Technisches Gebiet
[0001] Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Untergestellvorbau für ein Schienenfahrzeug
und ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Untergestellvorbau. Ein solcher Untergestellvorbau
kann beispielsweise an einem Unterbodenbereich des Schienenfahrzeugs angeordnet sein,
um eine Schnittstelle zu weiteren Komponenten des Schienenfahrzeugs zu bilden.
[0002] Das Schienenfahrzeug kann für sich alleine bestehen oder ein Teil eines Sets von
Schienenfahrzeugwagen sein, und zwar, dass dabei das Schienenfahrzeug ein Teil eines
Triebzugs ist. Ein solches Schienenfahrzeug kann für den Massentransport von Personen,
zum Beispiel im Rahmen des öffentlichen Nah- und Fernverkehrs, ausgebildet sein.
Vorbekannter Stand der Technik
[0003] Es ist bekannt, dass moderne Schienenfahrzeuge und/oder Schienenfahrzeugwagen mit
einem Wagenkastenaufbau relativ integriert gestaltet sind. Dies kommt jedoch damit
einher, dass im Fall von Beschädigungen des Wagenkastenaufbaus oft ein Totalschaden
vorliegt, da das gesamte Schienenfahrzeug grundsätzlich instandgesetzt werden muss.
Dies resultiert in sehr hohen Kosten.
[0004] Weiterhin werden Schienenfahrzeuge aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Komponenten
hergestellt und zusammengesetzt, wobei dazu große Fertigungskapazitäten bereitgestellt
werden müssen, um die Vielzahl von Komponenten zu lagern, vorzumontieren und dann
zum Schienenfahrzeug zusammenzusetzen.
Nachteile des Stands der Technik
[0005] Somit ergibt sich für Hersteller von Schienenfahrzeugen verhältnismäßig hoher Fertigungsaufwand,
und für Betreiber von Schienenfahrzeugen ergibt sich ein hohes und dadurch negatives
Verhältnis von Instandsetzungskosten zu tatsächlicher Schadenshöhe.
Problemstellung
[0006] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Untergestellvorbau für
ein Schienenfahrzeug bereitzustellen, wobei die Nachteile des Stands der Technik vermieden
werden, insbesondere wobei Haltungs- und Reparaturkosten geringgehalten werden, und
wobei gleichzeitig die Herstellung vereinfacht wird. Weiterhin ist ein Schienenfahrzeug
mit einem solchen Untergestellvorbau zur Verfügung zu stellen.
Erfindungsgemäße Lösung
[0007] Die obige Aufgabe wird durch ein Untergestell für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch
1, und durch ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Untergestell nach Anspruch 15
gelöst.
[0008] Der Begriff "Schienenfahrzeug" betrifft dabei einen steifen, in sich gelenklosen
Schienenfahrzeugwagen, mit einem ebenso steifen, gelenklosen und abgrenzbaren Wagenkasten
(Chassis). Insbesondere gilt im Falle eines mehrgliedrigen, mehr-gelenkigen Schienenfahrzeugs,
dass einzelne Gliedereinheiten eines solchen Schienenfahrzeugs als einzelne Schienenfahrzeuge
im Sinne der vorliegenden Erfindung anzusehen sind.
[0009] Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung werden eine Längsrichtung, eine horizontal
verlaufende, senkrecht zur Längsrichtung ausgerichtete Querrichtung und eine dazu
senkrecht verlaufende Vertikalrichtung definiert, die sich auf das Schienenfahrzeugs
beziehen. Wird eine solche Richtungsangabe im Zusammenhang mit einzelnen Komponenten
des Untergestells und/oder des Schienenfahrzeugs verwendet, so ist ein Bezug auf eine
bestimmungsgemäße Montageposition dieser Komponente in dem bestimmungsgemäß eingesetzten
Schienenfahrzeug herzustellen. Der bestimmungsgemäße Einsatz des Schienenfahrzeugs
kann so definiert werden, dass das Schienenfahrzeug auf einer ebenen, horizontalen
und geraden Fläche, beispielsweise auf horizontal und gerade verlaufenden Schienen,
positioniert ist. Der Begriff "Richtung" wird betragsmäßig (beidseitig) verwendet,
d. h. zum Beispiel, eine Erstreckung eines Trägers in Längsrichtung bedeutet eine
Ausrichtung parallel zur Längsrichtung.
[0010] Der offenbarte Untergestellvorbau ist ausgebildet dafür, um zumindest teilweise,
ein Schienenfahrzeug derart zu bilden, sodass der Untergestellvorbau ein Teil des
fertigen Schienenfahrzeugs darstellt. Ein solches Schienenfahrzeug weist zudem einen
Wagenkasten, ein Drehgestell und eine Kupplungsvorrichtung auf.
[0011] Der Untergestellvorbau weist einen Obergurt, einen Untergurt und ein Tragwerk auf.
Das Tragwerk ist zwischen dem Obergurt und dem Untergurt angeordnet. Das Tragwerk
ist mit dem Obergurt und/oder dem Untergurt verbunden. In einer Ausführungsform ist
eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Tragwerk und dem Obergurt und/oder zwischen
dem Tragwerk und dem Untergurt vorgesehen. Die stoffschlüssige Verbindung kann eine
Klebeverbindung sein.
[0012] Das Tragwerk kann in der Vertikalrichtung zwischen dem Obergurt und dem Untergurt
angeordnet sein. In einer Ausführungsform weist das Tragwerk eine Oberseite und eine
Unterseite auf. Die Unterseite kann von der Oberseite abgewandt angeordnet sein. Das
Tragwerk kann an der Oberseite mit dem Obergurt verbunden sein. Das Tragwerk kann
an der Unterseite mit dem Untergurt verbunden sein. Das Tragwerk kann derart angeordnet
und ausgebildet sein, dass es den Obergurt und den Untergurt miteinander verbindet.
Das Tragwerk kann stoffschlüssig mit dem Obergurt und/oder dem Untergurt verbunden
sein. Das Tragwerk kann eine Rippenstruktur aufweisen.
[0013] In einer Ausführungsform weist der Obergurt einen nichtmetallischen Werkstoff auf
oder besteht aus einem nichtmetallischen Werkstoff. In einer Ausführungsform weist
der Untergurt einen nichtmetallischen Werkstoff auf oder besteht aus einem nichtmetallischen
Werkstoff. In einer Ausführungsform weist das Tragwerk einen nichtmetallischen Werkstoff
auf oder besteht aus einem nichtmetallischen Werkstoff. In einer Ausführungsform weist
der Obergurt und der Untergurt einen nichtmetallischen Werkstoff auf oder besteht
aus einem nichtmetallischen Werkstoff. In einer Ausführungsform weist der Obergurt
und das Tragwerk einen nichtmetallischen Werkstoff auf oder besteht aus einem nichtmetallischen
Werkstoff. In einer Ausführungsform weist der Untergurt und das Tragwerk einen nichtmetallischen
Werkstoff auf oder besteht aus einem nichtmetallischen Werkstoff. In einer Ausführungsform
weist der Obergurt, der Untergurt und das Tragwerk einen nichtmetallischen Werkstoff
auf oder besteht aus einem nichtmetallischen Werkstoff.
[0014] Der Untergestellvorbau ist so gestaltet und konfiguriert, dass dieser mit dem Wagenkasten
des Schienenfahrzeugs verbunden oder verbindbar ist. In einer Ausführungsform ist
der Untergestellvorbau derart ausgebildet, dass er fest aber lösbar mit dem Wagenkasten
des Schienenfahrzeugs verbunden oder verbindbar ist. Insbesondere kann der Untergestellvorbau
wiederholt lösbar mit dem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs verbunden oder verbindbar
sein. Zudem kann der Untergestellvorbau derart gestaltet und konfiguriert sein, dass
dieser als eine Hauptschnittstelle zwischen dem Wagenkasten und dem Drehgestell und/oder
als eine Hauptschnittstelle zwischen dem Wagenkasten und der Kupplungsvorrichtung
fungieren kann. Der Untergestellvorbau kann derart angeordnet und ausgebildet sein,
dass dieser eine Hauptschnittstelle zwischen dem Wagenkasten und dem Drehgestell und/oder
eine Hauptschnittstelle zwischen dem Wagenkasten und der Kupplungsvorrichtung ausbildet.
Insbesondere ist der Untergestellvorbau als zwischen dem Wagenkasten, der Kupplungsvorrichtung
und dem Drehgestell angeordnetes lastaufnehmendes und/oder lastverteilendes monolithisches
Tragwerk konzipiert und ausgeführt.
[0015] Gemäß einer Ausführungsform ist der Untergestellvorbau derart ausgebildet und angeordnet,
dass er eine Hauptschnittstelle ausbildet. Gemäß einer Ausführungsform ist der Untergestellvorbau
derart ausgebildet und angeordnet, dass er eine Vielzahl an Hauptschnittstellen ausbildet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Untergestellvorbau derart ausgebildet und angeordnet,
dass er eine Vielzahl an unterschiedlichen Hauptschnittstellen ausbildet.
[0016] Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird erstmalig erreicht, dass ein effizienter
Kraftfluss in den tragenden Komponenten des Schienenfahrzeugs erreicht wird, insbesondere
da stärker beanspruchte Abschnitte des Schienenfahrzeugs durch das Vorsehen des Untergestellvorbaus
selektiv und spezifisch gestärkt werden.
[0017] Gemäß einer Ausführungsform beträgt eine Länge des Untergestellvorbaus in Längsrichtung
mindestens 5 %, insbesondere mindestens 10 %, bevorzugt mindestens 15 %, weiterhin
bevorzugt mindestens 20 % einer Gesamtlänge des Wagenkastens des Schienenfahrzeugs.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt eine Länge des Untergestellvorbaus in Längsrichtung
maximal 50 %, insbesondere maximal 40 %, bevorzugt maximal 30 %, weiterhin bevorzugt
maximal 25 %, einer Gesamtlänge des Wagenkastens des Schienenfahrzeugs.
[0018] Der Untergestellvorbau kann wiederholt lösbar mit dem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs
verbunden oder verbindbar sein. Vorteilhaft kann der Untergestellvorbau auf einfache
Weise und mit geringem Aufwand austauschbar ausgestaltet sein.
[0019] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist/sind der Obergurt, der Untergurt und/oder
das Tragwerk derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Wagenkasten-Längsschnittstelle,
eine Wagenkasten-Querschnittstelle, eine Drehzapfenschnittstelle, eine Sekundärfederschnittstelle,
eine Dämpferschnittstelle, eine Kupplungsschnittstelle, eine Versorgungsschnittstelle,
eine Bodenschnittstelle und/oder eine Erdungsschnittstelle ausgebildet werden kann.
Eine Hauptschnittstelle kann eine Wagenkasten-Längsschnittstelle sein. Eine Hauptschnittstelle
kann eine Wagenkasten-Querschnittstelle sein. Eine Hauptschnittstelle kann eine Drehzapfenschnittstelle
sein. Eine Hauptschnittstelle kann eine Sekundärfederschnittstelle sein. Eine Hauptschnittstelle
kann eine Dämpferschnittstelle sein. Eine Hauptschnittstelle kann eine Kupplungsschnittstelle
sein. Eine Hauptschnittstelle kann eine Versorgungsschnittstelle sein. Eine Hauptschnittstelle
kann eine Bodenschnittstelle sein. Eine Hauptschnittstelle kann eine Erdungsschnittstelle
sein.
[0020] Eine Wagenkasten-Längsschnittstelle kann bevorzugt zwischen dem Untergestellvorbau
und einem Außenlangträger des Wagenkastens angeordnet sein. Der Außenlangträger kann
dabei ein strukturtragendes Element sein, welches Kräfte über die Länge (Erstreckung
entlang der Längsrichtung) des Wagenkastens weiterleitet und somit beide Enden des
Wagenkastens zur Kraftübertragung miteinander verbinden kann.
[0021] Eine Wagenkasten-Querschnittstelle kann bevorzugt zwischen dem Untergestellvorbau
und einem Endquerträger des Wagenkastens angeordnet sein. Der Endquerträger des Wagenkastens
kann ein strukturtragendes Element sein, welches Kräfte über die Breite des Wagenkastens
(Erstreckung entlang der Querrichtung) weiterleiten und somit eine Versteifung des
Wagenkastens in Querrichtung bewirken kann.
[0022] Die Wagenkasten-Längsschnittstelle und die Wagenkasten-Querschnittstelle können gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform gemeinsam im Wesentlichen als Kraft-Hauptschnittstelle
zur Kraftübertragung zwischen Wagenkasten und Untergestellvorbau fungieren. Insbesondere
kann der Untergestellvorbau eine zusätzliche Versteifung des Wagenkastens im Bereich
der Wagenkasten-Längsschnittstelle und der Wagenkasten-Querschnittstelle bewirken.
Insbesondere kann eine Torsionssteifigkeit, eine Biegesteifigkeit und/oder eine Längsdehnungssteifigkeit
des Wagenkastens im Bereich des Untergestellvorbaus geringer ausgebildet sein als
eine Torsionssteifigkeit, eine Biegesteifigkeit und/oder eine Längsdehnungssteifigkeit
des Wagenkastens in einem Bereich des Wagenkastens ohne Untergestellvorbau. Zum Beispiel,
wenn das Schienenfahrzeug an beiden Fahrzeugenden einen Untergestellvorbau gemäß der
vorliegenden Erfindung aufweist, kann eine Torsionssteifigkeit, eine Biegesteifigkeit
und/oder eine Längsdehnungssteifigkeit des Wagenkastens im Bereich in Längsrichtung
zwischen den beiden Untergestellvorbauten größer sein als eine Torsionssteifigkeit,
eine Biegesteifigkeit und/oder eine Längsdehnungssteifigkeit des Wagenkastens im Bereich
der beiden Untergestellvorbauten.
[0023] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Drehzapfenschnittstelle
zur Aufnahme eines Drehzapfen für ein Drehgestell des Schienenfahrzeugs ausgebildet.
Die Drehzapfenschnittstelle kann teilweise von einer Drehzapfenkonsole gebildet werden.
Die Drehzapfenkonsole kann einstückig mit dem Untergurt ausgebildet sein. In einer
Ausführungsform ist die Drehzapfenkonsole mit dem Obergurt, dem Untergurt und/oder
mit dem Tragwerk verbunden, insbesondere fest aber wiederholt lösbar verbunden. Die
Drehzapfenschnittstelle kann so gestaltet sein, dass eine Verbindung zwischen dem
Untergurt, dem Obergurt und/oder dem Tragwerk und dem Drehzapfen hergestellt werden
kann, dass Lasten zwischen dem Drehzapfen und dem Untergestellvorbau teilweise über
die Drehzapfenkonsole und/oder direkt in den Obergurt, das Tragwerk und/oder in den
Untergurt eingetragen werden können.
[0024] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Sekundärfederschnittstelle
zur Aufnahme für eine Sekundärfeder für das Drehgestell ausgebildet. Die Sekundärfederschnittstelle
kann dabei teilweise von einer Sekundärfederkonsole gebildet werden. Die Sekundärfederkonsole
kann einstückig mit dem Untergurt, mit dem Obergurt und/oder mit dem Tragwerk ausgebildet
sein. In einer Ausführungsform ist die Sekundärfederkonsole mit dem Obergurt, dem
Untergurt und/oder mit dem Tragwerk verbunden, insbesondere fest aber wiederholt lösbar
verbunden. Die Sekundärfederschnittstelle kann so gestaltet sein, dass eine Verbindung
zwischen Untergurt, dem Obergurt und/oder dem Tragwerk und dem Drehzapfen derart hergestellt
werden kann, dass Lasten zwischen Sekundärfeder und dem Untergestellvorbau teilweise
über die Sekundärfederkonsole und/oder direkt in den Obergurt, das Tragwerk und/oder
in den Untergurt eingetragen werden können. Die Sekundärfederkonsole kann als Schweißbaugruppe
ausgebildet sein, insbesondere zur Aufnahme von Führungszapfen und Luftzufuhr für
die Sekundärfeder, wobei insbesondere die Schweißbaugruppe in den Obergurt, den Untergurt,
und/oder in das Tragwerk, eingeklebt ist.
[0025] Es kann des Weiteren eine Dämpferschnittstelle zur Aufnahme eines Dämpfers des Drehgestells
ausgebildet sein. Insbesondere ist der Dämpfer ein Sekundärdämpfer zwischen Drehgestell
und Untergestellvorbau. Die Dämpferschnittstelle kann dabei teilweise von einer Dämpferkonsole
gebildet sein, die einstückig mit dem Untergurt, mit dem Obergurt und/oder mit dem
Tragwerk ausgebildet sein kann. In einer Ausführungsform ist die Dämpferkonsole mit
dem Obergurt, dem Untergurt und/oder mit dem Tragwerk verbunden, insbesondere fest
aber wiederholt lösbar verbunden. Beispielsweise kann die Dämpferkonsole als separates,
Platten-ähnliches Bauteil ausgeführt sein, welches mithilfe von Befestigungsmitteln,
zum Beispiel eingeklebten Spannhülsen, mit dem Obergurt, mit dem Tragwerk und/oder
mit dem Untergurt verbunden ist. Weiterhin kann die Dämpferschnittstelle so gestaltet
sein, dass eine Verbindung zwischen Untergurt, Obergurt und/oder Tragwerk und einem
Dämpfer derart hergestellt werden kann, dass Lasten zwischen Dämpfer und dem Untergestellvorbau
teilweise über die Dämpferkonsole und/oder auch direkt in den Obergurt, das Tragwerk
und/oder in den Untergurt eingetragen werden können. Denkbar ist, dass der Untergestellvorbau
mit zwei in Querrichtung symmetrisch angeordneten Dämpferkonsolen ausgestattet ist,
um rechte und linke Dämpfer des Schienenfahrzeugs abzustützen und/oder aufzunehmen.
Insbesondere ist der Dämpfer ein Sekundärdämpfer zwischen Drehgestell und Untergestellvorbau.
[0026] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist eine Kupplungsschnittstelle
zum Befestigen der Kupplungsvorrichtung an dem Untergestellvorbau vorgesehen. Die
Kupplungsschnittstelle kann dabei teilweise von einer Kupplungskonsole gebildet werden,
die einstückig mit dem Untergurt, mit dem Obergurt und/oder mit dem Tragwerk ausgebildet
sein kann, oder, insbesondere fest aber lösbar, mit dem Obergurt, dem Untergurt und/oder
mit dem Tragwerk verbunden sein kann. Beispielsweise kann die Kupplungskonsole als
separates, Platten-ähnliches Bauteil ausgeführt sein, welches mithilfe von Befestigungsmitteln,
zum Beispiel eingeklebten Spannhülsen mit dem Obergurt, mit dem Tragwerk und/oder
mit dem Untergurt verbunden ist. Zusätzlich oder alternativ kann die Kupplungsschnittstelle
so gestaltet sein, dass eine Verbindung zwischen Untergurt, Obergurt und/oder Tragwerk
und der Kupplungsvorrichtung derart hergestellt werden kann, dass Lasten zwischen
Kupplungsvorrichtung und dem Untergestellvorbau teilweise über die Kupplungskonsole
und/oder auch direkt in den Obergurt, das Tragwerk und/oder in den Untergurt eingetragen
werden können.
[0027] Zudem kann eine Versorgungsschnittstelle für mindestens eine Versorgungseinrichtung
des Schienenfahrzeugs vorgesehen sein. Die Versorgungsschnittstelle kann dazu dienen,
verbindende Versorgungselemente, wie zum Beispiel Druckluftleitungen oder - verbindungen,
Hydraulikleitungen oder -verbindungen und/oder Stromleitungen oder - verbindungen,
vom Wagenkasten des Schienenfahrzeugs, von Versorgungsschächten des Schienenfahrzeugs
und/oder von einem Innenraum des Schienenfahrzeugs an Bereiche des Untergestellvorbaus
zu führen, in denen die angesprochenen Leitungen oder Verbindungen mit weiteren Leitungen
oder Verbindungen des Schienenfahrzeugs, der Kupplungsvorrichtung und/oder eines angekoppelten
Schienenfahrzeugs verbunden werden können.
[0028] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann eine Bodenschnittstelle für einen
Boden des Schienenfahrzeugs ausgestaltet sein. Die Bodenschnittstelle kann dazu dienen,
einen Boden des Schienenfahrzeugs mit dem Untergestellvorbau derart fest zu verbinden,
dass die Lasten von Inneneinrichtungen des Schienenfahrzeugs und/oder von Passagieren
direkt und/oder indirekt in den Untergestellvorbau geleitet und von da aus weiter
in andere Schnittstellen weitergeleitet werden können.
[0029] Erfindungsgemäß kann eine Erdungsschnittstelle für eine Erdungseinrichtung des Schienenfahrzeugs
ausgebildet sein. Insbesondere kann mithilfe der Erdungsschnittstelle eine zentrale
Erdungsschiene vorgesehen werden, insbesondere in Querrichtung in der Mitte des Schienenfahrzeugs,
also in der Längsmitte des Schienenfahrzeuges. Die Erdungsschiene kann mehrere Erdungspunkte
aufweisen. Die Erdungsschiene kann mit der Bodenplatte des Schienenfahrzeugs verbunden
sein. Ein Vorteil ist, dass auf diese Weise erreicht wird, dass eine Länge von Erdungskabeln
verkürzt werden kann.
[0030] Zusätzlich oder alternativ kann die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des
Schienenfahrzeugs verbessert werden. Kabel-Abschirmungen hinsichtlich EMV können vorgesehen
werden, Kabel können durch metallische Kabel-Kanäle und/oder in einem Freiraum am
Außenlangträger separat geführt werden.
[0031] Zusätzlich oder alternativ kann in dem Obergurt, dem Untergurt, dem Tragwerk, zwischen
dem Obergurt und dem Tragwerk, und/oder zwischen dem Untergurt und dem Tragwerk ein
metallisches Netz (z.B. aus Kupfer) angeordnet sein. Insbesondere kann in dem Obergurt,
dem Untergurt, dem Tragwerk, zwischen dem Obergurt und dem Tragwerk, und/oder zwischen
dem Untergurt und dem Tragwerk ein metallisches Netz, insbesondere ein Kupfernetz,
einlaminiert sein, um die EMV zu verbessern.
[0032] Gemäß einer Ausführungsform ist der Untergestellvorbau in Multi-Material-Bauweise
aufgebaut, d. h. der erfindungsgemäße Untergestellvorbau weist bevorzugt eine Vielzahl
an Materialien auf oder ist bevorzugt von zwei oder mehr Materialien gebildet. In
einer Ausführungsform weist der Untergestellvorbau einen metallischen Werkstoff und
einen nichtmetallischen Werkstoff auf. Bevorzugt umfasst der Untergestellvorbau einen
Faserverbundwerkstoff, insbesondere einen Glasfaserverbundwerkstoff und/oder einen
Kohlefaserverbundwerkstoff, sowie wenigstens einen metallischen Werkstoff, insbesondere
Aluminium.
[0033] Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Untergestellvorbau mindestens ein
Bauteil oder eine Baugruppe auf, das und/oder die insbesondere in den Untergestellvorbau
eingeklebt ist. Der Untergestellvorbau kann eines oder mehrerer folgender Bauteile
und/oder Baugruppen aufweisen: Eine Schweißbaugruppe, eine Wagenkasten-Längsschnittstelle,
eine Wagenkasten-Querschnittstelle, eine Drehzapfenschnittstelle, eine Sekundärfederschnittstelle,
eine Dämpferschnittstelle, eine Kupplungsschnittstelle, eine Bodenschnittstelle und/oder
eine Erdungsschnittstelle, und/oder mindestens eine eingeklebte Spannhülse.
[0034] In einer Ausführungsform weist der Untergestellvorbau eine Anbindungsvorrichtung
auf. Die Anbindungsvorrichtung kann zu einer Krafteinleitung in den Obergurt, und/oder
den Untergurt und/oder das Tragwerk dienen. Die Anbindungsvorrichtung kann als Schweißbaugruppe
ausgestaltet sein. Die Anbindungsvorrichtung kann in den Untergestellvorbau eingeklebt
oder einlaminiert sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die Anbindungsvorrichtung
zum zumindest teilweisen Ausbilden, Anordnen und/oder Befestigen der Hauptschnittstelle
ausgebildet. Die Anbindungsvorrichtung kann zum zumindest teilweisen Ausbilden, Anordnen
und/oder Befestigen der Wagenkasten-Längsschnittstelle, der Wagenkasten-Querschnittstelle,
der Drehzapfenschnittstelle, der Sekundärfederschnittstelle, der Dämpferschnittstelle,
der Kupplungsschnittstelle, der Bodenschnittstelle und/oder der Erdungsschnittstelle
ausgebildet sein.
[0035] In einer Ausführungsform weist die Anbindungsvorrichtung einen metallischen Werkstoff
auf. In einer Ausführungsform ist die Anbindungsvorrichtung aus einem metallischen
Werkstoff ausgebildet. Die Anbindungsvorrichtung kann eine Mehrzahl an metallischen
Werkstoffen aufweisen oder aus diesen ausgebildet sein. Der metallische Werkstoff
kann Aluminium sein. Der metallische Werkstoff kann Aluminium aufweisen. Der metallische
Werkstoff kann Stahl sein. Der metallische Werkstoff kann Stahl aufweisen.
[0036] Die Anbindungsvorrichtung kann wenigstens eine Spannhülse aufweisen. Die wenigstens
eine Spannhülse kann zur Aufnahme einer Schraube oder eines Gewindebolzens ausgestaltet
sein. Die Spannhülse kann zur Befestigung des Obergurtes und/oder Untergurtes und/oder
Tragwerks an einer angrenzenden Schnittstelle ausgestaltet sein.
[0037] Die Anbindungsvorrichtung kann zum zumindest teilweisen Anordnen, Befestigen und/oder
Ausbilden einer oder mehrere der zuvor genannten Schnittstellen ausgebildet sein.
Die Anbindungsvorrichtung kann zum zumindest teilweisen Anordnen, Befestigen und/oder
Ausbilden der Hauptschnittstelle ausgebildet sein. Die Spannhülse kann zum zumindest
teilweisen Anordnen, Befestigen und/oder Ausbilden einer oder mehrere der zuvor genannten
Schnittstellen ausgebildet sein. Die Spannhülse kann zum zumindest teilweisen Anordnen,
Befestigen und/oder Ausbilden der Hauptschnittstelle ausgebildet sein. Das Bauteil
kann einen metallischen Werkstoff umfassen oder aus einem metallischen Werkstoff,
insbesondere Aluminium, gebildet sein. Die Baugruppe kann einen metallischen Werkstoff
umfassen oder aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium, gebildet sein.
[0038] Die Anbindungsvorrichtung kann in den Obergurt, den Untergurt, und/oder in das Tragwerk,
eingeklebt sein. Zumindest ein Abschnitt der Anbindungsvorrichtung kann in den Obergurt,
den Untergurt, und/oder in das Tragwerk, eingeklebt sein. Die Spannhülse kann in den
Obergurt, den Untergurt, und/oder in das Tragwerk, eingeklebt sein.
[0039] Beispielsweise kann eine eingeklebte Spannhülse derart ausgebildet und angeordnet
sein, die Drehzapfenkonsole, die Sekundärfederkonsole, die Dämpferkonsole, und/oder
die Kupplungskonsole mit dem Obergurt, dem Tragwerk und/oder mit dem Untergurt mithilfe
von geeigneten Verbindungsmitteln, zum Beispiel Schrauben, zu verbinden. Beispielsweise
kann eine eingeklebte Anbindungsvorrichtung derart angeordnet und ausgebildet sein,
die Drehzapfenkonsole, die Sekundärfederkonsole, die Dämpferkonsole, und/oder die
Kupplungskonsole mit dem Obergurt, dem Tragwerk und/oder mit dem Untergurt zu verbinden.
[0040] Gemäß einer Ausführungsform weist die Anbindungsvorrichtung einen ersten Bereich,
einen zweiten Bereich und einen dritten Bereich auf. Der zweite Bereich kann den ersten
Bereich und den dritten Bereich miteinander verbinden. Der erste Bereich kann den
Obergurt durchdringen. Der dritte Bereich kann den Untergurt durchdringen. Der zweite
Bereich kann zwischen dem Obergurt und dem Untergurt angeordnet sein. In einer Ausführungsform
ist der zweite Bereich im Tragwerk angeordnet.
[0041] Gemäß einer Ausführungsform ist die Anbindungsvorrichtung dazu ausgebildet und angeordnet,
einen Kraftnebenschluss herzustellen.
[0042] Der erste Bereich kann den Obergurt in der Vertikalrichtung durchdringen, insbesondere
vollständig durchdringen. Der dritte Bereich kann den Untergurt in der Vertikalrichtung
durchdringen, insbesondere vollständig durchdringen. Der erste Bereich kann den Obergurt
in der Vertikalrichtung durchspannen, insbesondere vollständig durchspannen. Der dritte
Bereich kann den Untergurt in der Vertikalrichtung durchspannen, insbesondere vollständig
durchspannen.
[0043] Die Anbindungsvorrichtung kann eine Spannhülse aufweisen. Die Anbindungsvorrichtung
kann eine obere Platte aufweisen. Die Anbindungsvorrichtung kann eine untere Platte
aufweisen.
[0044] Der Obergurt kann eine obere Oberfläche aufweisen. Der Untergurt kann eine untere
Oberfläche aufweisen. Die obere Oberfläche (Obergurt) kann von der unteren Oberfläche
(Untergurt) abgewandt angeordnet sein. Die Anbindungsvorrichtung kann derart angeordnet
und ausgebildet sein, dass sie die obere Oberfläche und die untere Oberfläche miteinander
verbindet. Die Spannhülse kann derart angeordnet und ausgebildet sein, dass sie die
obere Oberfläche und die untere Oberfläche miteinander verbindet.
[0045] Gemäß einer Ausführungsform ist die Spannhülse derart ausgebildet und angeordnet,
dass die Spannhülse, zumindest ein Abschnitt der Spannhülse, zwischen dem Obergurt
und dem Untergurt angeordnet ist. Gemäß einer Ausführungsform ist ein Abschnitt der
Spannhülse zwischen dem Obergurt und dem Untergurt angeordnet. In einer Ausführungsform
durchdringt die Spannhülse den Obergurt, insbesondere in der Vertikalrichtung. Der
Obergurt kann eine Durchgangsöffnung aufweisen, in der die Spannhülse angeordnet ist.
In einer Ausführungsform durchdringt die Spannhülse den Untergurt, insbesondere in
der Vertikalrichtung. Der Untergurt kann eine Durchgangsöffnung aufweisen, in der
die Spannhülse angeordnet ist. In einer Ausführungsform durchdringt die Spannhülse
den Obergurt und den Untergurt.
[0046] In einer Ausführungsform durchdringt die Spannhülse den Obergurt und/oder den Untergurt
und/oder das Tragwerk größtenteils, bevorzugt vollständig, so dass eine durch die
Spannhülse geführten Schraubverbindung eingebrachte Zugkraft, insbesondere Vorspannkraft,
größtenteils, bevorzugt vollständig an dem Obergurt, an dem Untergurt und/oder an
dem Tragwerk vorbeigeführt wird. Ein Kraftnebenschluss kann somit hergestellt werden.
[0047] Gemäß einer Ausführungsform ist die Spannhülse derart ausgebildet und angeordnet,
dass die Spannhülse in der Vertikalrichtung zwischen dem Obergurt und dem Untergurt
angeordnet ist. In einer Ausführungsform verbindet die Spannhülse den Obergurt und
den Untergurt miteinander. In einer Ausführungsform durchspannt die Spannhülse das
Tragwerk. In einer Ausführungsform verbindet die Spannhülse den Obergurt, den Untergurt
und das Tragwerk miteinander. Die Spannhülse kann vorteilhaft die Stabilität des Untergestellvorbaus
erhöhen.
[0048] Im Zuge einer weiteren Ausführungsform wird offenbart, dass der Untergestellvorbau
mindestens ein Tragelement aufweist. Ein solches Tragelement kann im Wesentlichen
aus einem nichtmetallischen Werkstoff, insbesondere aus einem Faserverbundwerkstoff
(FVK), insbesondere aus einem Faserverbundkunststoff, insbesondere aus einem carbonfaserverstärkten
Kunststoff (CFK) und/oder aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff (GFK) hergestellt
sein oder diesen aufweisen. Das Tragelement kann in einem Bereich der Wagenkasten-Querschnittstelle
angeordnet sein. Das Tragelement kann zumindest teilweise zwischen dem Obergurt und
dem Untergurt und/oder unter dem Untergurt angeordnet sein. Das Tragelement kann in
der Vertikalrichtung unter dem Untergurt angeordnet sein.
[0049] Gemäß einer Ausgestaltungsform weist der Untergestellvorbau mindestens zwei zusätzliche
Tragelemente auf. Insbesondere sind die zwei Tragelemente längssymmetrisch am Untergestellvorbau
angeordnet.
[0050] Gemäß einer Ausführungsform weist der Untergestellvorbau eine Vielzahl von Tragelementen
auf. Insbesondere kann der Untergestellvorbau mindestens ein Paar von Tragelementen
aufweisen. Zwei Tragelemente können längssymmetrisch angeordnet sein. Das Paar Tragelemente
kann längssymmetrisch angeordnet sein. Die zwei Tragelemente können mit Bezug zu einer
Mittelachse des Untergestellvorbaus, die sich entlang der Längsrichtung erstreckt,
längssymmetrisch angeordnet sein.
[0051] Zusätzlich oder alternativ bildet das Tragelement oder die zwei Tragelemente zumindest
teilweise die Versorgungsschnittstelle. Dafür ist/sind das Tragelement/die Tragelemente
an einer Stelle des Untergestellvorbaus angeordnet, die wiederum bezüglich des Wagenkastens
derart angeordnet ist, dass eine Verbindung für zu verbindende Versorgungselemente,
wie zum Beispiel Druckluftleitungen oder-verbindungen, Hydraulikleitungen oder -verbindungen
und/oder Stromleitungen oder -verbindungen in Versorgungsschächten oder Kanälen des
Schienenfahrzeugs ermöglicht wird.
[0052] In einer Ausführungsform ist der nichtmetallische Werkstoff ein Faserverbundwerkstoff.
In einer Ausführungsform ist der nichtmetallische Werkstoff ein Faserverbundkunststoff.
In einer Ausführungsform ist der nichtmetallische Werkstoff ein Kohlefaserverbundwerkstoff.
In einer Ausführungsform ist der nichtmetallische Werkstoff ein Glasfaserverbundwerkstoff.
Der der nichtmetallische Werkstoff kann ein carbonfaserverstärkter Kunststoff sein.
Der der nichtmetallische Werkstoff kann ein glasfaserverstärkter Kunststoff sein.
Ein carbonfaserverstärkter Kunststoff kann auch als kohlefaserverstärkter Kunststoff
bezeichnet werden.
[0053] In einer Ausführungsform weisen der Obergurt und der Untergurt denselben nichtmetallischen
Werkstoff oder bestehen aus demselben nichtmetallischen Werkstoff. In einer Ausführungsform
weisen der Obergurt und der Untergurt einen carbonfaserverstärkten Kunststoff auf.
In einer Ausführungsform besteht der Obergurt und der Untergurt aus carbonfaserverstärktem
Kunststoff.
[0054] In einer Ausführungsform weisen der Obergurt und das Tragwerk carbonfaserverstärkten
Kunststoff auf. In einer Ausführungsform besteht der Obergurt und das Tragwerk aus
carbonfaserverstärktem Kunststoff. In einer Ausführungsform weisen der Untergurt und
das Tragwerk carbonfaserverstärkten Kunststoff auf. In einer Ausführungsform besteht
der Untergurt und das Tragwerk aus carbonfaserverstärktem Kunststoff. In einer Ausführungsform
weisen der Untergurt, der Obergurt und das Tragwerk carbonfaserverstärkten Kunststoff
auf. In einer Ausführungsform besteht der Untergurt, der Obergurt und das Tragwerk
aus carbonfaserverstärktem Kunststoff.
[0055] In einer Ausführungsform ist/sind der Obergurt und/oder der Untergurt im Wesentlichen
aus einem nichtmetallischen Werkstoff, insbesondere einem Faserverbundwerkstoff (FVK),
aus einem carbonfaserverstärkten Kunststoff (CFK) und/oder aus einem glasfaserverstärkten
Kunststoff (GFK) hergestellt. Der Begriff "im Wesentlichen" ist dabei derart zu verstehen,
dass mindestens 50 %, insbesondere mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 85 %, des
jeweiligen Komponentengewichts des Obergurts und/oder des Untergurt aus einer Verwendung
eines nichtmetallischen Werkstoffs, eines Faserverbundwerkstoffs (FVK), eines carbonfaserverstärkten
Kunststoffs (CFK) und/oder aus einer Verwendung eines glasfaserverstärkten Kunststoffs
(GFK) resultieren.
[0056] Gemäß einer Ausgestaltung des Untergestellvorbaus ist das Tragwerk im Wesentlichen
aus einem nichtmetallischen Werkstoff, insbesondere einem Faserverbundwerkstoff (FVK),
aus einem carbonfaserverstärkten Kunststoff (CFK) und/oder aus einem glasfaserverstärkten
Kunststoff (GFK) hergestellt.
[0057] Durch die Verwendung von Faserverbundwerkstoffen entsteht bei der Formgebung ein
größerer Gestaltungsspielraum. Der Faserverbundwerkstoff kann derart ausgebildet sein,
dass der Untergurt, der Obergurt und/oder das Tragwerk frei formbar sind. Die Gestalt
des Untergurtes, des Obergurtes und/oder des Tragwerkes kann vorteilhaft auf einfache
Weise an die Bedingungen angepasst werden. So kann der Untergurt bevorzugt zur Bildung
eines Abschnitts des Unterbodens eines Schienenfahrzeuges ausgestaltet sein. Die den
Unterboden bildende Außenfläche des Untergurts kann aerodynamisch optimiert ausgestaltet
sein und/oder wenigstens eine Freiformfläche aufweisen, z. B. um den Luftwiderstand
des Schienenfahrzeugs zu reduzieren oder im Betrieb des Schienenfahrzeuges die Ansammlung
von Schmutz, Wasser und/oder Schnee im Unterflurbereich des Fahrzeuges zu reduzieren.
Insbesondere kann der Untergurt im Bereich des Unterbodens im Wesentlichen frei von
Kavitäten ausgestaltet sein.
[0058] Ein weiterer Vorteil, der durch die Verwendung von nichtmetallischen Werkstoffen
entsteht, ist die je nach Gestaltung verbesserte Wärmedämmung und/oder Schalldämmung.
Vorzugsweise weist dazu der Untergestellvorbau, insbesondere angrenzend an den Untergurt
und/oder den Obergurt, einen aufgeschäumten Werkstoff auf. Alternativ oder zusätzlich
können Untergurt und/oder Obergurt in Sandwichbauweise gebildet und/oder in Sandwichbauweise
in den Untergestellvorbau integriert sein. Insbesondere kann in den Obergurt ein Innenfußbodenelement
für den Passagierraum integriert sein. Das Innenfußbodenelement ist bevorzugt als
Sandwichelement ausgesta Itet.
[0059] Bevorzugt kann zur Schall- und/oder Wärmedämmung außerdem eine Schicht aus einem
dämpfenden Material, insbesondere einem Elastomer in den Untergestellvorbau integriert,
bevorzugt einlaminiert sein. Beispielsweise kann ein dämpfendes Material eine Schicht
des Unter- und/oder Obergurtes bilden. Es kann eine Schall-Absorptions-Folie aufgebracht
oder einlaminiert sein, und/oder Schaumplatten können zur Wärme-und/oder Schallisolierung
integriert sein. Dadurch kann vorteilhaft auf zusätzliches Isolationsmaterial, das
bei konventioneller Bauweise üblicherweise erforderlich ist, verzichtet werden. Die
Schall- und/oder Wärmeisolation kann vorteilhaft verbessert sein.
[0060] In einer Ausführungsform wird die Faserausrichtung des Faserverbundwerkstoffes und/oder
die Faserdichte des Faserverbundwerkstoffes entsprechend des Kraftverlaufes angepasst,
insbesondere optimiert. Die Faserausrichtung kann in Richtung der Kraftrichtung ausgerichtet
sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die Faserdichte in einem Bereich einer erhöhten
Krafteinwirkung erhöht. Die Stabilität kann vorteilhaft verbessert werden.
[0061] Ein Vorteil des nichtmetallischen Werkstoffes kann das geringere Gewicht sein. Ein
Vorteil kann sein, dass bei geringem Gewicht zumindest eine Hauptschnittstelle ausgebildet
werden kann.
[0062] Gemäß einer weiteren Ausführungsform, weist/weisen der Obergurt und/oder der Untergurt
mindestens eine Ausnehmung, auf, wobei die Ausnehmung/en, derart ausgebildet ist/sind,
dass diese zumindest teilweise die Wagenkasten-Längsschnittstelle bildet/en und dazu
einen in einer Längsrichtung des Untergestellvorbaus und/oder des Schienenfahrzeugs
wirkenden Formschluss mit einem Element des Außenlangträgers ausbilden kann/können.
[0063] In einer Ausführungsform ist die mindestens eine Ausnehmung des Obergurtes an einer
Längsseite des Obergurtes angeordnet. In einer Ausführungsform ist die mindestens
eine Ausnehmung des Untergurtes an einer Längsseite des Untergurtes angeordnet.
[0064] Insbesondere ist das Element des Außenlangträgers eine Anhebeplatte des Schienenfahrzeugs.
D. h., die Ausnehmung oder die Ausnehmungen sind so ausgeformt, dass diese beidseitig
jeweils einen in Längsrichtung wirkenden Anschlag für die Anhebeplatte ausbildet.
Insbesondere kann dadurch erreicht werden, dass die Wagenkasten-Längsschnittstelle
zwischen Wagenkasten und Untergestellvorbau durch eine Kombination von Reibschluss
und Formschluss ermöglicht wird.
[0065] Gemäß einer Ausführungsform weist der Obergurt längssymmetrisch beidseitig mindestens
eine Ausnehmung und der Untergurt längssymmetrisch beidseitig mindestens eine Ausnehmung
auf. Dabei sind die Ausnehmung des Obergurts und die entsprechende Ausnehmung des
Untergurts in Vertikalrichtung miteinander gleich und/oder fluchtend angeordnet, sodass
die Ausnehmungen des Obergurtes und des Untergurtes, gemeinsam zumindest teilweise
die Wagenkasten-Längsschnittstelle bilden und dazu einen in einer Längsrichtung des
Untergestellvorbaus und/oder des Schienenfahrzeugs wirkenden Formschluss mit einem
Element des Außenlangträgers ausbilden können.
[0066] In einer Ausführungsform ist eine Ausnehmung des Obergurtes an einer ersten Längsseite
des Obergurtes angeordnet und eine zweite Ausnehmung des Obergurtes an einer der ersten
Längsseite gegenüberliegenden, zweiten Längsseite des Obergurtes angeordnet. In einer
Ausführungsform ist eine Ausnehmung des Untergurtes an einer ersten Längsseite des
Untergurtes angeordnet und eine zweite Ausnehmung des Untergurtes an einer der ersten
Längsseite gegenüberliegenden zweiten Längsseite des Untergurtes angeordnet. In einer
Ausführungsform weist der Obergurt eine Mittelachse auf, die sich entlang der Längsrichtung
erstreckt. Die zwei Ausnehmungen des Obergurtes können an den Längsseiten des Obergurtes
achsensymmetrisch zur Mittelachse des Obergurtes angeordnet sein. In einer Ausführungsform
weist der Untergurt eine Mittelachse auf, die sich entlang der Längsrichtung erstreckt.
Die zwei Ausnehmungen des Untergurtes können an den Längsseiten des Untergurtes achsensymmetrisch
zur Mittelachse des Untergurtes angeordnet sein.
[0067] In einer Ausführungsform weist das Tragwerk eine T-Form-ähnliche Struktur auf. Insbesondere
verläuft das T der T-Form-ähnlichen Struktur im Wesentlichen in einer Horizontalen,
wobei sich der T-Querschnitt (T-Balken) im Wesentlichen in Querrichtung derart an
dem Untergestellvorbau befindet, sodass die äußeren Bereiche des T-Querschnitts zumindest
teilweise die Sekundärfederschnittstelle bilden können. Weiterhin ist ein T-Längsabschnitt
(I-Abschnitt des T der T-Form-ähnlichen Struktur) im Wesentlichen in Längsrichtung
ausgerichtet und verbindet mindestens die Drehzapfenschnittstelle mit der Kupplungsschnittstelle.
[0068] Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Tragwerk zumindest teilweise mit einem
Profil mit Omega-Querschnittsform ausgebildet.
[0069] Weiterhin kann der T-Längsabschnitt im Wesentlichen in Längsrichtung doppelstrangig
ausgebildet sein.
[0070] Gemäß einer Ausführungsform weist die Spannhülse einen metallischen Werkstoff auf.
Gemäß einer Ausführungsform besteht die Spannhülse aus einem metallischen Werkstoff.
Der metallische Werkstoff kann Aluminium sein. Der metallische Werkstoff kann Aluminium
aufweisen. Der metallische Werkstoff kann Stahl sein. Der metallische Werkstoff kann
Stahl aufweisen.
[0071] Die Anbindungsvorrichtung kann zur Druckaufnahme ausgebildet sein. In einer Ausführungsform
ist die Anbindungsvorrichtung derart angeordnet und ausgebildet, dass ein Kraftfluss
über die Anbindungsvorrichtung erfolgt. Die Anbindungsvorrichtung kann für eine spannungsarme
Krafteinleitung in den Obergurt und/oder den Untergurt und/oder das Tragwerk, insbesondere
ohne Spannungsspitzen, ausgebildet sein. Die Anbindungsvorrichtung kann dazu angeordnet
und ausgebildet sein, Kerbspannungen in dem Untergestellvorbau zu reduzieren.
[0072] In einer Ausführungsform weist die Anbindungsvorrichtung die Spannhülse, die untere
Platte und die obere Platte auf. Die Spannhülse kann eine zylindrische Form haben.
Die obere Platte kann am Obergurt angeordnet sein. Die untere Platte kann am Untergurt
angeordnet sein. Die obere und/oder die untere Platte kann derart ausgebildet und
angeordnet sein, dass die auf die FVK-Teile (Komponenten, die einen nichtmetallischen
Werkstoff aufweisen oder aus einem nichtmetallischen Werkstoff bestehen) wirkenden
Spannungen reduziert wird.
[0073] Die Spannhülse kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass sie mit dem Tragwerk
verbunden ist. Die Spannhülse kann zur Aufnahme von Zugkräften ausgebildet sein. Die
Anbindungsvorrichtung kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass sie zumindest
teilweise mit dem Tragwerk verbunden ist. Die Anbindungsvorrichtung kann zur Aufnahme
von Zugkräften ausgebildet sein.
[0074] Gemäß einer Ausführungsform ist die Anbindungsvorrichtung derart angeordnet und ausgebildet,
vorteilhaft den Kraftfluss beim Übergang zwischen einem nichtmetallischen Werkstoff,
insbesondere einem Faserverbundwerkstoff, und einem metallischen Werkstoff, zu verbessern.
Insbesondere kann die Anbindungsvorrichtung derart angeordnet und ausgebildet sein,
vorteilhaft den Kraftfluss beim Übergang zwischen einem Faserverbundkunststoff, und
einem metallischen Werkstoff, zu verbessern. Insbesondere kann die Anbindungsvorrichtung
derart angeordnet und ausgebildet sein, vorteilhaft den Kraftfluss beim Übergang zwischen
einem kohlefaserverstärkten Kunststoff und einem metallischen Werkstoff zu verbessern.
[0075] Insbesondere kann die Spannhülse derart angeordnet und ausgebildet sein, vorteilhaft
den Kraftfluss beim Übergang zwischen einem nichtmetallischen Werkstoff, insbesondere
einem Faserverbundwerkstoff, und einem metallischen Werkstoff, zu verbessern. Insbesondere
kann die Spannhülse derart angeordnet und ausgebildet sein, vorteilhaft den Kraftfluss
beim Übergang zwischen einem Faserverbundkunststoff, und einem metallischen Werkstoff,
zu verbessern. Insbesondere kann die Spannhülse derart angeordnet und ausgebildet
sein, vorteilhaft den Kraftfluss beim Übergang zwischen einem kohlefaserverstärkten
Kunststoff und einem metallischen Werkstoff zu verbessern.
[0076] In einer Ausführungsform ist die Anbindungsvorrichtung derart ausgebildet und angeordnet,
einen Abstand zwischen dem Obergurt und dem Untergurt einzurichten. In einer Ausführungsform
ist die Anbindungsvorrichtung derart ausgebildet und angeordnet, den Abstand zwischen
dem Obergurt und dem Untergurt zu definieren. Die Anbindungsvorrichtung kann ein Abstandshalter
zwischen dem Obergurt und dem Untergurt sein. Die Anbindungsvorrichtung kann eine
stützende Funktion ausüben. Die Anbindungsvorrichtung kann die Verbindung, insbesondere
die Verklebung, zwischen dem Obergurt, dem Untergurt und/oder dem Tragwerk entlasten.
[0077] In einer Ausführungsform ist die Spannhülse form- und stoffschlüssig in den Untergestellvorbau
eingebunden. In einer Ausführungsform ist die Anbindungsvorrichtung form- und stoffschlüssig
in den Untergestellvorbau eingebunden.
[0078] Weiterhin wird optional offenbart, dass der Untergestellvorbau als vorgefertigte
Baugruppe ausgebildet sein kann, die komplett vorausgerüstet und/oder elektrisch vorgetestet
an den Wagenkasten montiert werden kann. Der Untergestellvorbau kann vorteilhaft in
einfacher Art und Weise bereitgestellt werden, wodurch die Herstellung des Schienenfahrzeugs
erleichtert wird.
[0079] Gemäß einer Ausführungsform ist/sind der Obergurt und/oder der Untergurt teilweise
in Sandwichbauweise ausgestaltet. Gemäß einer Ausführungsform ist/sind der Obergurt
und/oder der Untergurt vollständig in Sandwichbauweise ausgestaltet. Vorteilhaft könnte
das Gewicht des Untergestellvorbaus reduziert werden. In einer alternativen Ausführungsform
ist der Obergurt und/oder der Untergurt monolithisch hergestellt.
[0080] Ein Zwischenraum zwischen dem Obergurt und dem Untergurt kann zumindest teilweise
mit einem Schaummaterial gefüllt sein. Der Zwischenraum kann in der Vertikalrichtung
zwischen dem Obergurt und dem Untergurt ausgebildet sein. Der Obergurt und der Untergurt
können den Zwischenraum begrenzen. Das Schaummaterial kann dämmende Eigenschaften
haben. Das Schaummaterial kann eine Funktion zur strukturellen Unterstützung aufweisen.
Das Schaummaterial kann wärmedämmend sein, insbesondere eine Wärmedämmung zum Außenbereich
und/oder zum Drehgestell herstellen. Das Schaummaterial kann schalldämmend sein, insbesondere
eine Schalldämmung zum Außenbereich und/oder zum Drehgestell herstellen.
[0081] Gemäß einer Ausführungsform weist der Untergestellvorbau ein Schallreflektionselement
auf. Gemäß einer Ausführungsform weist der Untergestellvorbau ein Schallabsorptionselement
auf. Das Schallreflektionselement und/oder das Schallabsorptionselement kann aktiv
frequenzgesteuert sein. Vorteilhaft kann die Schallabsorption erhöht werden. Vorteilhaft
kann der Fahrkomfort erhöht werden.
[0082] Gemäß einer Ausführungsform ist der Obergurt derart angeordnet und ausgeführt, dass
der Obergurt eine Funktionalität eines Innenfußbodens des Schienenfahrzeugs zumindest
teilweise integrieren kann.
[0083] In einer Ausführungsform ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, die derart
konfiguriert und ausgestaltet ist, dass eine strukturelle Funktionalität des Untergestellvorbaus
überwacht werden kann.
[0084] In einer Ausführungsform erfolgt die Überwachung online.
[0085] Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schienenfahrzeug
mit einem Wagenkasten und einem Untergestellvorbau, insbesondere mit jeweils einem
Untergestellvorbau an dem Fahrzeugende, nach einem der voranstehenden Ausführungsformen
und/oder Ausgestaltungsformen offenbart.
Kurzbeschreibung der Figuren
[0086] Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen
mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Die Elemente der
Zeichnungen sind relativ zueinander und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche
Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder entsprechend ähnliche Teile.
Fig. 1 zeigt ein Triebzug gebildet aus einem ersten Schienenfahrzeug und einem damit
zusammengekuppelten zweiten Schienenfahrzeug;
Fig. 2 gibt eine perspektivische Ansicht auf den Wagenkasten des Schienenfahrzeugs
gemäß Fig. 1 mit montiertem Untergestellvorbau wieder;
Fig. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Detailansicht von unten auf den Untergestellvorbau
gemäß Fig. 2;
Fig. 4 ist eine weitere Detailansicht von unten auf das Untergestell gemäß Fig. 2;
Fig. 5 ist eine perspektivische Explosionsansicht auf den Untergestellvorbau gemäß
Fig. 2;
Fig. 6 ist eine Detailansicht von oben auf einen Boden des Wagenkastens und auf den
Untergestellvorbau gemäß Fig. 2,
Fig. 7 zeigt beispielhafte eine Hauptschnittstelle mit Anbindungsvorrichtungen;
Fig. 8 zeigt ein Beispiel einer Vielzahl von Anbindungsvorrichtungen, und
Fig. 9 zeigt ein weiteres Beispiel einer Vielzahl an Anbindungsvorrichtungen in einer
Schn ittda rstellung.
Ausführungsbeispiele
[0087] Fig. 1 zeigt ein erstes Schienenfahrzeug 100 und ein zweites Schienenfahrzeug 100,
die mithilfe einer Kupplungsvorrichtung 110 zusammengekuppelt sind und einen Triebzug
bilden. Die Schienenfahrzeuge 100 weisen jeweils einen Wagenkasten 120 mit Seitenwänden
125 und Türöffnungen 126 auf. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind pro Schienenfahrzeug
100 zwei Türvorrichtungen 127 pro Seite vorgesehen, worüber Fahrgäste von der Fahrzeugumgebung
104 in den Innenraum 106 gelangen können. Die Schienenfahrzeuge 100 sind mittels Drehgestellen
111 auf Schienen 130 angeordnet. Die Schienenfahrzeuge 100 können eine Längsrichtung
101, eine Querrichtung 102 und eine Vertikalrichtung 103 definieren und sich dabei
in einem bestimmungsgemäßen Zustand befinden. Dabei verlaufen die Schienen 130, ein
Boden 121 eines jeweiligen Schienenfahrzeugs 100 in einer horizontalen Ebene, die
von der Längsrichtung 101 und der Querrichtung 102 aufgespannt ist. Die Drehgestelle
111 tragen über einen Untergestellvorbau 1 einen Wagenkasten 120 eines Schienenfahrzeugs
100, wodurch ein Innenraum 106 und eine Fahrzeugumgebung 104 definiert werden. Die
Längsrichtung 101 kann entlang einer Längserstreckung des Schienenfahrzeuges 100 verlaufen.
[0088] Ein jedes Schienenfahrzeug 100 weist an jedem Fahrzeugende einen Untergestellvorbau
1 auf, der jeweils eine Schnittstelle des Wagenkastens 120 zur Kupplungsvorrichtung
110, zu einem jeweiligen Drehgestell 111, und zu einer jeweiligen Sekundärfeder 112
ausbildet.
[0089] Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 zeigen den Wagenkasten 120 eines Schienenfahrzeuges 100
in einer perspektivischen Ansicht von unten, wobei der Untergestellvorbau 1 bereits
an den Wagenkasten 120 montiert ist. In Fig. 5 sind die einzelnen Komponenten einer
Ausführungsform eines Untergestellvorbaus 1 dargestellt. Fig. 5 verdeutlicht den Aufbau
des Untergestellvorbaus. Fig. 6 zeigt einen Boden 121 des Schienenfahrzeugs 100. In
Fig. 7 ist eine beispielhafte Schnittstelle zum Drehgestell in einer perspektivischen
Ansicht gezeigt. Figs 8 und 9 zeigen Ausführungsformen von Anbindungsvorrichtungen
160. Die beispielhaft gezeigten Anbindungsvorrichtungen 160 weisen Spannhülsen 150,
150a auf. In der folgenden Beschreibung wird der Aufbau und die Funktionsweise des
Untergestellvorbaus 1 durch Bezugnahme auf die genannten Figuren beschrieben.
[0090] Wie in Fig. 5 besonders deutlich erkennbar, setzt sich der Untergestellvorbau 1 mindestens
aus einem Obergurt 10, einem Tragwerk 30 und einem Untergurt 20 zusammen. Das in der
Figur gezeigte Tragwerk 30 setzt sich dabei aus einem T-Querabschnitt 31 und einem
T-Längsabschnitt 32 zusammen. Das Tragwerk 30 kann zwischen dem Obergurt 10 und dem
Untergurt 20 angeordnet sein. Gemäß einer Ausführungsform ist der Obergurt 10 oberhalb
des Tragwerkes 30 angeordnet. Der Untergurt 20 kann unterhalb des Tragwerkes 30 angeordnet
ist. Der Untergurt 20, das Tragwerk 30 und der Obergurt 10 können als (in der Vertikalrichtung
103) übereinanderliegende Schichten ausgebildet und angeordnet sein. Der Untergestellvorbau
1 kann mit dem Untergurt 20 am Schienenfahrzeug 100 angeordnet sein.
[0091] Der Untergurt 20 kann eine Mittelachse aufweisen, die sich entlang der Längsrichtung
101 erstrecken kann. Der Untergurt 20 kann bezüglich der Mittelachse symmetrisch ausgebildet
sein. Der Obergurt 10 kann eine Mittelachse aufweisen, die sich entlang der Längsrichtung
101 erstrecken kann. Der Obergurt 10 kann bezüglich der Mittelachse symmetrisch ausgebildet
sein. Das Tragwerk 30 kann eine Mittelachse aufweisen, die sich entlang der Längsrichtung
101 erstrecken kann. Das Tragwerk 30 kann bezüglich der Mittelachse symmetrisch ausgebildet
sein.
[0092] Gemäß einer Ausführungsform sind der Obergurt 10, der Untergurt 20 und das Tragwerk
30 so konfiguriert und/oder mit und/oder als Konsolen ausgebildet, dass eine Wagenkasten-Längsschnittstelle,
eine Wagenkasten-Querschnittstelle, eine Drehzapfenschnittstelle, eine Sekundärfederschnittstelle,
eine Dämpferschnittstelle, und/oder eine Kupplungsschnittstelle ausgebildet wird.
Insbesondere kann weiterhin eine Versorgungsschnittstelle, eine Bodenschnittstelle,
und/oder eine Erdungsschnittstelle vorgesehen sein. Die Versorgungsschnittstelle,
die Bodenschnittstelle, und/oder die Erdungsschnittstelle kann durch das Untergestellvorbau
1 ausgebildet sein.
[0093] Die Wagenkasten-Längsschnittstelle wird mindestens durch den Obergurt 10 und den
Untergurt 20 gebildet, wobei entsprechende Flächen des Obergurts 10 und des Untergurt
20 dazu ausgebildet sind, einen Reibschluss mit einem Außenlangträger 122 des Wagenkastens
120 einzugehen (Fig. 4). Insbesondere sind diese Flächen in Querrichtung 102 beidseitig
und symmetrisch vorgesehen. Insbesondere sind diese Flächen bezüglich der Mittelachse
achsensymmetrisch ausgebildet.
[0094] Weiterhin wird diese beispielhafte Wagenkasten-Längsschnittstelle teilweise durch
mindestens eine vorgesehene Ausnehmung 21 in dem Untergurt 20 und eine damit in Vertikalrichtung
103 fluchtende und korrespondierende Ausnehmung 11 in dem Obergurt 10 gebildet. Insbesondere
ist je eine Ausnehmung 11 des Obergurtes 10 und eine Ausnehmung 21 des Untergurtes
20 beidseitig und in Querrichtung 102 symmetrisch in dem Obergurt 10 bzw. in dem Untergurt
20 vorgesehen. Die beiden Ausnehmungen 21 des Untergurtes 20 können bezüglich der
Mittelachse des Untergurtes 20 achsensymmetrisch angeordnet sein. Die beiden Ausnehmungen
21 des Untergurtes 20 können einander gegenüberliegen. Die beiden Ausnehmungen 11
des Obergurtes 10 können bezüglich der Mittelachse des Obergurtes 10 achsensymmetrisch
angeordnet sein. Die beiden Ausnehmungen 11 des Obergurtes 10 können einander gegenüberliegen.
Die Ausnehmung 11 des Obergurtes 10 und die Ausnehmung 21 des Untergurtes 20 korrespondieren
in Längsrichtung 101 mit einer Anhebeplatte 123 des Außenlangträgers 122 derart, dass
die Anhebeplatte 123 in die Ausnehmung 11 und Ausnehmung 21 eingreifen kann. Dadurch
kann in Längsrichtung 101 mindestens einseitig, bevorzugt beidseitig ein Anschlag
zwischen der Ausnehmung 11, der Ausnehmung 21 und der Anhebeplatte 123 gebildet werden,
sodass zwischen dem Obergurt 10, dem Untergurt 20 und der Anhebeplatte 123 ein in
Längsrichtung 101 wirkender, insbesondere in Längsrichtung 101 beidseitig wirkender,
Formschluss ausgebildet werden kann. Der Außenlangträger 123 kann dabei ein strukturtragendes
Element sein, welches Kräfte über die Länge (Erstreckung in Längsrichtung 101) des
Wagenkastens 120 weiterleiten kann. Somit kann er beide Untergestellvorbauten 1 des
Schienenfahrzeugs 100 zur Kraftübertragung miteinander verbinden.
[0095] Ein Beispiel einer Wagenkasten-Querschnittstelle ist besonders deutlich in Fig. 3
zu erkennen. In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform wird ein Endquerträger
124 des Wagenkastens 120 mit einem Stirnbereich des Untergestellvorbaus 1 verbunden.
Der Endquerträger 124 des Wagenkastens 120 kann ein strukturtragendes Element sein,
welches Kräfte über die Breite (Erstreckung in Querrichtung 102) des Wagenkastens
120 weiterleiten kann. Somit kann er eine Versteifung des Wagenkastens 120 in Querrichtung
102 bewirken.
[0096] Ein Beispiel einer Schnittstelle ist eine Drehzapfenschnittstelle (Fig. 7). Die Drehzapfenschnittstelle
dient dazu einen Drehzapfen zum Befestigen und Abstützen des Drehgestells 111 aufzunehmen.
Dazu kann die Drehzapfenschnittstelle mit mindestens einer Drehzapfenkonsole 50 versehen
sein. Die Drehzapfenkonsole 50 kann als separates Bauteil, insbesondere aus einem
metallischen Werkstoff gefertigt sein. Alternativ kann die Drehzapfenkonsole integral
mit dem Untergurt 20 ausgebildet sein (nicht gezeigt). Mithilfe von in den Obergurt
10, in das Tragwerk 30 und/oder in den Untergurt 20 eingeklebten Spannhülsen und oder
Befestigungsaufnahmen kann die Drehzapfenkonsole 50 und/oder der Drehzapfen mit dem
Untergestellvorbau 1 verbunden werden, insbesondere mindestens reibschlüssig. Dadurch
können Lasten zwischen dem Drehzapfen und dem Untergestellvorbau 1 teilweise über
die Drehzapfenkonsole 50 und/oder direkt in den Obergurt 10, das Tragwerk 30 und/oder
in den Untergurt 20 eingetragen werden.
[0097] Beispielhafte Anbindungsvorrichtungen 160 sind in den Figure 8 und 9 gezeigt. Die
Anbindungsvorrichtungen 160 können Spannhülsen 150, 150a aufweisen. Der Untergestellvorbau
1 kann eine Spannhülse 150, 150a aufweisen. Insbesondere ist eine Vielzahl an Anbindungsvorrichtungen
160 vorgesehen. Eine Vielzahl von Spannhülsen 150, 150a kann vorgesehen sein. Eine
Spannhülse 150, 150a kann sich zwischen dem Obergurt 10 und dem Untergurt 20 erstrecken.
Eine Spannhülse 150 kann den Obergurt 10 durchdringen, insbesondere in der Vertikalrichtung
103. Eine Spannhülse 150, 150a kann den Untergurt 20 durchdringen, insbesondere in
der Vertikalrichtung 103. Eine Anbindungsvorrichtung 160 kann den Obergurt 10 und
den Untergurt 20 miteinander verbinden (Fig. 8, Fig. 9). Der Obergurt 10 und der Untergurt
20 können einen zwischen ihnen liegenden Zwischenraum 200 begrenzen. Die Spannhülse
150 kann den Zwischenraum 200 durchspannen. Die Spannhülse 150 kann den Zwischenraum
200 durchdringen. In einer Ausführungsform ragt die Spannhülse 150a in den Zwischenraum
200 hinein. Die Spannhülse 150a kann einen Einsatz ausbilden. In dem Zwischenraum
200 kann das Tragwerk 30 angeordnet sein. Die Anbindungsvorrichtung 160 kann das Tragwerk
30 durchspannen. Die Anbindungsvorrichtung 160 kann das Tragwerk 30 durchdringen.
Die Spannhülse 150 kann das Tragwerk 30 durchspannen. Die Spannhülse 150 kann das
Tragwerk 30 durchdringen.
[0098] Die Spannhülse 150, 150a kann eine zylindrische Form haben. Die Spannhülse 150, 150a
kann sich entlang einer Längserstreckung der Spannhülse 150, 150a erstrecken. Die
Spannhülse 150, 150a kann derart angeordnet sein, dass ihre Längserstreckung in Richtung
der Vertikalrichtung 103 verläuft.
[0099] Der Untergestellvorbau 1 kann eine Anbindungsvorrichtung 160 aufweisen. Diese kann
als Schweißbaugruppe 160 ausgestaltet sein. Der Untergestellvorbau 1 kann eine Vielzahl
an Anbindungsvorrichtungen 160 aufweisen. Die Anbindungsvorrichtung 160 kann eine
Spannhülse 150, 150a aufweisen. Die Anbindungsvorrichtung 160 kann eine Platte 161,
162 aufweisen. In der dargestellten Ausführungsform weist die Anbindungsvorrichtung
160 eine obere Platte 161 auf, die an dem Obergurt 10 angeordnet ist. Insbesondere
ist die obere Platte 161 an einem Bereich des Obergurtes 10 angeordnet, der dem Untergurt
20 zugewandt ist. Insbesondere ist die obere Platte 161 an einem Bereich des Obergurtes
10 angeordnet, der dem Tragwerk 30 zugewandt ist. In der dargestellten Ausführungsform
weist die Anbindungsvorrichtung 160 eine untere Platte 162 auf, die an dem Untergurt
20 angeordnet ist. Insbesondere ist die untere Platte 162 an einem Bereich des Untergurtes
20 angeordnet, der dem Obergurt 20 zugewandt ist. Insbesondere ist die untere Platte
162 an einem Bereich des Untergurtes 20 angeordnet, der dem Tragwerk 30 zugewandt
ist. Die obere Platte 161 und die untere Platte 162 können einander gegenüberliegen.
Die Spannhülse 150 kann die obere Platte161 und die untere Platte 162 miteinander
verbinden. Die Spannhülse 150 kann die obere Platte161 durchdringen. Die Spannhülse
150 kann die untere Platte 162 durchdringen. Die Spannhülse 150 kann entlang der Vertikalrichtung
103 den Untergurt 20, die untere Platte 162, die obere Platte 161 und den Obergurt
10 durchdringen. Die Spannhülse 150 kann entlang der Vertikalrichtung 103 den Untergurt
20, die untere Platte 162, das Tragwerk 30, die obere Platte 161 und den Obergurt
10 durchdringen. Die Anbindungsvorrichtung160 kann in den Untergestellvorbau 1 geklebt
sein.
[0100] In dem in Fig. 9 gezeigten Beispiel ist eine untere Platte 162 gezeigt, die von zwei
Spannhülsen 150 durchdrungen wird. Das Beispiel zeigt eine obere Platte 161, die von
zwei Spannhülsen 150 durchdrungen wird.
[0101] Das Tragwerk 30 kann im Zwischenraum 200 angeordnet sein. Der Untergurt 20 und der
Obergurt 10 können den Zwischenraum 200 begrenzen.
[0102] Der Obergurt 10 kann eine obere Oberfläche aufweisen. Der Untergurt 20 kann eine
untere Oberfläche aufweisen. Die obere Oberfläche (Obergurt 10) kann von der unteren
Oberfläche (Untergurt 20) abgewandt angeordnet sein. Die Anbindungsvorrichtung 160
kann die obere Oberfläche und die untere Oberfläche miteinander verbinden.
[0103] Eine Spannhülse 150 kann an dem Obergurt 10, an dem Untergurt 20 und an dem Tragwerk
30 angeordnet sein. Die Spannhülse 150 kann das Tragwerk 30 durchspannen. Die Spannhülse
150 kann formschlüssig eingebunden sein. Die Spannhülse kann stoffschlüssig eingebunden
sein.
[0104] Die Sekundärfederschnittstelle dient zur Aufnahme für eine Sekundärfeder 112 des
Drehgestells 111. Dabei kann die Sekundärfederschnittstelle teilweise durch eine Sekundärfederkonsole
52 gebildet sein. Beispielsweise kann die Sekundärfederkonsole 52 als separates Bauteil,
insbesondere aus einem metallischen Werkstoff gefertigt, oder integral mit dem Untergurt
20, mit dem Tragwerk 30 und/oder mit dem Obergurt 10 ausgebildet sein.
[0105] Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel -jedoch nicht beschränkt darauf- ist die
Sekundärfederkonsole 52 als Schweißbaugruppe zur Aufnahme von Führungszapfen und Luftzufuhr
für die Sekundärfeder 112 ausgestaltet, wobei insbesondere die Schweißbaugruppe in
den Obergurt 10, den Untergurt 20, und/oder in das Tragwerk 30 eingeklebt ist. Beispielsweise
kann, wie in Fig. 5 gezeigt, die Sekundärfederkonsole 51 mit einer Luftdruckverbindung
54 derart funktional ausgebildet und verbunden sein, sodass die gegebenenfalls als
Luftfeder ausgebildete Sekundärfeder 112 an eine entsprechende Luftversorgung angeschlossen
werden kann. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Untergestellvorbau
1 mit zwei in Querrichtung 102 symmetrisch angeordneten Sekundärfederkonsolen 51 ausgestattet,
um rechte und linke Sekundärfedern 112 des Schienenfahrzeugs 100 abzustützen und/oder
aufzunehmen.
[0106] Die Dämpferschnittstelle dient zur Aufnahme eines Dämpfers des Drehgestells 111.
Insbesondere ist der Dämpfer ein Sekundärdämpfer zwischen Drehgestell 111 und Untergestellvorbau
1. Die Dämpferschnittstelle wird dabei teilweise von einer Dämpferkonsole 52 gebildet,
die einstückig mit dem Untergurt 20, mit dem Obergurt 10 und/oder mit dem Tragwerk
30 ausgebildet sein kann, oder wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, insbesondere
fest aber lösbar, mit dem Obergurt 10, dem Untergurt 20 und/oder mit dem Tragwerk
30 verbunden ist. Dabei ist die Dämpferkonsole 52 als separates, Platten-ähnliches
Bauteil ausgeführt. Diese Dämpferkonsole 52 wird mithilfe von Spannhülsen und/oder
weiteren Befestigungsmitteln mit dem Obergurt 10, mit dem Tragwerk 30 und/oder mit
dem Untergurt 20 fest aber lösbar verbunden.
[0107] Gemäß dem vorliegenden Beispiel ist der Untergestellvorbau 1 mit zwei in Querrichtung
symmetrisch angeordneten Dämpferkonsolen 52 ausgestattet ist, um rechte und linke
Dämpfer des Schienenfahrzeugs 100 abzustützen und/oder aufzunehmen. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist der Untergestellvorbau 1 mit zwei in Querrichtung 102 symmetrisch
angeordneten Dämpferkonsolen 52 ausgestattet, um rechte und linke Dämpfer des Schienenfahrzeugs
100 abstützen und/oder aufnehmen zu können.
[0108] Die Kupplungsschnittstelle dient dazu, eine lasttragende Verbindung zwischen einer
Kupplungsvorrichtung 110 des Schienenfahrzeugs 100 und Untergestellvorbau 1 herstellen
zu können. Die Kupplungsschnittstelle ist dabei so gestaltet, dass diese eine Kupplungskonsole
53 ausbildet, woran die Kupplungsvorrichtung 110 montiert werden kann. Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel wird die Kupplungsschnittstelle zumindest teilweise von der Kupplungskonsole
53 gebildet, wobei die Kupplungskonsole 53, insbesondere fest aber lösbar, mit dem
Obergurt 10, dem Untergurt 20 und/oder mit dem Tragwerk 30 verbunden ist. Insbesondere
ist die Kupplungskonsole 53 als separates, Platten-ähnliches Bauteil ausgeführt. Die
Kupplungskonsole 53 ist mit Befestigungsmitteln, zum Beispiel Spannhülsen mit dem
Obergurt 10, mit dem Tragwerk 30 und/oder mit dem Untergurt 20 verbunden.
[0109] In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind an einem Fahrzeugende-seitigen Ende
des Untergestellvorbaus 1 in Querrichtung 102 beidseitig symmetrisch zusätzliche Tragelemente
40 vorgesehen. Diese sind gemäß einer Ausführungsform zwischen dem Obergurt 10 und
dem Untergurt 20 angeordnet. Gemäß einer anderen Ausführungsform können die Tragelemente
von 40 von unten an den Untergurt 20 angebracht sein, beispielsweise durch eine stoffschlüssige
Verbindung.
[0110] Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Versorgungsschnittstelle durch mindestens
eines der Tragelemente 40 realisiert. Dazu weist das Tragelement 40 mindestens einen
Durchgang 41 auf. Mithilfe des Durchgangs 41 wird eine Verbindung von dem Innenraum
105 des Schienenfahrzeugs 100 zu Bereichen des Untergestellvorbaus 1 geschaffen.
[0111] Fig. 6 zeigt eine Bodenschnittstelle des Untergestellvorbaus 1. Dabei wird der Boden
121 des Schienenfahrzeugs 100 im Bereich des Wagenkastens 120 und im Bereich des Untergestellvorbaus
1 erkennbar. Der Boden 121 wird gemeinsam durch den Wagenkasten 120 und durch den
Obergurt 10 des Untergestellvorbaus 1 gebildet. Dafür sind beispielsweise C-Schienen
22 auf eine Oberfläche des Obergurts 10 aufgeklebt. Die C-Schienen 22 dienen dazu,
Komponenten der Inneneinrichtung des Schienenfahrzeugs 100 mit dem Boden 121 im Bereich
des Untergestellvorbaus 1 zu verbinden. Auf diese Weise fungiert der Obergurt 10 als
Bodenschnittstelle, insbesondere gleichzeitig als Boden 121 des Schienenfahrzeugs
100.
[0112] Wenngleich hierin spezifische Ausführungsformen eines Untergestellvorbaus für ein
Schienenfahrzeug dargestellt und beschrieben worden sind, so liegt es im Rahmen der
vorliegenden Erfindung, entsprechende Zwischenlösungen darzustellen, und/oder die
gezeigten Ausführungsformen geeignet zu modifizieren und zu kombinieren, ohne vom
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, wobei beispielsweise eine Ausführung
mit nur einer zentralen Sekundärfederschnittstelle denkbar ist, jedoch mehrere Dämpferschnittstellen
vorgesehen sein können.
Bezugszeichen
[0113]
- 1
- Untergestellvorbau
- 10
- Obergurt
- 11
- Ausnehmung
- 20
- Untergurt
- 21
- Ausnehmung
- 22
- C-Schiene
- 30
- Tragwerk
- 31
- T-Querabschnitt
- 32
- T-Längsabschnitt
- 40
- Tragelement
- 41
- Durchgang
- 50
- Drehzapfenkonsole
- 51
- Sekundärfederkonsole
- 52
- Dämpferkonsole
- 53
- Kupplungskonsole
- 54
- Luftdruckverbindung
- 100
- Schienenfahrzeug
- 101
- Längsrichtung
- 102
- Querrichtung
- 103
- Vertikalrichtung
- 104
- Fahrzeugumgebung
- 105
- Innenraum
- 106
- Boden
- 110
- Kupplungsvorrichtung
- 111
- Drehgestell
- 112
- Sekundärfeder
- 120
- Wagenkasten
- 121
- Boden
- 122
- Außenlangträger
- 123
- Anhebeplatte
- 124
- Endquerträger
- 125
- Seitenwände
- 126
- Türöffnung
- 130
- Schiene
- 150
- Spannhülse
- 150a
- Spannhülse
- 160
- Anbindungsvorrichtung
- 161
- obere Platte
- 162
- untere Platt
- 200
- Zwischenraum
1. Untergestellvorbau (1) für ein Schienenfahrzeug (100) mit einem Wagenkasten (120),
einem Drehgestell (111) und einer Kupplungsvorrichtung (110),
wobei der Untergestellvorbau (1) einen Obergurt (10), einen Untergurt (20) und ein
Tragwerk (30) aufweist,
wobei das Tragwerk (30) zwischen dem Obergurt (10) und dem Untergurt (20) angeordnet
ist und mit dem Obergurt (10) und/oder dem Untergurt (20) verbunden ist,
wobei der Obergurt (10) einen nichtmetallischen Werkstoff aufweist oder aus einem
nichtmetallischen Werkstoff besteht, und/oder wobei der Untergurt (20) einen nichtmetallischen
Werkstoff aufweist oder aus einem nichtmetallischen Werkstoff besteht, und/oder wobei
das Tragwerk (30) einen nichtmetallischen Werkstoff aufweist oder aus einem nichtmetallischen
Werkstoff besteht,
wobei der Untergestellvorbau (1) derart ausgebildet ist, dass dieser mit dem Wagenkasten
(110) des Schienenfahrzeugs (100) verbunden oder verbindbar ist, und
wobei der Untergestellvorbau (1) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass der Untergestellvorbau
(1) eine Hauptschnittstelle zwischen dem Wagenkasten (120) und dem Drehgestell (115)
und/oder zwischen dem Wagenkasten (120) und der Kupplungsvorrichtung (110) ausbildet.
2. Untergestellvorbau (1) nach Anspruch 1, wobei der Obergurt (10), der Untergurt (20)
und/oder das Tragwerk (30) derart angeordnet und ausgebildet ist/ sind, dass die Hauptschnittstelle
- eine Wagenkasten-Längsschnittstelle ist, wobei die Wagenkasten-Längsschnittstelle
zwischen dem Untergestellvorbau (1) und einem Außenlangträger (122) des Wagenkastens
(110) ausgebildet ist,
- eine Wagenkasten-Querschnittstelle ist, wobei die Wagenkasten-Querschnittstelle
zwischen dem Untergestellvorbau (1) und einem Endquerträger (124) des Wagenkastens
(120) ausgebildet ist,
- eine Drehzapfenschnittstelle ist, wobei die Drehzapfenschnittstelle mit einer Drehzapfenkonsole
zur Aufnahme eines Drehzapfens (50) für das Drehgestell (111) ausgebildet ist,
- eine Sekundärfederschnittstelle ist, wobei die Sekundärfederschnittstelle mit einer
Sekundärfederkonsole (51) zur Aufnahme eine Sekundärfeder (112) für das Drehgestell
(111) ausgebildet ist,
- eine Dämpferschnittstelle ist, wobei die Dämpferschnittstelle mit einer Dämpferkonsole
(115) zur Aufnahme mindestens eines Dämpfers für das Drehgestell (111) ausgebildet
ist,
- eine Kupplungsschnittstelle ist, wobei die Kupplungsschnittstelle mit einer Kupplungskonsole
(53) zur Aufnahme der Kupplungsvorrichtung (110) ausgebildet ist,
- eine Versorgungsschnittstelle ist, wobei die Versorgungsschnittstelle für mindestens
eine Versorgungseinrichtung des Schienenfahrzeugs (100) ausgebildet ist,
- eine Bodenschnittstelle ist, wobei die Bodenschnittstelle für einen Boden (106)
des Schienenfahrzeugs (100) ausgebildet ist, und/oder
- eine Erdungsschnittstelle ist, wobei die Erdungsschnittstelle für eine Erdungseinrichtung
des Schienenfahrzeugs (100) ausgebildet ist.
3. Untergestellvorbau (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, aufweisend eine Anbindungsvorrichtung
(160), insbesondere wobei die Anbindungsvorrichtung (160) in den Untergestellvorbau
(1) eingeklebt ist, wobei die Anbindungsvorrichtung (160) zum zumindest teilweisen
Ausbilden, Anordnen und/oder Befestigen der Hauptschnittstelle ausgebildet ist, insbesondere
wobei die Anbindungsvorrichtung (160) zum zumindest teilweisen Ausbilden, Anordnen
und/oder Befestigen der Wagenkasten-Längsschnittstelle, der Wagenkasten-Querschnittstelle,
der Drehzapfenschnittstelle, der Sekundärfederschnittstelle, der Dämpferschnittstelle,
der Kupplungsschnittstelle, der Bodenschnittstelle und/oder der Erdungsschnittstelle
ausgebildet ist, und/oder wobei die Anbindungsvorrichtung (160) einen metallischen
Werkstoff aufweist oder aus einem metallischen Werkstoff ausgebildet ist.
4. Untergestellvorbau (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend mindestens ein
Tragelement (40), insbesondere wobei das Tragelement (40) zwischen dem Obergurt (10)
und dem Untergurt (20) oder unter dem Untergurt (20) angeordnet ist, insbesondere
wobei das Tragelement (40) in einem Bereich der Wagenkasten-Querschnittstelle zumindest
teilweise, insbesondere vollständig, angeordnet ist, und/oder wobei zwei Tragelemente
(40) vorgesehen sind, wobei die zwei Tragelemente (40) längssymmetrisch angeordnet
sind.
5. Untergestellvorbau (1) nach Anspruch 4, wobei das Tragelement (40) oder die zwei Tragelemente
(40) zumindest teilweise die Versorgungschnittstelle bilden, und/oder wobei das Tragelement
(40) einen nichtmetallischen Werkstoff aufweist oder aus einem nichtmetallischen Werkstoff
besteht und/oder wobei die zwei Tragelemente (40) einen nichtmetallischen Werkstoff
aufweisen oder aus einem nichtmetallischen Werkstoff bestehen.
6. Untergestellvorbau (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der nichtmetallische
Werkstoff ein Faserverbundwerkstoff ist, insbesondere ein Kohlefaserverbundwerkstoff
und/oder ein Glasfaserverbundwerkstoff ist, insbesondere ein Faserverbundkunststoff
ist, insbesondere ein carbonfaserverstärkter Kunststoff oder ein glasfaserverstärkter
Kunststoff ist, insbesondere ein carbonfaserverstärkter Kunststoff ist.
7. Untergestellvorbau (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei der Obergurt (10) mindestens
eine Ausnehmung (11) aufweist und/oder der Untergurt (20) mindestens eine Ausnehmung
( 21) aufweist, wobei die Ausnehmung (11) des Obergurtes (10) und/oder die Ausnehmung
(21) des Untergurtes (20) derart ausgebildet ist/sind, dass die Ausnehmung (11) des
Obergurtes (10) und/oder die Ausnehmung (21) des Untergurtes (20)zumindest teilweise
die Wagenkasten-Längsschnittstelle bildet/en und dazu einen in einer Längsrichtung
(101) des Untergestellvorbaus (1) und/oder des Schienenfahrzeugs (100) wirkenden Formschluss
mit einem Element des Außenlangträgers (122) ausbildet/en.
8. Untergestellvorbau (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei der Obergurt (10) längssymmetrisch
beidseitig mindestens eine Ausnehmung (11) aufweist und der Untergurt (20) längssymmetrisch
beidseitig mindestens eine Ausnehmung (21) aufweist, wobei jeweils die Ausnehmung
(11) des Obergurts (10) und die entsprechende Ausnehmung (21) des Untergurts (20)
in Vertikalrichtung (103) fluchtend angeordnet sind, sodass die Ausnehmung (11) des
Obergurtes (10) und die Ausnehmung (21) des Untergurtes (20) gemeinsam zumindest teilweise
die Wagenkasten-Längsschnittstelle bilden und dazu einen in einer Längsrichtung (101)
des Untergestellvorbaus (1) und/oder des Schienenfahrzeugs (100) wirkenden Formschluss
mit einem Element des Außenlangträgers (122) ausbilden können.
9. Untergestellvorbau (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei das Tragwerk
(30) eine T-Form-ähnliche Struktur und/oder Profile mit einer Omega-Querschnittsform
aufweist.
10. Untergestellvorbau (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei die Anbindungsvorrichtung
(160) einen ersten Bereich, einen zweiten Bereich und einen dritten Bereich aufweist,
wobei der zweite Bereich den ersten Bereich und den dritten Bereich miteinander verbindet,
wobei der erste Bereich den Obergurt (10) durchdringt, wobei der dritte Bereich den
Untergurt (20) durchdringt und wobei der zweite Bereich zwischen dem Obergurt (10)
und dem Untergurt (20) angeordnet ist, insbesondere im Tragwerk (30) angeordnet ist,
insbesondere wobei die Anbindungsvorrichtung (160) dazu ausgebildet und angeordnet
ist, einen Kraftnebenschluss herzustellen.
11. Untergestellvorbau (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Obergurt
(10) und/oder der Untergurt (20) zumindest teilweise in Sandwichbauweise ausgeführt
sind.
12. Untergestellvorbau (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Obergurt
(10) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass der Obergurt (10) eine Funktionalität
eines Innenfußbodens des Schienenfahrzeugs (100) zumindest teilweise integrieren kann.
13. Untergestellvorbau (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei ein Zwischenraum
zwischen dem Obergurt (10) und dem Untergurt (20) ausgebildet ist, wobei der Zwischenraum
zumindest teilweise mit einem Schaummaterial gefüllt ist.
14. Untergestellvorbau (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei eine Überwachungseinrichtung
zum Überwachen der strukturellen Funktionalität des Untergestellvorbaus (1) vorgesehen
ist und/oder wobei der Untergestellvorbau (1) als vorgefertigte Baugruppe ausgebildet
ist, die komplett vorausgerüstet und elektrisch vorgetestet an den Wagenkasten (120)
montierbar ist.
15. Schienenfahrzeug (100) aufweisend einen Wagenkasten (120) und einen damit fest aber
lösbar verbundenen Untergestellvorbau (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche.