Wagenkasten für Schienenfahrzeuge

Abstract

 Bei diesem Wagenkasten können mittels vorfabrizierter, baukastenartig gestalteter Bauteile die Herstellungskosten gesenkt und der Fahrzeuggrundriss variiert werden. Zu diesem Zweck sind Gruppen von aus Kunststoff geformten Bauteilen jeweils gleicher Form und Abmessungen vorgesehen. Die einzelnen Gruppen umfassen Bodenteile (1) in Form des unteren Teiles des Wagenkastenprofiles, Deckenteile (2) in Form des oberen Teiles des Wagenkastenprofiles, Endteile (6) und Ringspanten (3) in Form des Wagenkastenprofiles sowie Einstieg- und Stirnwandteile (7, 8). Die Boden- und Deckenteile (1, 2) sowie die Endteile (6), Einstiegteile (7) und Stirnwandteile (8) werden aneinandergereiht und mittels der an den Stossstellen angeordneten Ringspanten (3) miteinander verbunden. Zwecks Erhöhung der Wagenkastensteifigkeit sind obere- und untere Längsträger (4, 5) vorgesehen, die mit den Endteilen (6) fest verankert sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Wagenkasten für Schienenfahrzeuge, insbesondere Eisenbahn-Personenwagen, wobei der Wagenkasten in selbsttragender Bauweise aus vorfabrizierten Bauteilen zusammengesetzt ist.

[0002] Der selbsttragende Aufbau von Wagenkästen für Schienenfahrzeuge aus vorfabrizierten Bauteilen ist seit langem bekannt. Im deutschen Gebrauchsmuster 1738240 wird ein derartiger Wagenkasten beschrieben, der aus einzelnen, sich über die ganze Wagenlänge erstreckenden Doppelschalen zusammengesetzt ist, die als Bauteile für sich serienmässig hergestellt werden können. Die Doppelschalen bestehen hierbei aus einer metallischen Aussen- und einer metallischen Innenhaut, wobei die dazwischen liegenden Hohlräume mit einem isolierenden Stützstoff ausgeschäumt sind. Aus einer weiteren Druckschrift, der deutschen Offenlegungsschrift 1580992, ist ein Wagenkasten bekannt, der aus zwei, sich über die ganze Wagenlänge erstreckenden Hohlkörpern besteht, die teleskopartig ineinander geschoben und durch Kopfstücke an den Enden abgeschlossen sind. Die Hohlkörper und Kopfstücke werden aus glasfaserverstärktem Polyesterharz geformt, wobei der Raum zwischen beiden Hohlkörpern mit einem aufschäumbaren Kunststoff gefüllt ist, wodurch ein höherer Wärme- und Schalldämmwert erreicht wird.

[0003] Mit der Bauweise des zuletzt beschriebenen Wagenkastens werden gewisse Vorteile erzielt, die beispielsweise darin liegen, dass alle Ausparungen wie Fenster, Türen und Lüftungsöffnungen sowie Kanäle für Versorgungsleitungen und dergleichen mit ausgeformt werden können. Auch kann bei Anwendung vorgefärbter Polyesterharze eine Lackierung der Aussenwand des äusseren und der Innenwand des inneren Hohlkörpers entfallen. Bei diesem Wagenkasten ist jedoch als nachteilig anzusehen, dass die Hohlkörper jeweils nur für einen bestimmten Wagentyp verwendet werden können, wobei durch die Grösse der Teile deren Herstellung und Handhabung erschwert wird.

[0004] Mit dem deutschen Gebrauchsmuster 1900649 ist ein Wagenaufbau bekannt geworden, der aus einem metallischen Mittelteil und zwei Kopfteilen aus Kunststoff besteht. Der Mittelteil ist aus einer Anzahl untereinander gleicher Abschnitte hergestellt, welche baukastenartig ausgebildet sind und deren Abmessungen gleich einem bestimmten Grundmass sind. Die Abschnitte umfassen je vier Teilwände gleicher Abmessungen und Form, von denen zwei die Seitenwände, eine das Dach und eine den Boden darstellen. Die Teilwände, die je aus einer Aussen- und einer gerippten Innenwand bestehen, sind an einem aus Spanten, Oberholmen, Unterholmen und Bodenteilen gebildeten Gerüst befestigt. Mit dieser Bauweise werden gewisse Vorteile erzielt, die sich aus der Baukastenausbildung der Bauteile ergeben. Andererseits muss die Herstellung der metallischen Teilwände, die ausser der Aussen- und Innenwand noch eine innere Verkleidung benötigen, als relativ teuer angesehen werden. Die Bauweise dieses Wagenkastens entspricht im Prinzip der konventionellen Art, bei der ein verschweisstes Spantengerüst, mittels an dieses angeschweisste Blechtafeln verkleidet wird. Dieses Verfahren ist ziemlich lohnintensiv und hat zudem den Nachteil, dass an den Teilwänden Verwerfungen auftreten können, die nachträglich ausgerichtet werden müssen.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Wagenkasten gemäss Oberbegriff zu schaffen, der aus baukastenartig gestalteten Teilen aufgebaut ist und eine Senkung der Herstellungskosten ermöglicht.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. Hierbei sind Gruppen von aus Kunststoff geformten Bauteilen jeweils gleicher Form und Abmessungen vorgesehen. Die einzelnen Gruppen umfassen Bodenteile in Form des unteren Teiles des Wagenkastenprofiles, Deckenteile in Form des oberen Teiles des Wagenkastenprofiles, Endteile und Ringspanten in Form des Wagenkastenprofiles sowie Einstieg- und Stirnwandteile. Die Länge der Boden- und Deckenteile entspricht einer Fensterbreite, wobei die horizontalen Begrenzungskanten der Boden- und Deckenteile die unteren bzw. oberen horizontalen Kanten der Fensteröffnungen bilden. Die Boden- und Deckenteile sowie die Endteile, Einstiegsteile und Stirnwandteile sind aneinandergereiht und mittels der an den Stossstellen angeordneten Ringspanten miteinander verbunden, wobei obere und untere Längsträger vorgesehen sind, die in den an den Wagenkastenenden angeordneten Endteilen fest verankert sind.

[0007] Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind darin zu sehen, dass für einen Wagenkastenabschnitt nicht vier Teilwände, sondern nur ein Boden- und ein Deckenteil benötigt werden, wobei diese billiger als die metallischen Teilwände hergestellt werden können. Ausserdem entfällt das verschweisste Spantengerüst, wodurch weitere Kosten gespart werden. Gegenüber der Wagenkastenkonstruktion aus Kunststoffteilen gemäss der im Stand der Technik genannten DE-OS 1580992, liegen weitere Vorteile der Erfindung darin, dass sich durch die Zerlegung des Wagenkastens in eine Anzahl Boden- und Deckenteile von gleicher, der Fensterbreite entsprechender Länge, kleinere, leicht zu handhabende Bauteile ergeben, die mit einfachen Formen herstellbar sind. Durch Veränderung der Anzahl Boden- und Deckenteile kann der Fahrzeuggrundriss variiert werden, so dass mit ein und denselben Bauteilen Wagenkästen verschiedenster Länge hergestellt werden können.

[0008] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht eines Teiles des erfindungsgemässen Wagenkastens,

Fig. 2

eine perspektivische Ansicht eines Endes des Wagenkastens gemäss Fig. 1,

Fig. 3

eine Seitenansicht eines Eisenbahn-Personenwagens mit dem erfindungsgemässen Wagenkasten in schematischer Darstellung,

Fig. 4

einen Schnitt gemäss der Linie III-III der Fig. 3 in gegenüber der Fig. 3 vergrössertem Massstab,

Fig. 5

eine perspektivische Ansicht eines oberen Teiles des Wagenkastens gemäss Fig. 1 und

Fig. 6

eine perspektivische Ansicht eines Teiles des Wagenkastens gemäss Fig. 1 mit verstärkten Boden- und Deckenteilen.

[0009] In der Fig. 1 ist mit 1 ein Bodenteil in Form des unteren Teiles des Wagenkastenprofiles und mit 2 ein Deckenteil in Form des oberen Teiles des Wagenkastenprofiles bezeichnet. Die Länge der Boden- und Deckenteile 1, 2 entspricht einer Fensterbreite, wobei die horizontalen Begrenzungskanten der Boden- und Deckenteile 1, 2 die untere bzw. die obere horizontale Kante der Fensteröffnung bilden. Die Boden- und Deckenteile 1, 2 sind zwischen je zwei Ringspanten 3 in Form des Wagenkastenprofiles eingefügt, wobei wie nachstehend anhand der Fig. 4 näher beschrieben die Boden- und Deckenteile 1, 2 auf die Ringspanten 3 aufgesteckt und mit diesen verklebt sind. Bodenteile 1, Deckenteile 2 und Ringspanten 3 bilden eine erste, zweite und dritte Gruppe von aus Kunststoff geformten Bauteilen jeweils gleicher Form und Abmessungen. In einer alternativen Ausführung können die Ringspanten 3 auch aus einem stranggepressten Leichtmetallprofil hergestellt werden. Am Bodenteil 1 sind Seitenwandtische 1.1, Befestigungsschienen 1.2 für Bestuhlungen und Apparatebefestigungen 1.3 vorgesehen, die bei der Herstellung des Bodenteiles 1 mit ausgeformt werden. Am Deckenteil 2 sind Längsgepäckträger 2.1 und Kanäle 2.2 für Beleuchtung sowie Zu- und Abluft angeordnet, die bei der Herstellung des Deckenteiles 2 mit ausgeformt werden. Mit 4 sind obere und mit 5 untere Längsträger bezeichnet, die aus faserverstärkten Kunststoffprofilen mit röhrenförmigen Querschnitt bestehen. Die Längsträger 4, 5 sind zwecks Erhöhung der Wagenkastensteifigkeit in den vier Eckzonen des Wagenkastens angeordnet und in den Wagenendpartien fest verankert (Fig. 3). In Verbindung von nicht weiter dargestellten Luftdurchlassöffnungen können die Längsträger 4, 5 für die Zufuhr von Frischluft und Warmluft sowie für Kabelkanäle genutzt werden.

[0010] In der Fig. 2 ist mit 6 ein Endteil bezeichnet, das aus einem Bodenteil 1, einem Deckenteil 2 und zwei Zwischenteilen 6.1 besteht. Bei Bedarf kann durch Wegfall der Zwischenteile 6.1 das Endteil 6 mit Fenstern versehen werden. Um den Wagenkasten in den Endpartien eine grössere Festigkeit zu geben, ist das Endteil 6 über zwei, mittels eines schmalen Verbindungsstückes 6.2 verbundene Ringspanten 3 in Richtung Wagenkastenmitte mit dem benachbarten Bodenteil 1 und Deckenteil 2 verbunden. In Richtung Wagenkastenende ist das Endteil 6 über Ringspanten 3, ein weiteres Deckenteil 2 und ein aus einem Einstiegboden 7.1 und Einstiegstufen 7.2 gebildetem Einstiegteil 7 mit einem Stirnwandteil 8 verbunden. Endteile 6, Einstiegteile 7 und Stirnwandteile 8 bilden eine vierte, fünfte und sechste Gruppe von aus Kunststoff geformten Bauteilen jeweils gleicher Form und Abmessungen. Der für die Bauteile 1, 2, 3, 6, 7 und 8 verwendete Kunststoff besteht wie an sich bekannt aus einem Schaumstoffkern, der zwischen zwei faserverstärkten Deckschichten eingebettet ist.

[0011] Mit 9 ist ein Krafteinleitungsteil bezeichnet, das aus einem Hauptträger 9.1, zwei Diagonalträgern 9.2, einem Kopfstück 9.3, Drehgestellauflager 9.4 und einem weiteren Querträger 9.5 besteht, wobei alle Teile aus Leichtmetall hergestellt und miteinander verschweisst sind. Die Stirnseiten des Hauptträgers 9.1 und des zweiten Querträgers 9.5 sind mit den unteren Längsträgern 5 verschraubt, so dass die Puffer- und Kupplungskräfte auf die Kunststoffstruktur des Wagenkastens übertragen werden können.

[0012] Wie aus der Fig. 3 ersichtlich erstrecken sich die oberen Längsträger 4 über die gesamte Wagenkastenlänge, während die unteren Längsträger 5 sich lediglich zwischen den beiden Einstiegteilen 7 erstrecken. Die Längsträger 4, 5 sind mit den Endteilen 6 verschraubt und wahlweise zusätzlich verklebt.

[0013] Gemäss Fig. 4 weisen die Ringspanten 3 konische Ansätze 10 auf, die in Nuten 11 der Bauteile 1, 2, 6, 7 und 8 eingesetzt und mittels eines Klebstoffes 12 mit diesen verklebt werden. Die Länge des Ansatzes 10 und die Tiefe der Nut 11 sind so gewählt, dass eine genügend grosse Klebefläche erreicht wird.

[0014] In der Fig. 5 sind mit 13 obere Längsträger bezeichnet, die im Innern des Wagenkastens angeordnet sind. Die oberen Längsträger sind so ausgebildet, dass sie auch als Belüftungs- und Beleuchtungskanäle 13.1 verwendet werden könne. Durch diese Anordnung entfällt die durch aussen liegende obere Längsträger entstehende Einbuchtung an den Deckenteilen 2 und Ringspanten 3 (Fig. 1), die dadurch einfacher herstellbar sind. Ausserdem wird damit wahlweise eine Panoramaausführung möglich, indem die Seitenwandfenster 14 in die Dachpartie gezogen werden können.

[0015] Um die Steifigkeit eines Wagenkastens bei langen Fahrzeugen zu erhöhen weisen Bodenteile 15 gemäss Fig. 6 Rippen 15.1 und Nasen 15.2 auf, an welchen Verstärkungsböden 16 beispielsweise durch Verkleben befestigt sind. Die seitlichen Randpartien des Verstärkungsbodens 16 sind derart gestaltet, dass durch die Verbindung mit dem Bodenteil 15 Warmluftkanäle 16.1 gebildet werden. Der zwischen dem Bodenteil 15 und dem Verstärkungsboden 16 befindliche Raum lässt sich mit Vorteil als Apparateraum 15.3 nutzen, wobei Öffnungen 15.4 für dessen Zugänglichkeit vorgesehen sind. Entsprechend dazu weisen Deckenteile 17 Rippen 17.1 auf, wobei Verstärkungsdecken 18 vorgesehen sind, die beispielsweise durch Verkleben an den Rippen 17.1 und den seitlichen Partien der Deckenteile 17 befestigt sind. Dadurch entstehen Kanäle 18.1, 18.2 für die Frischluftzufuhr bzw. die Abluft, für welchen Zweck Luftdurchtritts-Öffnungen 18.3, 18.4 in der Verstärkungsdecke 18 vorgesehen sind. Mit 18.5 sind Öffnungen und nicht näher dargestellte Befestigungseinrichtungen für Beleuchtungskörper bezeichnet. Der Verstärkungsboden 16 kann in einer weiteren Ausführung mit angeformten Sitzen hergestellt werden, die für eine komfortablere Ausführung mit Befestigungsvorrichtungen für Sitz- und Rückenpolster versehen sind.

[0016] Der Zusammenbau eines Wagenkastens erfolgt wie bereits in der Beschreibung zu Fig. 1 angegeben, durch Zusammenstecken und Verkleben der baukastenartig gestalteten Bauteile 1, 2, 3, 6, 7 und 8, wobei je nach Anzahl Boden- und Deckenteile 1, 2 verschieden lange Wagenkästen hergestellt werden können. Danach werden die entsprechend angepassten Längsträger 4, 5 montiert. Die Bauteile können in einer Vormontagephase zu endmontagebereiten Baugruppen erweitert werden. So ist es zum Beispiel möglich bei der Vormontage die Deckenteile 2 mit Komponenten für Beleuchtung, Luftzu- und -abfuhr usw. und die Bodenteile 1 mit Klimageräten, Stromversorgung, Apparaten usw. auszurüsten.

Ansprüche

1. Wagenkasten für Schienenfahrzeuge, insbesondere Eisenbahn-Personenwagen, wobei der Wagenkasten in selbsttragender Bauweise aus vorfabrizierten Bauteilen zusammengesetzt ist,

dadurch gekennzeichnet,

- dass Gruppen von aus Kunstoff geformten Bauteilen jeweils gleicher Form und Abmessungen vorgesehen sind,

- wobei Bodenteile (1) in Form des unteren Teiles des Wagenkastenprofiles eine erste Gruppe, Deckenteile (2) in Form des oberen Teiles des Wagenkastenprofiles eine zweite Gruppe, Ringspanten (3) und Endteile (6) in Form des Wagenkastenprofiles eine dritte und vierte Gruppe und Einstieg- und Stirnwandteile (7, 8) eine fünfte und sechste Gruppe bilden,

- dass die Länge der Boden- und Deckenteile (1, 2) einer Fensterbreite entspricht, wobei die horizontalen Begrenzungskanten der Boden- und Deckenteile (1, 2) die unteren bzw. oberen Kanten der Fensteröffnungen bilden,

- dass die Boden- und Deckenteile (1, 2) sowie die Endteile (6), Einstiegteile (7) und Stirnwandteile (8) aneinandergereiht und mittels der an den Stossstellen angeordneten Ringspanten (3) verbunden sind, und

- dass obere und untere Längsträger (4, 5) vorgesehen sind, die sich über die Wagenkastenlänge erstrecken und in den Endteilen (6) fest verankert sind.

2. Wagenkasten nach Patentanspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

- dass das Endteil (6) einerseits über zwei, mittels eines schmalen Verbindungsstückes (6.2) verbundene Ringspanten (3) mit dem benachbarten Bodenteil (1) und Deckenteil (2), und andererseits über ein Deckenteil (2) und ein Einstiegteil (7), die zwischen zwei Ringspanten (3) eingefügt sind, mit dem Stirnwandteil (8) verbunden ist.

3. Wagenkasten nach Patentanspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,
dass das Endteil (6) aus einem Bodenteil (1), einem Deckenteil (2) und einem Zwischenteil (6.1) besteht.

4. Wagenkasten nach Patentanspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,
dass die Ringspanten (3) konische Ansätze (10) aufweisen, die in Nuten (11) der Bodenteile (1), Deckenteile (2), Endteile (6), Einstiegteile (7) und Stirnwandteile (8) eingesetzt und mit diesen verklebt werden.

5. Wagenkasten nach Patentanspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,
dass die Ringspanten (3) aus einem stranggepressten Leichtmetallprofil hergestellt werden.

6. Wagenkasten nach Patentanspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,
dass die oberen Längsträger (4) an der Aussenseite des Wagenkastens angeordnet sind, wobei in den Längsträgern (4) Kabelkanäle und Kanäle für Frischluft- und Warmluftzufuhr vorgesehen sind.

7. Wagenkasten nach Patentanspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,
dass die oberen Längsträger (13) im Innern des Wagenkastens angeordnet sind, wobei in den Längsträgern (13) Beleuchtungskanäle (13.1) sowie Kabel- und Belüftungskanäle vorgesehen sind.

8. Wagenkasten nach Patentanspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

- dass ein Bodenteil (15) Rippen (15.1) und Nasen (15.2) aufweist, an welchen ein Verstärkungsboden (16) befestigt ist,

- dass die seitlichen Ränder des Verstärkungsbodens (16) als Warmluftkanäle (16.1) ausgebildet sind, und

- dass ein Deckenteil (17) Rippen (17.1) aufweist und eine Verstärkungsdecke (18) vorgesehen ist, die mit dem Deckenteil (17) und den Rippen (17.1) verbunden ist, wodurch ein Kanal (18.1) für die Frischluftzufuhr und ein Kanal (18.2) für die Abluft gebildet werden.

Zeichnung