 and the adjacent frame 5 and the door pillar 12.
  • This locking plate 11 is arranged essentially parallel to the paneling 6 in this area and distributes the forces acting in the area of the door cutout into the remaining side wall, so that stress concentrations in this area are reduced.
  • the ribs 10 are designed as flat sheets, which are either folded on one side or provided with a welded belt. This fold or the belt serves to reduce the stress concentration at the connection points with the end plate 9 or the uppermost frame 14.
  • FIG. 3 shows a section through a side wall by way of example and schematically.
  • the side wall 1 from FIG. 2 is shown in a section perpendicular to the longitudinal extension of the side wall 1.
  • the shape of the ribs 10 and the arrangement of the reinforcement plates 13 can be seen here.
  • the belt of the ribs 10 merges into the horizontal section of the end plate 9, so that stress concentrations are reduced at this point as well.
  • the skin 6 is divided into sections of different thicknesses, with a section of lesser thickness 15 being inserted at points of lower strength requirements, as a result of which the mass of the side wall is reduced.
  • planking 6 has an area which, in terms of its thickness, has a greater material thickness than the other areas. These thickened areas are used in the longitudinal direction of the side wall wherever the stresses are correspondingly high.
  • FIG. 4 shows a side wall from the outside in an exemplary and schematic manner. It is an oblique view from the outside of a side wall, as shown in the previous figures, but without planking.
  • the arrangement of the reinforcement plates 13, starting from the top bow 14, is clearly visible.
  • the arrangement of the locking plate 11 in relation to the support structure made of bows and frames, with an essentially cuboid cavity extending between the planking and the locking plate 11, can also be clearly seen.
  • the welded-in ribs 10, reinforcement plates 13, and bows and frames are equipped with recesses, through which the mass of the side wall 1 is reduced and better accessibility for the production of a surface coating is created. List of designations

Landscapes

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

Abstract

Seitenwand (1) für ein Schienenfahrzeug in Differentialbauweise, ausgebildet zur Befestigung des unteren Endes (2) an einem Untergestell sowie des oberen Endes (3) an einem Dach, umfassend einen gitterförmigen Verbund aus Spriegeln (4) und Spanten (5) und eine Beplankung (6) dieses gitterförmigen Verbundes, wobei die Beplankung (6) einstückig hergestellt ist und einen vertikalen ersten Abschnitt (7) und einen zweiten, am oberen Ende (3) der Seitenwand (1) angeordneten, gegenüber dem ersten Abschnitt (7) gewinkelten oder gebogenen zweiten Abschnitt (8) umfasst, und wobei am oberen Ende des zweiten Abschnitts (8) ein in Einbaulage der Seitenwand (1) im Wesentlichen senkrecht orientiertes Abschlußblech (9) mit der Beplankung (6) verbunden ist, und wobei im Zwischenraum zwischen dem oberen Abschnitt der Beplankung (6) und dem Abschlußblech (9) mehrere, entlang der Längserstreckung der Seitenwand (1) verteilte Rippen (10) eingeschweißt sind.

Description

Beschreibung
Seitenwand für ein Schienenfahrzeug
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Seitenwand für ein Schienenfahrzeug in Differentialbauweise.
Stand der Technik
Großkomponenten von Schienenfahrzeugen, beispielsweise Seitenwände, Stirnwände, Dächern oder Untergestelle können in sogenannter Differentialbauweise aus Metall hergestellt werden. Bei dieser Differentialbauweise wird eine Gitterstruktur aus Blechteilen aufgebaut und mit einer Blechtafel beplankt, wobei die Blechtafel die Außenhaut der Großkomponente darstellt. Die so entstehende Struktur bietet eine hohe Festigkeit bei niedrigem Gewicht und eignet sich für die Herstellung aus Stahl bzw. korrosionsbeständigem Stahl gleichermaßen. Die Gitterstruktur ist dabei aus Spanten und normal zu den Spanten orientieren Stringer aufgebaut, welcher untereinander sowie mit der Beplankung üblicherweise verschweißt werden. Die Verbindung der genannten Blechteile untereinander erfolgt mittels eines Schweißverfahrens mit möglichst geringem Wärmeeintrag, sodass es nur zu geringem Verzug der Bauteile kommt und die erforderlichen Nacharbeiten, z.B. Schleifen und Verkitten, minimiert werden können. Insbesondere sind automatisierbare Schweißverfahren vorteilhaft, wobei auf die Zugänglichkeit der Schweißstelle durch die Schweißmaschine konstruktiv zu achten ist. Ein häufig eingesetztes Schweißverfahren ist das Punktschweißen, bei welchem elektrischer Strom durch zwei überlappende Bleche geleitet wird und diese lokal aufgeschmolzen werden. Dazu ist jedenfalls eine Überlappung der Bleche erforderlich, was zu erhöhter Masse der Großkomponente und potenziell zu Problemen mit dem Korrosionsschutz an der Überlappungsstelle führen kann. Am Übergang einer Seitenwand zu einem Dach sind üblicherweise Langträger (Dachlangträger), angeordnet, welche sich über die gesamte Länge des Fahrzeugs erstrecken und die Struktur des Wagenkastens an den genannten Stellen wesentlich verstärken. Dies ist insbesondere bei Schienenfahrzeugen mit mehreren breiten Türausschnitten, wie U-Bahnen oder Straßenbahnen erforderlich. Diese Dachlangträger können als Blechbiegeteile ausgeführt werden und mit der Seitenwand und dem Dach jeweils verbunden werden. Diese Konstruktion ist aufwendig, da sehr große Blechteile kompliziert gebogen werden müssen und die automatische Herstellung der Schweißnähte wegen der kaum vorhandenen Zugänglichkeit für eine Punktschweißmaschine erschwert ist. Der Einsatz von Laserschweißen bietet große Vorteile, da sich mit Laserschweißen stumpfe Nähte und T-Stöße realisieren lassen und der Wärmeeintrag stark minimiert ist. Dadurch können die bei herkömmlichen Seitenwänden eingesetzten Blechprofile mit Z-förmigen Querschnitt durch ebene Bleche ersetzt werden. Ebenso ist es erstrebenswert, die Dachlangträger nicht als eigenes Bauteil auszuführen, sondern deren festigkeitserhöhende Funktion bereits in einer Seitenwand zu integrieren. Aus dem Stand der Technik ist keine Konstruktion bekannt, welche die beschriebenen Nachteile vermeidet und dabei einen einfachen Aufbau bei geringer Masse, hoher Festigkeit, gute Zugänglichkeit für Rostschutzmaßnahmen und Eignung für automatisierte Schweißung mittels Laserlichts verbindet. Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Seitenwand eines Schienenfahrzeugs anzugeben, welche in Hinsicht auf ihre Fertigung mittels Laserschweißens optimiert ist und welche die Festigkeit einer konventionellen Seitenwand mit einem Dachlangträger aufweist.
Die Aufgabe wird durch eine Seitenwand für ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine Seitenwand für ein Schienenfahrzeug in Differentialbauweise beschrieben, welche zur Befestigung ihres unteren Endes an einem Untergestell sowie des oberen Endes an einem Dach ausgebildet ist, und welche einen gitterförmigen Verbund aus Spriegeln und Spanten und eine Beplankung dieses gitterförmigen Verbundes umfasst, wobei die Beplankung einstückig hergestellt ist und einen vertikalen ersten Abschnitt und einen zweiten, am oberen Ende der Seitenwand angeordneten, gegenüber dem ersten Abschnitt gewinkelten oder gebogenen zweiten Abschnitt umfasst, und am oberen Ende des zweiten Abschnitts ein in Einbaulage der Seitenwand im Wesentlichen senkrecht orientiertes Abschlußblech mit der Beplankung verbunden ist, und im Zwischenraum zwischen dem oberen Abschnitt der Beplankung und dem Abschlußblech mehrere, entlang der Längserstreckung der Seitenwand verteilte Rippen eingeschweißt sind.
Dadurch ist der Vorteil erzielbar, eine Seitenwand aufbauen zu können, welche unmittelbar an ein Untergestell und ein Dach anbindbar ist und ein Dachlangträger in die Struktur der Seitenwand integriert ist. Insbesondere ist vorteilhaft, dass dabei die für die Herstellung eines Dachlangträgers in Differentialbauweise erforderlichen aufwendigen Fertigungsvorgänge entfallen können und stattdessen die wesentlich einfachere Fertigung einer beplankten gitterförmigen Struktur aus Spriegeln und Spanten ausreichend ist. Ein wesentlicher Vorteil gegenständlicher Erfindung liegt in der Eignung für die Herstellung mittels Laserschweißens .
Erfindungsgemäß wird ein gitterförmigen Verbund aus Spriegeln und Spanten aufgebaut, welcher mit einer Beplankung, der Außenhaut der Seitenwand versehen ist. Dabei ist die Seitenwand in einen ersten und zweiten Abschnitt unterteilt, wobei der erste Abschnitt dem im Allgemeinen senkrecht ausgeführten Teil, meist mit Tür- und Fensterausschnitten ausgestattet, entspricht. Der zweite Abschnitt ist gegenüber dem ersten Abschnitt gewinkelt oder gebogen und bildet jenen Teil der Seitenwand, welche den Übergang in ein Dach darstellt. Erfindungsgemäß ist die Beplankung einstückig ausgeführt, sodass an der der Übergangsstelle zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt keine Schweißnaht in der Beplankung erforderlich ist.
Jedoch ist es möglich und kann vorteilhaft sein, die Beplankung aus mehreren einzelnen Stücken unterschiedlicher Eigenschaften zusammenzusetzen und einstückig, als ein ganzes Stück in die erforderliche Form zu biegen. So kann auf lokal unterschiedliche Festigkeitsanforderungen flexibel eingegangen werden, indem beispielsweise an Türausschnitten festere oder dickere Bleche in die Beplankung eingesetzt werden. Die Erfindung sieht vor, am oberen Ende des zweiten Abschnitts ein in Einbaulage der Seitenwand im Wesentlichen senkrecht orientiertes Abschlußblech mit der Beplankung zu verbinden und im Zwischenraum zwischen dem oberen Abschnitt der Beplankung und diesem Abschlußblech mehrere, entlang der Längserstreckung der Seitenwand verteilte Rippen einzuschweißen. Solcherart entsteht im oberen, zweiten Abschnitt der Seitenwand eine Trägerstruktur mit im Wesentlichen dreieckförmigen Aussteifungen. Dies stellt einen in die Seitenwand integrierten Dachlangträger dar, der die einwirkenden Biegekräfte und Momente aufzunehmen imstande ist. Der erfindungsgemäße integrierte Dachlangträger ist wesentlich einfacher herzustellen als konventionelle Dachlangträger in Differentialbauweise. Dabei weist der integrierte Dachlangträger einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt auf (ggf. mit einer gebogenen Seite) und ist nach unten hin offen, da er durch die Beplankung und das Abschlußblech begrenzt ist. Solcherart können auch im Inneren des integrierten Dachlangträgers sehr einfach Oberflächenbeschichtungen angebracht werden.
Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Seitenwand eignet sich besonders gut das Laserschweißen, da dieses Verfahren für die Herstellung stumpfer Nähte bei geringem Wärmeeintrag geeignet ist und somit die Seitenwand aus einfachen, ausgeschnittenen Blechteilen ohne Abkantungen gefertigt werden kann. Weiters wird durch das Laserschweißen die Oberflächenqualität der Beplankung an der, der Schweißnaht abgewandten Seite nicht beeinträchtigt, sodass dort keine Nacharbeiten wie Verkitten und Schleifen erforderlich sind. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da diese Seite im Allgemeinen eine Sichtfläche ist, auf deren Erscheinungsbild großer Wert gelegt wird. An bestimmten Stellen ist es jedoch vorteilhaft, komplizierter geformte Blechteile einzusetzen, um lokale Spannungskonzentrationen an den Schweißnähten zu minimieren. Dies ist insbesondere an den Rippen gegeben, welche an der offenen Seite des integrierten Dachlangträgers mit einem Gurt ausgestattet werden können. Dabei sind die Rippen beispielsweise als ebene Bleche mit einer Abkantung an einer Seite ihrer Umfanglinie auszuführen. Ist diese Seite nicht gerade und daher keine Abkantung möglich, so kann der Gurt auch als eigener Blechteil hergestellt werden und mit der Rippe verschweißt werden. Beispielweise kann dadurch die Rippe einen T-förmigen Querschnitt aufweisen und der Gurt Verrundungen an den Anschlußstellen zu dem Abschlußblech und dem obersten Spriegel umfassen.
In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, mindestens ein Verstärkungsblech zwischen einem obersten Spriegel und dem oberen Abschnitt der Beplankung anzuordnen und mit diesen Bauteilen zu verschweißen. Solcherart kann eine weitere Verstärkung der Festigkeit des integrierten Dachlangträgers erzielt werden. Das eingeschweißte Verstärkungsblech bildet zusammen mit dem obersten Stringer und einem Teil des oberen Abschnitts der Beplankung einen Hohlträger mit dreieckförmigen Querschnitt, welcher in dem integrierten Dachlangträger angeordnet ist. Die Verstärkungsbleche können dabei als einfache, ebene Blechbauteile ausgeführt werden und werden je zwischen zwei Rippen angeordnet. Zur Gewährleistung der Zugänglichkeit des so entstehenden Hohlraums für Oberflächenbeschichtungen ist es vorteilhaft, die Verstärkungsbleche, oder auch den obersten Stringer mit Ausnehmungen auszustatten. Diese Verstärkungsbleche können über die gesamte Länge der Seitenwand vorgesehen sein, oder auch nur an Stellen mit erhöhtem Festigkeitsbedarf, etwa im Bereich von Türöffnungen.
Eine weitere Steigerung der Festigkeit der Seitenwand kann durch das Vorsehen eines Schließblech erfolgen, welches im Wesentlichen parallel zum ersten Abschnitt der Beplankung ausgerichtet ist und sich zwischen zwei benachbarten Spanten sowie dem obersten Spriegel und einem darunterliegenden Spriegel erstreckt und mit diesen Bauteilen verschweißt ist. Dieses Schließblech bildet mit der Beplankung einen lokalen Kastenträger mit hoher Steifigkeit und eignet sich Verstärkung der Seitenwand neben Stellen mit einer Strukturschwächung, insbesondere neben Türausschnitten, wobei dabei vorzugsweise je ein Schließblech an jeder Seite eines Türausschnitts vorzusehen ist. Ein solches Schießblech bildet demnach eine zweite Ebene zu der Beplankung.
Gegenständliche Erfindung erlaubt es, eine Seitenwand eines Schienenfahrzeugs in Differentialbauweise herzustellen, wobei die Funktion eines Dachlangträgers bereits in die Struktur der Seitenwand eingebaut ist. Dabei können des Weiteren einfache, ebene Bleche eingesetzt werden, welche mittels Laserschweißen verbunden werden und somit Überlappungen der Bleche zur Herstellung von Punktschweißungen vermieden werden können. Die dabei gegebene gute Zugänglichkeit aller Oberflächen erlaubt das besonders einfache Aufbringen einer Oberflächenbeschichtung für den Korrosionsschutz. Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen beispielhaft:
Fig.l Seitenwand.
Fig.2 Seitenwand Detail. Fig.3 Seitenwand Schnitt. Fig.4 Seitenwand von außen.
Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch Seitenwand. Es ist eine Seitenwand 1 dargestellt, wie sie beim Bau von Schienenfahrzeugen zum Einsatz kommt. Die Seitenwand 1 ist als beplankte Gitterstruktur aus Spanten und Spriegel aufgebaut und weist ein unteres Ende 2 auf, welches zur Verbindung mit einem Untergestell ausgebildet ist, sowie ein oberes Ende 3, welches zur Verbindung mit einem Dach ausgebildet ist. Das gezeigte Ausführungsbeispiel einer Seitenwand 1 mit großen Tür und Fensteröffnungen ist typisch für ein Schienenfahrzeug für den Personennahverkehr, beispielsweise eine U-Bahn oder Straßenbahn. Diese großen Tür und Fensteröffnungen schwächen die Tragstruktur aus Spanten und Spriegel trotz der in die Struktur eingefügten Türsäulen 12, sodass ein am oberen Ende 3 angeordneter Dachlangträger die Festigkeit der Seitenwand 1 gewährleistet. Dieser Dachlangträger ist in die Seitenwand 1 integriert und wird bei der Herstellung der Seitenwand in Differentialbauweise mit gefertigt.
Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch ein Detail der Seitenwand. Es ist eine Schrägansicht von innen auf einen Schnitt durch eine Seitenwand 1 im Bereich eines Türausschnitts dargestellt. Die Seitenwand 1 weist eine Tragstruktur aus Spriegel 4 und Spanten 5 auf, wobei der dem Türausschnitt nächstliegende Spant als Türsäule 12, welche gegenüber den dazwischenliegenden Spanten 5 verstärkt ausgeführt ist. An dieser Tragstruktur ist eine Beplankung 6 angeordnet, welche sich in einen ersten Abschnitt 7 und einen zweiten Abschnitt 8 gliedert, wobei der erste Abschnitt 7 in Einbaulage der Seitenwand 1 im Wesentlichen senkrecht orientiert ist und der zweite Abschnitt 8 gegenüber dem ersten Abschnitt 7 gewinkelt oder gebogen ist. Der zweite Abschnitt bildet jenen Teil der Seitenwand 1, welcher den Übergang zu einem Dach darstellt und in welchem ein Dachlangträger als integrales Bauteil angeordnet ist. Die Beplankung 6 ist einstückig ausgeführt und mit der Tragstruktur mittels Schweißens verbunden, der Übergang vom ersten Abschnitt 7 in den zweiten Abschnitt 8 erfolgt ohne Stückelung von Blechen an dieser Stelle. Am oberen Ende 2 der Seitenwand 1 ist ein Abschlußblech 9 angeordnet, welches unlösbar mit der Beplankung 6 verbunden ist und welches sich im Wesentlichen senkrecht in Richtung des unteren Endes 2 der Seitenwand 1 erstreckt. In gezeigtem Ausführungsbeispiel ist das Abschlußblech 9 mit einer Abwinkelung ausgeführt, sodass es einen L-förmigen Querschnitt aufweist, wobei sich einer der beiden Schenkel des Abschlußblechs 9 von der Beplankung 6 weg erstreckt. An diesem Schenkel kann eine Verbindung zu einem Dach hergestellt werden. In dem Zwischenraum zwischen dem Abschlußblech 9 und dem zweiten Abschnitt 8 der Beplankung 6 sind eine Mehrzahl von Rippen 10 eingeschweißt, welche die Beplankung 6 mit dem Abschlußblech 9 verbinden und eine Trägerstruktur mit im Wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt bilden, welche sich über die gesamte Länge der Seitenwand erstreckt und einen Dachlangträger bildet. Die Rippen 10 sind in Bereichen erhöhter Festigkeitsanforderung, insbesondere über den Türausschnitten enger gesetzt als in dazwischenliegenden Abschnitten. Nach unten hin ist dieser so entstandene Dachlangträger offen, sodass Maßnahmen zum Korrosionsschutz leicht durchgeführt werden können und der Dachlangträger als Einbauraum, z.B. für Leitungen, dienen kann. In gezeigtem Ausführungsbeispiel ist im Bereich der Türausschnitte eine weitere Verstärkung der Festigkeit vorgesehen. Dabei sind Verstärkungsbleche 13 zwischen dem obersten Spriegel 14 und der Beplankung 6 eingeschweißt.
Diese Bauteile bilden in ihrer Zusammenwirkung einen Hohlträger mit dreieckförmigen Querschnitt. Eine weitere Verstärkung ist mittels eines Schließblechs 11 vorgesehen, welches beidseitig des Türausschnitts zwischen dem obersten Spriegel 14 und dem darunterliegenden Spriegel 4 angeordnet ist und welches mit den Spriegeln 4, 14 sowie dem angrenzenden Spant 5 sowie der Türsäule 12 verschweißt ist. Dieses Schließblech 11 ist im Wesentlichen parallel zu Beplankung 6 in diesem Bereich angeordnet und verteilt die im Bereich des Türausschnitts einwirkenden Kräfte in die restliche Seitenwand, sodass Spannungskonzentrationen in diesem Bereich reduziert werden. Die Rippen 10 sind als ebene Bleche ausgeführt, welche an einer Seite entweder abgekantet oder mit einem aufgeschweißten Gurt versehen sind. Diese Abkantung, bzw. der Gurt dienen der Verringerung der Spannungskonzentration an den Verbindungsstellen mit dem Abschlußblech 9 bzw. dem obersten Spant 14. Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Schnitt durch eine Seitenwand. Es ist die Seitenwand 1 aus Fig.2 in einem Schnitt normal zur Längserstreckung der Seitenwand 1 dargestellt. Dabei ist die Formgebung der Rippen 10 sowie die Anordnung der Verstärkungsbleche 13 ersichtlich. Ebenso, dass der Gurt der Rippen 10 in den waagrechten Abschnitt des Abschlußblechs 9 übergeht, sodass auch an dieser Stelle Spannungskonzentrationen reduziert werden. Die Beplankung 6 ist in Abschnitte unterschiedlicher Dicke unterteilt, wobei ein abschnitt geringerer Dicke 15 an Stellen geringerer Festigkeitsanforderungen eingefügt ist, wodurch die Masse der Seitenwand verringert ist.
Des Weiteren ist ersichtlich, dass die Beplankung 6 einen Bereich aufweist, der in seiner Dicke eine größer Materialstärke aufweist als die übrigen Bereiche. Diese aufgedickten Bereiche kommen in Längsrichtung der Seitenwand überall da zum Einsatz, wo die Beanspruchungen entsprechend hoch sind.
Fig.4 zeigt beispielhaft und schematisch eine Seitenwand von außen. Es ist eine Schrägansicht von außen auf eine Seitenwand, wie in den vorangehenden Figuren, jedoch ohne Beplankung dargestellt. In dieser Darstellung ist die Anordnung der Verstärkungsbleche 13, ausgehend von dem obersten Spriegel 14 gut ersichtlich. Auch ist die Anordnung des Schließblechs 11 in Bezug auf die Tragstruktur aus Spriegel und Spanten, wobei sich zwischen der Beplankung und dem Schließblech 11 ein im Wesentlichen quaderförmiger Hohlraum erstreckt, gut erkennbar. Die eingeschweißten Rippen 10, Verstärkungsbleche 13, sowie Spriegel und Spanten sind mit Ausnehmungen ausgestattet, durch welche die Masse der Seitenwand 1 reduziert und eine besser Zugänglichkeit für die Herstellung einer Oberflächenbeschichtung geschaffen wird. Liste der Bezeichnungen
1 Seitenwand 2 Seitenwand unteres Ende
3 Seitenwand oberes Ende
4 Spriegel
5 Spant
6 Beplankung 7 Beplankung erster Abschnitt
8 Beplankung zweiter Abschnitt
9 Abschlußblech
10 Rippe 11 Schließblech 12 Türsäule
13 Verstärkungsblech
14 Oberster Spriegel
15 Beplankung dünnerer Abschnitt

Claims

Patentansprüche
1. Seitenwand (1) für ein Schienenfahrzeug in Differentialbauweise, ausgebildet zur Befestigung des unteren Endes (2) an einem Untergestell sowie des oberen Endes (3) an einem Dach, umfassend einen gitterförmigen Verbund aus Spriegeln (4) und Spanten (5) und eine Beplankung (6) dieses gitterförmigen Verbundes, dadurch gekennzeichnet , dass die Beplankung (6) einstückig hergestellt ist und einen vertikalen ersten Abschnitt (7) und einen zweiten, am oberen Ende (3) der Seitenwand (1) angeordneten, gegenüber dem ersten Abschnitt (7) gewinkelten oder gebogenen zweiten Abschnitt (8) umfasst, und am oberen Ende des zweiten Abschnitts (8) ein in Einbaulage der Seitenwand (1) im Wesentlichen senkrecht orientiertes Abschlußblech (9) mit der Beplankung (6) verbunden ist, und im Zwischenraum zwischen dem oberen Abschnitt der Beplankung (6) und dem Abschlußblech (9) mehrere, entlang der Längserstreckung der Seitenwand (1) verteilte Rippen (10) eingeschweißt sind.
2. Seitenwand (1) für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet , dass ein Schließblech (11) vorgesehen ist, welches im Wesentlichen parallel zum ersten Abschnitt (7) der Beplankung (6) ausgerichtet ist und sich zwischen zwei benachbarten Spanten (5) sowie dem obersten Spriegel und einem darunterliegenden Spriegel erstreckt und mit diesen Bauteilen verschweißt ist.
3. Seitenwand (1) für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch
2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der beiden Spanten (5) als Türsäule (12) ausgeführt ist.
4. Seitenwand (1) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (10) als ebene Bleche mit einer Abkantung an einer Seite ihrer Umfanglinie ausgeführt sind.
5. Seitenwand (1) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschlußblech (9) einen L-förmigen Querschnitt aufweist, wobei sich einer der beiden Schenkel des Abschlußblechs (9) von der Beplankung (6) weg erstreckt.
6. Seitenwand (1) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verstärkungsblech (13) zwischen einem obersten Spriegel (14) und dem oberen Abschnitt der Beplankung (6) angeordnet und mit diesen Bauteilen verschweißt ist.
7. Schienenfahrzeug, umfassend eine Seitenwand (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
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