HÜLLSTRUKTUR FÜR EINEN WAGENKASTEN

Abstract

 Die Erfindung betrifft eine Hüllstruktur (1) für einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs, mit einem Hüllelement (2) und mit einem das Hüllelement (2) verstärkenden Tragelement (3, 4), wobei ein das Tragelement (3, 4) versteifendes Versteifungselement (7, 10) vorgesehen ist, das sich wenigstens abschnittsweise formschlüssig mit dem Tragelement (3, 4) im Eingriff befindet.

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft eine Hüllstruktur für einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs.

Stand der Technik

[0002] Wagenkästen für Schienenfahrzeuge können aus Stahl oder Aluminium hergestellt werden. Bei der Herstellung von Wagenkästen aus Stahl werden oft Tragelemente zu einer Tragstruktur verbunden. Tragelemente können längs- oder quergerichtet sein und eine Fachwerkstruktur bilden. Die Tragstruktur kann Hüllelemente bilden und/oder mit plattenförmigen Hüllelementen beplankt werden, um eine Hüllstruktur zu formen. Die Hüllelemente bestehen meist aus Blechen, die meist eine die Tragstruktur aussteifende Funktion haben. Derartige Hüllstrukturen sind in der EP 2 555 957 A1 und in der DE 10 2008 048 083 A1 beschrieben.

[0003] In die Hüllelemente können Ausschnitte eingebracht werden, die z.B. der Montage von Fenstern oder Türen dienen. Im Bereich dieser Ausschnitte können im Betrieb des Schienenfahrzeuges erhöhte Kräfte bzw. Spannungen auftreten. So werden in den Wagenkasten über die Kupplung sowie über die Drehgestelle Biege- und Torsionsmomente eingeleitet, z.B. wenn der Wagen beschleunigt oder abgebremst wird oder in eine Kurve hinein oder aus dieser herausfährt, die sich über die Hüllstruktur bis zu den Ausschnitten fortsetzen. Diese Belastungen führen in der Hüllstruktur zu Zug- oder Druckspannungen, die sich bei rechteckigen Ausschnitten vor allem an Ecken der Ausschnitte konzentrieren und diese stauchen oder dehnen können. Um den Belastungen in der Hüllstruktur zu begegnen, werden Tragelemente oder tragende Hüllelemente verstärkt, insbesondere durch Vergrößerung der Blechdicke, durch zusätzliche Träger oder Rippen.

[0004] Um die Festigkeit und Verformungen der Hüllstruktur in tolerierbaren Grenzen zu halten, wird in der DE 10 2008 048 083 A1 vorgeschlagen, Blechelemente aus Blechteilen mit unterschiedlicher Dicke zu fertigen. Dadurch können in Bereichen, die einer geringeren Belastung ausgesetzt sind, die Blechstärken reduziert werden, um Gewicht und Material einzusparen.

[0005] Die EP 2 555 957 A1 offenbart eine Hüllstruktur mit einer Außenbeblechung aus flächig ausgebildeten Blechen unterschiedlicher Eigenschaften, die stumpfstoßend aneinander angrenzen und zur Bildung einer versatzfreien Außenseite über durchgehende Laserscheißnähte miteinander verbunden sind. An Bereichen der Außenbeblechung, an denen erhöhte Spannungen auftreten, werden z.B. Bleche mit einer größeren Wandstärke verwendet.

[0006] Nachteile der bekannten Hüllstrukturen sind ihr großen Gewicht und der verhältnismäßig große Fertigungsaufwand, den die Verwendung unterschiedlicher Blechstärken fordert.

Aufgabe

[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine einfach zu fertigende Hüllstruktur mit verringertem Gewicht zu schaffen.

Lösung

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe mit einem Schienenfahrzeug nach Anspruch 12 und einem Verfahren nach Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung

[0009] Erfindungsgemäß besteht die Lösung der Aufgabe darin, dass die Hüllstruktur neben einem Hüllelement ein das Hüllelement verstärkendes Tragelement und ein das Tragelement versteifendes Versteifungselement aufweist, das sich wenigstens abschnittsweise formschlüssig mit dem Tragelement im Eingriff befindet. Indem das Versteifungselement formschlüssig mit dem Tragelement verbunden wird, sind keine oder weniger Befestigungsmittel für die Befestigung des Versteifungselementes erforderlich.

[0010] Um die Position des Versteifungselementes zu sichern, kann eine Positionssicherung vorgesehen werden. Die Positionssicherung kann keine kraftübertragende Funktion haben und somit entsprechend sehr einfach gestaltet werden. Beispielsweise kann ein Klebstoff zur Positionssicherung verwendet werden.

[0011] Hüllelement und Tragelement sind bevorzugt von einem metallischen Werkstoff gebildet, insbesondere Stahl und/oder Aluminium. Hüllelement und Tragelement sind vorzugsweise miteinander verschweißt. Das Versteifungselement kann demgegenüber mit dem Hüllelement und/oder Tragelement verklebt sein bzw. adhäsiv verbunden sein. Auf diese Weise findet bei der Verbindung des Versteifungselementes mit der Hüllstruktur kein Hitzeeintrag statt, der zu einer Verschlechterung der Materialeigenschaften führen könnte. Aufgrund des formschlüssigen Eingriffs des Versteifungselementes ist, obwohl nur eine adhäsive Verbindung vorliegt, eine ausreichende Kraftübertragung möglich.

[0012] Die in der Hüllstruktur auftretenden Kräfte verlaufen insbesondere parallel oder tangential zur Außenfläche der Hüllstruktur. Auch die vom Versteifungselement zu übertragenden Kräfte können entsprechend parallel oder tangential zur Außenfläche der Hüllstruktur verlaufen. Die in der Hüllstruktur auftretenden Kräfte können parallel zu einer gemeinsamen Kraftwirkungsebene verlaufen oder auf dieser liegen. Um eine bestmögliche formschlüssige Kraftübertragung von dem Versteifungselement auf das Tragelement zu ermöglichen, kann das Versteifungselement im Wesentlichen in einer Montagerichtung in die Hüllstruktur einsetzbar sein, die senkrecht zur Kraftwirkungsebene verläuft.

[0013] Im Betrieb können zwischen dem Tragelement und dem Versteifungselement wirkende Kräfte, insbesondere das Tragelement versteifende Stützkräfte, im Wesentlichen formschlüssig übertragbar sein. Die Kraftübertragung kann teilweise oder vollständig über den Formschluss erfolgen. Bereits durch die Positionierung des Versteifungselementes an dem Tragelement in der Position, in der ein Formschluss hergestellt ist, ist damit eine das Tragelement versteifende Kraftübertragung möglich, ohne dass zusätzliche Befestigungsmittel benötigt werden.

[0014] In einer bevorzugten Ausgestaltung der Hüllstruktur können das Tragelement und das Versteifungselement wenigstens abschnittsweise komplementär zueinander ausgestaltet sein, wobei die zueinander komplementären Abschnitte ineinander liegen.

[0015] Das Tragelement und das Versteifungselement können jeweils von einem Profil gebildet sein, wobei die Profile komplementär zueinander ausgestaltete Auflageflächen aufweisen können. Die das Tragelement und das Versteifungselement bildenden Profile können ineinander einsetzbar ausgestaltet sein bzw. in montiertem Zustand ineinander liegen. Profile sind kostengünstig mit etablierten Verfahren herzustellen, z.B. können Stahlprofile gewalzt, gezogen oder gepresst sein, Aluminiumprofile können kostengünstig im Strangpressverfahren hergestellt werden, Kunststoffe im Extrusionsverfahren. Tragelement und Versteifungselement können bevorzugt flächig aufeinander aufliegen. Dazu können im montierten Zustand aufeinander liegende Flächen von Tragelement und Versteifungselement spiegelbildlich gestaltet sein.

[0016] Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Hüllstruktur kann das Versteifungselement sowohl an dem Hüllelement als auch an dem Tragelement anliegen. Das Hüllelement kann Teil der tragenden Struktur der Hüllstruktur sein. Damit können auch Flächen des Hüllelementes, insbesondere in das Innere der Hüllstruktur weisende Flächen des Hüllelementes, in die Kraftleitung eingebunden werden. Des Weiteren stehen mit dieser Ausführungsform mehr Flächen zur Verfügung, um einen Formschluss mit dem Versteifungselement herzustellen.

[0017] Das Versteifungselement und das Hüllelement können jeweils eine Auflagefläche aufweisen, wobei die Auflageflächen von Versteifungselement und Hüllelement aufeinander aufliegen und gemeinsam eine Klebefuge bilden. Das Versteifungselement kann entsprechend mit dem Hüllelement verklebt sein.

[0018] Für einen möglichst vollständigen Formschluss kann das Versteifungselement an wenigstens zwei, vorzugsweise drei, vier oder fünf Seiten an Tragelementen und/oder der Hüllstruktur anliegen. Die Tragelemente können ein Fachwerk bilden, wobei das Versteifungselement zwischen zwei Knoten des Fachwerks formschlüssig anliegt.

[0019] Das Tragelement kann einen Hohlkörper bilden, in den das Versteifungselement einfügbar ist. Das Tragelement kann insbesondere von einem Hohlprofil gebildet sein. Um ein Anliegen des Versteifungselementes an sechs Seiten des Tragelementes zu ermöglichen, kann ein als Hohlkörper gestaltetes Tragelement verschließbar ausgestaltet sein.

[0020] Das Versteifungselement kann in einer weiteren Variante der Erfindung an weiteren Tragelementen anliegen. Das Versteifungselement kann in einer Querrichtung an einem ersten Tragelement anliegen und in und/oder entgegen einer Längsrichtung ein einem zweiten und/oder dritten Tragelement. Des Weiteren kann das Versteifungselement auch in einer zweiten und/oder dritten Querrichtung an einem Tragelement anliegen.

[0021] In einer weiteren Variante der Erfindung kann die Hüllstruktur ein Gerippe aus Tragelementen aufweisen, mit in einer Längsrichtung verlaufenden Längsprofilen und in einer Querrichtung verlaufenden Querprofilen, wobei die Längsprofile und die Querprofile jeweils mit unterschiedlichen Versteifungselementen versehen sind. Die Versteifungselemente können an die unterschiedlichen im Betrieb auftretenden Belastungen der Längs- und Querprofile und/oder an unterschiedliche Geometrien der Längs- und Querprofile angepasst sein, um eine bestmögliche Stützfunktion zu erreichen bzw. einen optimalen Formschluss zu gewährleisten.

[0022] Die Hüllstruktur kann einen Ausschnitt aufweisen, insbesondere einen Fenster- und/oder einen Türausschnitt. Der Ausschnitt kann in einem Seitenwandbereich, einem Endwandbereich, einem Dachbereich und/oder einem Bodenbereich vorgesehen sein. Der Ausschnitt kann insbesondere ein Türausschnitt und/oder ein Fensterausschnitt und/oder ein Ausschnitt für eine Klimaanlage sein. Weil der Kraftfluss an Fenster- und Türausschnitten gestört ist, können an diesen Spannungsspitzen auftreten. Aus diesem Grund ist eine Versteifung des Wagenkastens an Ausschnitte von besonderer Bedeutung. Das Versteifungselement kann entsprechend bevorzugt an den Ausschnitt angrenzen und/oder diesen umgeben. Das Versteifungselement kann zudem einen Rand des Ausschnitts formen, wenigstens abschnittsweise einen Fenster- oder Türrahmen bilden oder eine Türschwelle formen.

[0023] Um das Gewicht der Hüllstruktur bei gleichzeitig hoher Steifigkeit zu verringern, kann das Versteifungselement von einem Verbundwerkstoff, insbesondere einem Faserverbundwerkstoff gebildet sein. Um eine hohe Biege- und Zugfestigkeit zu erreichen, kann das Versteifungselement einen Kohlefaserverbundwerkstoff umfassen. Wird das Versteifungselement vorwiegend auf Druck beansprucht, können alternativ druckfeste Werkstoffe verwendet werden, insbesondere Keramik, Keramik-Metall-Verbundwerkstoffe und/oder keramische Faserverbundwerkstoffe.

[0024] Das Tragelement und/oder das Hüllelement sind bevorzugt aus Stahl gefertigt, um mit einem einfachen Aufbau der Hüllstruktur eine ausreichende Festigkeit zu erreichen. Alternativ können das Tragelement und/oder das Hüllelement aus Aluminium gefertigt sein.

[0025] Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann zwischen dem Versteifungselement und dem Tragelement ein Füllmaterial vorgesehen sein, das den Formschluss bildet. Das Füllmaterial kann den Formschluss bevorzugt gemeinsam mit dem Versteifungselement bilden. Das Füllmaterial kann dazu in Hohlräume und/oder Spalten zwischen dem Versteifungselement und dem Tragelement eingebracht sein. Um das Füllmaterial auf einfache Weise einbringen zu können, kann dieses in einem Montagezustand bei Raumtemperatur formbar, insbesondere flüssig oder knetbar ausgestaltet sein.

[0026] Für die Herstellung einer hinreichenden Druckfestigkeit kann das Füllmaterial aushärtend, insbesondere kalt oder bei Raumtemperatur aushärtend ausgestaltet sein. Auf diese Weise können Beeinträchtigungen der Hüllstruktur durch einen Wärmeeintrag vermieden werden. Im ausgehärtetem Zustand bildet das Füllmaterial einen Füllkörper. Zur Erhöhung der Druckfestigkeit kann das Füllmaterial bzw. der Füllkörper druckfeste Bestandteile enthalten, wie Quarzsand oder Keramik.

[0027] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform einer Hüllstruktur kann das Versteifungselement durch das Füllmaterial adhäsiv mit dem Tragelement verbunden sein. Das Füllmaterial kann als Klebstoff ausgestaltet sein. Das Füllmaterial kann ein Duroplast umfassen, beispielsweise Epoxidharz. Das Duroplast kann die Matrix eines Verbundwerkstoffes bilden, von dem der Füllkörper gebildet ist. Um eine möglichst druckfeste Stützung des Versteifungselementes zu erreichen, kann das Füllmaterial Quarzsand umfassen.

[0028] Um die Montage des Versteifungselementes und die Herstellung eines Formschlusses zu vereinfachen, kann das Tragelement einen Hohlraum oder eine Vertiefung aufweisen, in die das Versteifungselement einsetzbar ist. Das Tragelement kann von einem Profilkörper, z.B. einem Stahlprofilkörper gebildet sein, der eine Mulde oder einen Hohlraum aufweist. Das Versteifungselement kann in diese Mulde oder den Hohlraum einsetzbar sein, um den Profilkörper zu versteifen. Alternativ oder zusätzlich kann das Tragelement gemeinsam mit einem Hüllelement eine Aufnahme bilden, in die das Versteifungselement formschlüssig aufnehmbar ist.

[0029] Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann das Versteifungselement eine Vertiefung, wie eine Mulde oder eine Einbuchtung aufweisen, in die das Tragelement einsetzbar ist. Das Versteifungselement kann dazu wie das Tragelement als Profilkörper ausgestaltet sein.

[0030] Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann das Versteifungselement das Tragelement überlappen oder umgreifen. Somit kann die formschlüssige Kraftübertragung weiter verbessert werden. Das Versteifungselement kann zudem zwei Tragelemente oder ein Tragelement und ein Hüllelement überspannen, um zwischen diesen Elementen eine versteifende Verbindung herzustellen. Zur Herstellung einer Kraftübertragung kann das Versteifungselement mit dem Hüllelement adhäsiv verbunden sein. Das Versteifungselement kann gemeinsam mit dem Hüllelement eine Aufnahme bilden, in die das Tragelement formschlüssig aufnehmbar ist.

[0031] In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Hüllstruktur für einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs sind die folgenden Schritte vorgesehen: Zunächst wird ein Hüllelement bereitgestellt. Das Hüllelement wird mit dem Tragelement verbunden. Das Tragelement kann gemäß einer Variante des Verfahrens zuvor mit anderen Tragelementen zu einer Tragstruktur verbunden werden.

[0032] Nach der Verbindung des Tragelements mit dem Hüllelement erfolgt ein formschlüssiges Verbinden eines Versteifungselementes. Dies erfolgt durch ein formschlüssiges Aufsetzen oder Einsetzen eines Versteifungselementes. Das Versteifungselement kann dazu in eine von dem Tragelement gebildete Aufnahme eingefügt oder auf das Tragelement aufgesetzt werden.

Figurenbeschreibung

[0033] Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen erfindungsgemäße Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hüllstruktur beschrieben.

[0034] Es zeigen:

Fig. 1

einen Abschnitt einer Hüllstruktur eines Schienenfahrzeuges;

Fig. 2

eine Schnittansicht der Hüllstruktur der Fig. 1 an der Stelle A-A;

Fig. 3

eine Schnittansicht der Hüllstruktur der Fig. 1 an der Stelle B-B.

[0035] In Fig. 1 ist ein Abschnitt einer Hüllstruktur 1 eines Schienenfahrzeugs gezeigt, der eine Seitenwand eines Wagenkastens eines Schienenfahrzeugs bildet. Die Hüllstruktur 1 bildet eine Umhüllung eines Passagierraumes, wobei der Großteil der Hülle von einem Hüllelement 2 gebildet ist. Das Hüllelement 2 kann insbesondere ein metallisches Blech umfassen, wie Stahlblech oder Aluminiumblech. Alternativ kann das Hüllelement 2 aus einem Verbundwerkstoff hergestellt sein.

[0036] Auf das Hüllelement 2 sind Tragelemente 3, 4 aufgebracht, die wenigstens teilweise auf die Hüllstruktur 1 einwirkende Kräfte aufnehmen und die Festigkeit der Hüllstruktur 1 insgesamt erhöhen. Die Tragelemente 3, 4 umfassen in Längsrichtung X des Schienenfahrzeuges verlaufende Längsprofile 5 und in Querrichtung Z bzw. Höhenrichtung verlaufende Querprofile 6. Die Tragelemente 3, 4 bilden eine tragende Fachwerkstruktur, die mit dem Hüllelement 2 zusammenwirkt.

[0037] Die eine Seitenwand bildende Hüllstruktur 1 weist Ausschnitte 8 auf, die zur Bildung von Fenstern vorgesehen sind. Weil die Hüllstruktur 1 durch die Ausschnitte 8 unterbrochen wird, ist der Kraftfluss im Bereich der Ausschnitte 8 unterbrochen bzw. die strukturelle Festigkeit in diesen Bereichen geschwächt. Insbesondere in den Eckbereichen der Ausschnitte 8 können erhöhte Kräfte auftreten, die besondere Anforderungen and die Festigkeit der Hüllstruktur 1 zur Folge haben.

[0038] Um den erhöhten Festigkeitsanforderungen zu genügen sind Versteifungselemente 7, 10 vorgesehen. Während auf den in Längsrichtung verlaufenden Tragelementen 4 bzw. Längsprofilen 5 Versteifungselemente 7 aufgebracht sind, sind die in Querrichtung verlaufenden Tragelemente 3 bzw. Querprofile 6 mit Versteifungselementen 10 versehen. Die Versteifungselemente 7 grenzen in und entgegen der X-Richtung an ihren Enden jeweils an Querprofile 6 an, wodurch ein Formschluss entsteht. Die Versteifungselemente 10 grenzen hingegen in und entgegen der Z-Richtung an ihren Enden jeweils an Längsprofile 5 an, wodurch ein Formschluss entsteht.

[0039] Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie A-A in Fig. 1 mit einem in Querrichtung Z verlaufenden Tragelement 3. Das Tragelement 3 ist von einem im Wesentlichen Z-förmigen Profil gebildet, das auf das Hüllelement 2 aufgebracht ist, bevorzugt durch eine Schweißnaht. Das Tragelement 3 weist einen ersten Schenkel 11, einen zweiten Schenkel 12 und einen Körper 13 auf. Der erste Schenkel 11 liegt auf dem Hüllelement 2 auf und bildet mit dem Körper 13 einen Winkel 14, der eine Aufnahme bildet, in die das Versteifungselement 10 eingesetzt ist. Dabei bildet in Y-Richtung der Schenkel 11 eine Auflagefläche, entgegen der X-Richtung der Körper 13. Entsprechend ist eine Bewegung des Versteifungselementes 10 in diesen beiden Richtungen formschlüssig blockiert. Mit dem Formschluss, der durch die angrenzenden Längsprofile 5 entsteht, ist eine Bewegung auch in und entgegen der Z-Richtung blockiert.

[0040] Um die Auflagefläche und damit den Formschluss zwischen dem Tragelement 3 und dem Versteifungselement 10 zu verbessern, ist ein Füllmaterial 9 vorgesehen. Das Füllmaterial 9 wird in einem Bearbeitungszustand auf das Versteifungselement 10 und/oder das Trageelement 3 aufgetragen. In dem Bearbeitungszustand ist das Füllmaterial 9 bei Raumtemperatur formbar. Anschließend wird das Versteifungselement 10 auf das Tragelement 3 in die in Fig. 2 gezeigte Position bewegt. Das Füllmaterial 9 füllt nun Hohlräume zwischen Tragelement 3 und Versteifungselement 10 aus und bildet somit eine nahtlose Auflagefläche. Zusätzlich kann das Füllmaterial 9 als Klebstoff, d.h. adhäsiv wirken, um neben dem Formschluss eine adhäsive Fixierung des Versteifungselementes 10 zu erreichen. Das Füllmaterial 9 kann beispielsweise von einem Duroplast und Quarzsand gebildet sein.

[0041] Fig. 3 ist eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie B-B in Fig. 1. An dem Hüllelement 2 ist ein Tragelement 4 befestigt, vorzugsweise angeschweißt, das gemeinsam mit dem Hüllelement 2 die tragende Struktur des Wagenkastens bildet. Das Versteifungselement 7 umgibt das Tragelement 4 bzw. das Tragelement 4 ist in das Versteifungselement 7 eingesetzt. Zusätzlich liegt das Versteifungselement 7 mit einer Auflagefläche 18 unmittelbar an einer angrenzenden Auflagefläche 19 des Hüllelementes 2 an. Somit besteht ein Formschluss zwischen dem Hüllelement 2 mit Tragelement 4 und dem Versteifungselement 7.

[0042] Das Versteifungselement 7 kann mit dem Hüllelement 2 verklebt sein. Die Fuge zwischen der Auflagefläche 18 des Versteifungselementes 7 und der Auflagefläche 19 des Hüllelementes 2 kann dazu als Klebefuge dienen.

[0043] Das Versteifungselement 7 weist einen Aufnahmeraum 15 auf, in den das Tragelement formschlüssig aufgenommen ist. Das Versteifungselement 7 ist an die Kontur von Tragelement 4 und Hüllelement 2 angeformt. Somit ist zwischen Versteifungselement 7 und Hüllelement 2 ein Hohlraum 16 vorgesehen, welcher der formschlüssigen Aufnahme des Tragelementes 3 dient. Der Hohlraum 16 ist dazu nur unwesentlich breiter als das Tragelement 4.

[0044] Um zwischen dem Tragelement 4 und dem Versteifungselement 7 verbliebene Hohlräume wie z.B. Spalten auszufüllen, ist in den Hohlraum 16, insbesondere zwischen dem Versteifungselement 7 und dem Tragelement 4 ein im ausgehärteten Zustand druckbeständiges Füllmaterial 17 eingebracht. Dieses kann zudem einen Klebstoff bilden.

[0045] Das Versteifungselement 7 kann mit dem Hüllelement 2 kraftübertragend verbunden sein. Dazu kann das Versteifungselement 7 insbesondere mit dem Hüllelement 2 verklebt werden. Der Bereich, in dem das Versteifungselement 7 auf dem Hüllelement 2 aufliegt, kann als Klebefuge dienen. Alternativ kann das Verkleidungselement mit dem Hüllelement verschraubt oder vernietet werden.

[0046] Zwischen Versteifungselement 7 und Tragelement 4 ist ein Füllmaterial 17 vorgesehen. Das Füllmaterial 17 gleicht Spalten und Unebenheiten zwischen Tragelement 4 und Versteifungselement 7 aus. Im ausgehärteten Zustand bildet das Füllmaterial 17 einen Stützkörper zur formschlüssigen Kraftübertragung zwischen Tragelement 4 und Versteifungselement 7.

[0047] Die beschriebenen und dargestellten spezifischen Ausführungsformen sind für die Ausführung der Erfindung nicht bindend, sondern können im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet modifiziert werden, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Bezugszeichenliste

[0048] 

X

Längsrichtung

Z

Querrichtung

1

Hüllstruktur

2

Hüllelement

3

Tragelement

4

Tragelement

5

Längsprofil

6

Querprofil

7

Versteifungselement

8

Ausschnitt

9

Füllmaterial

10

Versteifungselement

11

Erster Schenkel

12

Zweiter Schenkel

13

Körper

14

Winkel

15

Aufnahmeraum

16

Hohlraum

17

Füllmaterial

18

Auflagefläche (Versteifungselement)

19

Auflagefläche (Hüllelement)

Ansprüche

1. Hüllstruktur (1) für einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs, mit einem Hüllelement (2) und mit einem das Hüllelement (2) verstärkenden Tragelement (3, 4), wobei ein das Tragelement (3, 4) versteifendes Versteifungselement (7, 10) vorgesehen ist, das sich wenigstens abschnittsweise formschlüssig mit dem Tragelement (3, 4) im Eingriff befindet.

2. Hüllstruktur (1) nach Anspruch 1, wobei im Betrieb zwischen dem Tragelement (3, 4) und dem Versteifungselement (7, 10) wirkende Kräfte im Wesentlichen formschlüssig übertragbar sind.

3. Hüllstruktur (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Tragelement (3, 4) und das Versteifungselement (7, 10) wenigstens abschnittsweise komplementär zueinander ausgestaltet sind, wobei die zueinander komplementären Abschnitte ineinander liegen.

4. Hüllstruktur (1) nach einem der obigen Ansprüche, wobei das Versteifungselement (7, 10) sowohl an dem Hüllelement (2) als auch an dem Tragelement (3, 4) anliegt.

5. Hüllstruktur (1) nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Hüllstruktur (1) ein Gerippe aus Tragelementen (3, 4) aufweist, mit in einer Längsrichtung (X) verlaufenden Längsprofilen (5) und in einer Querrichtung (Z) verlaufenden Querprofilen (6), wobei die Längsprofile (5) und die Querprofile (6) jeweils mit unterschiedlichen Versteifungselementen (7, 10) versehen sind.

6. Hüllstruktur (1) nach einem der obigen Ansprüche, wobei die Hüllstruktur (1) einen Ausschnitt (8) aufweist, insbesondere einen Fenster- und/oder einen Türausschnitt, wobei das Versteifungselement (7, 10) an den Ausschnitt (8) angrenzt und/oder diesen umgibt.

7. Hüllstruktur (1) nach einem der obigen Ansprüche, wobei das Versteifungselement (7, 10) von einem Verbundwerkstoff, insbesondere einem Faserverbundwerkstoff gebildet ist.

8. Hüllstruktur (1) nach einem der obigen Ansprüche, wobei zwischen dem Versteifungselement (7, 10) und dem Tragelement (3) ein in einem Montagezustand formbares, aushärtendes Füllmaterial (9), vorgesehen ist, das den Formschluss bildet.

9. Hüllstruktur (1) nach Anspruch 8, wobei das Versteifungselement (7, 10) durch das Füllmaterial (9) adhäsiv mit dem Tragelement (3) verbunden ist.

10. Hüllstruktur (1) nach einem der obigen Ansprüche, wobei das Tragelement (3, 4) einen Hohlraum (16) oder eine Vertiefung aufweist, in die das Versteifungselement (7, 10) einsetzbar ist oder das Versteifungselement (7, 10) eine Vertiefung aufweist, in die das Tragelement (3, 4) einsetzbar ist.

11. Hüllstruktur (1) nach einem der obigen Ansprüche, wobei das Versteifungselement (7, 10) das Tragelement (3, 4) überlappt.

12. Schienenfahrzeug mit einer Hüllstruktur (1) nach einem der obigen Ansprüche, wobei das Schienenfahrzeug wenigstens einen Fenster- und/oder Türausschnitt aufweist, dessen Steifigkeit durch ein Versteifungselement (7, 10) erhöht ist.

13. Verfahren zum Herstellen einer Hüllstruktur (1) für einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs, umfassend die Schritte:

a. Bereitstellen eines Hüllelementes (2) und eines Tragelementes (3, 4);

b. Verbinden des Hüllelementes (2) mit dem Tragelement (3, 4);

c. Anschließend formschlüssiges Aufsetzen oder Einsetzen eines Versteifungselementes (7, 10) auf oder in das Tragelement (3, 4).

14. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch das Einbringen eines Füllmaterials (9) in einen Zwischenraum zwischen Tragelement (3, 4) und Hüllelement (2).

Zeichnung