Stirnwand für Leichtbau-Schienenfahrzeuge, insbesondere Führerstand-Stirnwand für Nahverkehrs-Schienen-Fahrzeuge

Abstract

 Bei modernen Schienentrieb- oder Führungsfahrzeugen, deren Führerstand-Stirnwand mit einem großflächigen Fensterausschnitt und einer sphärischen Krümmung ausgebildet werden soll, hat sich die Herstellung der Stirnwand (9) in herkömmlicher Weise als vorgefertigte Stirnwandsektion insofern als problematisch erwiesen, daß das gewünschte Stirnwanddesign in Leichtbauweise technisch nicht oder nur äußerst aufwendig realisierbar ist.
Erfindungsgemäß besteht die Stirnwand (9) durch Teilung in logistisch günstig ausgebildete Bauteile aus zwei vom Dach (2) bis zum Untergestell (8) des Fahrzeuges reichenden Seitenteilen (11,12), einem die Seitenteile (11,12) im Dachbereich verbindenden Dachteil (19) sowie einem die Seitenteile (11,12) unterhalb des Fensterausschnittes (31) verbindenden Mitteilteil (23), welche als vorgefertigte Einzelsektionen durch die Montage am Wagenkasten (1) und miteinander zu einer Stirnwand (9) komplettierbar sind.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Stirnwand für Leichtbau-Schienenfahrzeuge, in welcher ein nahezu der gesamten Fahrzeugbreite entsprechender sowie nahezu von der Mittelpufferkupplung bis zum Fahrzeugdach reichender Fensterausschnitt für eine Frontscheibe vorgesehen ist, wobei die Frontscheibe zusammen mit der Stirnwand eine sphärische Krümmung aufweist, und sie ist insbesondere vorteilhaft an Führerstand-Stirnwänden für Nahverkehrs-Schienenfahrzeuge anwendbar.

[0002] Bei der Konzipierung von neuen Nahverkehrs-Schienenfahrzeugen in Leichtbauweise sehen moderne Gestaltungsrichtlinien unter anderem vor, die Schienenfahrzeuge zur Erhöhung der Sicherheit und des Komforts für die Fahrgäste übersichtlich und transparent auszubilden. Dies bezieht sich nicht nur auf die Gestaltung und Ausstattung der Fahrgasträume solcher Schienenfahrzeuge, sondern auch auf die Gestaltung des Führerstandes am Kopf des Zugverbandes. Unter diesem Gesichtspunkt weisen moderne Schienentrieb- oder Führungsfahrzeuge zumeist einen Führerstand auf, dessen Stirnwand mit einem Fensterausschnitt der oben beschriebenen Art ausgebildet ist, um für den Zugführer optimale Sichtverhältnisse zu gewährleisten. Zur Verbesserung des Energieverbrauchs derartiger Schienenfahrzeuge sind die Stirnwände des Führerstandes darüber hinaus in bekannter Weise aerodynamisch ausgebildet, das heißt die Stirnwand verläuft bei gegenüber der Mittelpufferkupplung zurückgesetztem Dach entweder schräg oder konvex oder mit einer sogenannten sphärischen Krümmung vom Untergestell zum Dach des Schienenfahrzeuges.

[0003] Die Herstellung von Stirnwänden mit sphärischer Krümmung und großem Fensterausschnitt in der im Schienenfahrzeugbau herkömmlichen Art und Weise als vorgefertigte Stirnwandsektion hat sich jedoch insofern als problematisch erwiesen, daß das gewünschte Stirnwanddesign in Leichtbauweise technisch nicht oder nur äußerst aufwendig realisierbar ist, da eine derart ausgebildete Stirnwand wegen der aus dem großen Fensterausschnitt resultierenden Instabilität nicht als Einzelsektion transportfähig ist. Ein Transport der vorgefertigten Stirnwandsektion ist aber bei dieser Herstellungsart in jedem Fall notwendig, da die Vorfertigung der Stirnwand in der Regel nicht am Ort ihrer späteren Montage am Wagenkasten erfolgt. Somit sind stabilisierende Hilfs- und Transportvorrichtungen, beispielsweise in Form von Stahlrahmen od. dgl., notwendig, welche sich ungünstig auf die Herstellungs- und Montagekosten derartiger Stirnwände auswirken und die Vorteile der Sektionsbauweise einschränken.

[0004] Um auf die Vorteile der Sektionsbauweise jedoch auch beim Bau von Nahverkehrs-Schienenfahrzeugen in Leichtbauweise nicht verzichten zu müssen, ist es aus der Praxis bekannt (siehe S-Bahn Berlin, Der neue Triebzug ET 480, Hestra-Verlag, Darmstadt, 1990), die Führerstand-Stirnwand mit dem großflächigen Fensterausschnitt durch von den Seitenrändern des Fensterausschnittes zum oberen Rand des Fensterausschnittes verlaufende Streben sowie durch am Dachübergang der Stirnwand hintergründig über die gesamte Stirnwandbreite angeordnete Versteifungen zu stabilisieren.

[0005] An einer derart ausgebildeten Führerstand-Stirnwand ist jedoch eine sphärische Krümmung ebenfalls nur äußerst schwierig realisierbar, so daß diese Stirnwandausbildung auch wegen der zusätzlichen Streben im Fensterausschnitt eher für andere Führerstandgestaltungen geeigneter ist.

[0006] Eine andere Möglichkeit, eine Führerstand-Stirnwand mit sphärischer Krümmung und großflächigem Fensterausschnitt zu realisieren, kann aus der in der EP-PS 533 582 offenbarten Lösung abgeleitet werden. Bei dieser Lösung wird der gesamte Führerstand, welcher aus einem Boden, zwei Seitenwänden, einem nach vorn gewölbten Dach mit Fensterausschnitt, einer daran anschließenden senkrechten Vorderseite und einer als Zwischenwand zum Wagenkasten ausgebildeten Rückseite besteht, zu einer Großsektion vorgefertigt, indem die aus einem Verbundwerkstoff bestehenden Wände entweder einzeln hergestellt und dann miteinander verbunden werden oder der Führerstand als Komplettbauteil hergestellt wird. Die Stirnwand wird dabei durch das verlängerte gewölbte Dach und die senkrechte Vorderseite gebildet, welche in den Führerstand integriert ist und kein Einzelbauteil mehr darstellt. Dieser Führerstand wird auf einer Plattform auf dem Vorderteil des Untergestells des Wagenkastens befestigt, wobei sowohl die Seitenwände als auch das Dach des Fahrzeuges mit nahezu in einer Querebene angeordneten und zur Verbindung mit dem Führerstand geeignet ausgebildeten Randpartien ausgebildet sind.

[0007] Bei dieser Stirnwand ist durch die Einbeziehung der Seitenwände des Führerstandes in die Großsektion die notwendige Stabilität zum Transport von der Vorfertigung zur Montage zwar gewährleistet, sie hat jedoch den Nachteil, daß der für Hochgeschwindigkeitszüge konzipierte Führerstand für Nahverkehrs-Schienenfahrzeuge zu material- und kostenaufwendig ist und darüber hinaus ein speziell auf diesen Führerstand ausgerichtetes Konstruktionskonzept erfordert.

[0008] Die Erfindung verfolgt somit das Ziel, eine Stirnwand für Leichtbau-Schienenfahrzeuge derart auszubilden, daß die geannten Mängel des Standes der Technik beseitigt werden.

[0009] Als Aufgabe liegt der Erfindung die Konzipierung einer einfach und kostengünstig ausgebildeten Stirnwand für Leichtbau Schienenfahrzeuge, insbesondere einer Führerstand-Stirnwand für Nahverkehrs-Schienenfahrzeuge, zugrunde, welche ohne zusätzliche Streben oder Versteifungen mit einer sphärischen Krümmung herstellbar und ohne aufwendige Hilfsvorrichtungen am Wagenkasten montierbar ist.

[0010] Die Aufgabe wird mit einer gattungsgemäßen Stirnwand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß derart gelöst, daß die Stirnwand durch Teilung in logistisch günstige Bauteile aus zwei vom Dach bis zum Untergestell des Fahrzeuges reichenden Seitenteilen, einem die Seitenteile im Dachbereich verbindenden Dachteil sowie einem die Seitenteile unterhalb des Fensterausschnittes verbindenden Mittelteil besteht, welche als vorgefertigte Einzelsektionen durch die Montage am Wagenkasten und miteinander zu einer Stirnwand komplettierbar sind.

[0011] Zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.

[0012] Der Vorteil der erfindungsgemäßen Stirnwand für Leichtbau-Schienenfahrzeuge gegenüber dem Stand der Technik ist, daß durch die Teilung der Stirnwand in logistisch günstig ausgebildete Bauteile und deren Zusammenfügen am Wagenkasten des Schienenfahrzeuges die Herstellung einer sphärisch gekrümmten Stirnwand in technisch einfachster Weise möglich wird. Die Einzelsektionen der Stirnwand an sich bieten wiederum den Vorteil, daß sie durch ihre einfache Ausbildung kostengünstig herstellbar und ohne aufwendige Hilfsvorrichtungen am Wagenkasten und miteinander montierbar sind. Durch die Ausbildung der Einzelsektionen als mit Gerippeprofilen versteifte Bauteile kann darüber hinaus das Leichtbaukonzept des übrigen Schienenfahrzeuges auch an der Führerstand-Stirnwand realisiert werden.

[0013] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der dazugehörigen Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend ausführlich erläutert. Die Zeichnung zeigt dabei das Kopfende eines Nahverkehrs-Schienenfahrzeuges in perspektivischer Darstellung mit der erfindungsgemäßen Führerstand-Stirnwand in Explosionsdarstellung.

[0014] In der Zeichnung ist deutlich zu sehen, daß das dargestellte Schienenfahrzeug eine sphärisch geformte Stirnwand 9 aufweist, in welches ein nahezu der gesamten Fahrzeugbreite entsprechender und von der nicht näher dargestellten Mittelpufferkupplung bis zum Dach 2 des Fahrzeuges reichender Fensterausschnitt 31 für eine Frontscheibe mit gleicher sphärischer Krümmung vorgesehen ist, wobei zur Verbindung dieser Stirnwand 9 mit dem Wagenkasten 1 sowohl die Seitenwände 4; 5 als auch das Dach 2 des Fahrzeuges in bekannter Weise mit geeigneten und nahezu in einer Querebene am Fahrzeugende angeordneten Randpartien ausgebildet sind.

[0015] Desweiteren ist aus der Zeichnung erkennbar, daß die Stirnwand 9 in erfindungsgemäßer Ausbildung durch Teilung in logistisch günstig ausgebildete Bauteile aus zwei vom Dach 2 bis zum Untergestell 8 des Fahrzeuges reichenden Seitenteilen 11; 12, einem die Seitenteile 11; 12 im Dachbereich verbindenden Dachteil 19 sowie einem die Seitenteile 11; 12 unterhalb des Fensterausschnittes 31 verbindenden Mittelteil 23 besteht, welche als vorgefertigte Einzelsektionen durch die Montage am Wagenkasten 1 und miteinander zu einer Stirnwand 9 komplettierbar sind.

[0016] Diese Einzelsektionen der Stirnwand 9 sind, wie in der Zeichnung angedeutet, als mit Gerippeprofilen 10 versteifte Leichtbausektionen ausgebildet, so daß sie die gleiche Struktur wie die übrigen Wand- und Dachelemente des Schienenfahrzeuges aufweisen. Dabei sind zumindest die Seitenteile 11; 12 und das Dachteil 19 an ihren zum Wagenkasten 1 weisenden Längsseiten 13; 15; 20 mit Toleranzaufnahme- und Anschlußbereichen 17; 18; 22 ausgebildet, mit welchen eine problemlose Verbindung zum Wagenkasten 1 realisierbar ist. Als vorteilhafter Toleranzaufnahmebereich hat sich dabei eine in Richtung des Wagenkastens 1 verlängert ausgebildete Außenbeblechung an den Seitenteilen 11; 12 und am Dachteil 19 erwiesen, welche an der Außenbeblechung des Wagenkastens 1 anliegt und bevorzugt durch Überlappschweißungen mit dieser verbunden wird. Die Anschlußbereiche werden hierbei bevorzugt sowohl durch die verlängerte Außenbeblechung als auch durch aneinander anliegende Gerippeprofile 10 der Seitenwände 4; 5 und der Seitenteile 11; 12 sowie des Dachs 2 und des Dachteils 19 gebildet, welche ebenfalls miteinander verschweißt werden.

[0017] Zur Vereinfachung der Montage der erfindungsgemäßen Stirnwand 9 am Wagenkasten 1 liegen die Seitenteile 11; 12 darüber hinaus, wie in der Zeichnung zu sehen ist, bevorzugt auf dem Untergestell 8 des Fahrzeuges auf, und deren zum Wagenkasten 1 gerichtete Längsseiten 13; 15 sind kontur- und oberflächengleich mit den Randpartien 6; 7 der Seitenwände 4; 5 ausgebildet. Die gegenüberliegenden Längsseiten 14; 16 der Seitenteile 11; 12 sind dagegen zumindest für die Seitenränder 32; 33 des Fensterausschnitts 31 konturbestimmend ausgebildet, und zusätzlich wird mit deren Krümmung, wie bei der in der Zeichnung gezeigten Ausführung, eine Ebene der sphärischen Krümmung der Stirnwand 9 bestimmt.

[0018] Die Ausbildung der Seitenteile 11; 12 der Stirnwand 9 beschränkt sich jedoch nicht nur auf die in der Zeichnung gezeigte Ausführung, da es beispielsweise auch möglich ist, statt der nicht näher bezeichneten Fenster in den Seitenwänden 11; 12 an gleicher Stelle zwei, in der Zeichnung an einer Seite durch Strich-Punkt-Linien angedeutete, Führerhaustüren anzuordnen. In diesem Fall beschränken sich die Seitenteile 11; 12 der Stirnwand 9 auf die streifenförmigen Abschnitte an der Fahrzeugfront, deren Längsseiten beidseitig eine Krümmung aufweisen und welche in vorteilhafter Weise bei ihrer Montage am Wagenkasten 1 an entsprechend geformte Türschablonen angelegt werden, da die Montage der Führerhaustüren später erfolgt.

[0019] Das bevorzugt mit der gleichen Dachkrümmung wie das übrige Dach des Wagenkastens 1 ausgebildete Dachteil 19 ist in weiterer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Stirnwand 9 mit seiner einen Längsseite 20 am Dach 2 des Fahrzeuges befestigt, wobei die Verbindung über die bereits beschriebenen Toleranzaufnahme- und Anschlußbereiche 22 an dieser Längsseite 20 erfolgt. Die andere Längsseite 21 ist wiederum zumindest für den oberen Rand 34 des Fensterausschnittes 31 konturbestimmend ausgebildet und bestimmt gleichzeitig, wie bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführung, zusammen mit dem Mittelteil 23 die zweite Ebene der sphärischen Krümmung der Stirnwand 9.

[0020] Mit diesem Mittelteil 23 wird die erfindungsgemäße Stirnwand 9 frontseitig geschlossen, wobei die obere Längsseite 24 des Mittelteils 23 als unterer Rand 35 des Fensterausschnittes 31 ausgebildet ist und dessen Kontur bestimmt. In die untere Längskante 25 des Mittelteils 23 ist dagegen ein bevorzugt rechteckiger Ausschnitt 26 eingearbeitt, in welchem die in der Zeichnung nicht dargestellte Mittelpufferkupplung beweglich angeordnet ist. Darüber hinaus sind in der Fläche des Mittelteils, vorzugsweise in der Nähe der Seitenkanten 27; 28, zwei Durchbrüche 29; 30 vorgesehen, durch welche die Energieverzehreinrichtungen des Schienenfahrzeuges, beispielsweise Seitenpuffer od. dgl., hindurchgeführt werden.

Ansprüche

1. Stirnwand für Leichtbau-Schienenfahrzeuge, insbesondere Führerstand-Stirnwand für Nahverkehrs-Schienenfahrzeuge, in welcher ein nahezu der gesamten Fahrzeugbreite entsprechender sowie nahezu von der Mittelpufferkupplung bis zum Fahrzeugdach reichender Fensterausschnitt für eine Frontscheibe vorgesehen ist, wobei die Frontscheibe zusammen mit der Stirnwand eine sphärische Krümmung aufweist und sowohl die Seitenwände als auch das Dach des Fahrzeuges mit nahezu in einer Querebene am Fahrzeugende angeordneten und zur Verbindung mit der Stirnwand geeignet ausgebildeten Randpartien ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnwand (9) durch Teilung in logistisch günstig ausgebildete Bauteile aus zwei vom Dach (2) bis zum Untergestell (8) des Fahrzeuges reichenden Seitenteilen (11; 12), einem die Seitenteile (11; 12) im Dachbereich verbindenden Dachteil (19) sowie einem die Seitenteile (11; 12) unterhalb des Fensterausschnittes (31) verbindenden Mittelteil (23) besteht, welche als vorgefertigte Einzelsektionen durch die Montage am Wagenkasten (1) und miteinander zu einer Stirnwand (9) komplettierbar sind.

2. Stirnwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgefertigten Einzelsektionen der Stirnwand (9) mit Gerippeprofilen (10) versteift und zumindest die Seitenteile (11; 12) und das Dachteil (19) an ihren zum Wagenkasten (1) weisenden Längsseiten (13; 15; 20) mit Toleranzaufnahme- und Anschlußbereichen (17; 18; 22) ausgebildet sind.

3. Stirnwand nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenteile (11; 12) bevorzugt auf dem Untergestell (8) des Fahrzeuges aufliegen und ihre Längsseiten (13; 14; 15; 16) einerseits kontur- und oberflächengleich mit den Randpartien (6; 7) der Seitenwände (4; 5) und andererseits konturbestimmend zumindest für die Seitenränder (32; 33) des Fensterausschnittes (31) ausgebildet sind.

4. Stirnwand nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das bevorzugt mit der gleichen Dachkrümmung wie das übrige Dach (2) des Fahrzeuges ausgebildete Dachteil (19) mit seiner einen Längsseite (20) am Dach (2) des Fahrzeuges befestigt und die andere Längsseite (21) konturbestimmend zumindest für den oberen Rand (34) des Fensterausschnittes (31) ausgebildet ist.-

5. Stirnwand nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Längskante (24) des Mittelteils (23) als unterer Rand (35) des Fensterausschnittes (31) und dessen untere Längskante (25) mit einem Ausschnitt (26) für die Mittelpufferkupplung ausgebildet ist und im Mittelteil (23), vorzugsweise in der Nähe der Seitenkanten (27; 28), Durchbrüche (29; 30) für Energieverzehreinrichtungen vorgesehen sind.

Zeichnung