Langträger für einen Schienenfahrzeugwagenkasten.

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Langträger für einen

Schienenfahrzeugwagenkasten .

Stand der Technik

Schienenfahrzeuge, insbesondere Passagierfahrzeuge werden heute häufig als selbsttragende Metallkonstruktionen in sogenannter Integralbauweise hergestellt, bei welcher ein Wagenkasten aus einzelnen Großkomponenten wie Untergestell, Wände, Dach und Stirnwände aus Leichtmetall-

Strangpreßprofilen zusammengesetzt ist. Dabei kommen sowohl waagrecht als auch senkrecht orientierte Profile zum Einsatz, welche untereinander typischerweise verschweißt sind. Diese Profile sind unter Berücksichtigung der lokal erforderlichen Festigkeit ausgelegt und umfassen meist eine oder mehrere geschlossene Profilkammern. Dabei sind an den

Übergangsstellen zwischen dem Untergestell und den

Seitenwänden und zwischen dem Dach und den Seitenwänden meist Längsträger angeordnet, welche ebenfalls als Leichtmetall- Strangpreßprofile ausgebildet sind und so bemessen sind, dass die Kraftübermittlung zwischen den genannten Großkomponenten optimal erfolgen kann. Jedoch weisen

Passagierschienenfahrzeuge, insbesondere Fahrzeuge für den Nahverkehr z.B. U-Bahnen mehrere Türöffnungen je

Fahrzeugseite auf, was eine deutliche Schwächung der

Festigkeit des Wagenkastens bewirkt. Zur Kompensation dieses Festigkeitsverlustes und zur Verhinderung von

Spannungskonzentrationen an den Ecken der Türöffnungen werden verschiedene konstruktive Maßnahmen getroffen. Beispielsweise können die Wandstärken der Leichtmetall-Strangpreßprofile erhöht werden oder es werden an den Türecken verstärkende Bauteile eingeschweißt. Beide Maßnahmen sind mit wesentlichen Nachteilen behaftet. Einerseits bewirkt eine Erhöhung der Wandstärken der Leichtmetall-Strangpreßprofile auch eine Vergrößerung der Fahrzeugmasse, andererseits wird so auch die Festigkeit an Stellen vergrößert, welche dies nicht bedürfen. Das Einschweißen von Verstärkungsbauteilen ist bei der

Fahrzeugfertigung ein zeitraubender und teurer

Fertigungsschritt und auch die Herstellung dieser Bauteile, typischerweise mittels Fräsen, aber auch als Gußteil ist aufwendig und teuer.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen

Langträger für einen Schienenfahrzeugwagenkasten anzugeben, welcher auf lokal erforderliche Festigkeiten hin ausgelegt werden kann und welcher dabei die geringstmögliche Masse aufweist und welcher ausschließlich mit Methoden der

Integralbauweise herstellbar ist.

Die Aufgabe wird durch einen Langträger für ein

Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche .

Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein Langträger für einen Schienenfahrzeugwagenkasten beschrieben, welcher entlang seiner Längsausdehnung in zwei Teilträger geteilt ist, wobei sich ein erster Teilträger über die gesamte

Längsausdehnung erstreckt, und wobei ein zweiter Teilträger in mindestens zwei Längsabschnitte unterteilt ist, welche jeweils unterschiedliche Festigkeit aufweisen.

Dadurch ist der Vorteil erzielbar, an bestimmten

Längspositionen des Langträgers eine bestimmte Festigkeit vorsehen zu können.

Erfindungsgemäß wird ein Langträger aus einzelnen

Metallprofilen aufgebaut, wobei ein erstes Profil (erster Teilträger) sich über die gesamte Längsausdehnung erstreckt. An diesem Profil und somit parallel zu dem ersten Profil sind mindestens zwei weitere Profile anzuordnen und fest mit dem ersten Profil zu verbinden. Solcherart ist ein

erfindungsgemäßer Langträger aus mindestens 3 Metallprofilen aufgebaut. Die beiden weiteren Profile, welche sich jeweils über einen Teil der Längsausdehnung des Langträgers

erstrecken, weisen jeweils unterschiedliche Festigkeit auf. Somit kann an bestimmten Positionen, beispielsweise an einer Verbindungsstelle zu einer Türsäule, eine höhere Festigkeit vorgesehen werden als zwischen diesen Positionen. Dies führt zu einer deutlichen Reduktion der Masse des gesamten

Langträgers, da ohne die der Erfindung zugrundeliegende

Maßnahme der gesamte Langträger mit erhöhter Festigkeit auszuführen wäre, so auch an Positionen an welchen dies nicht notwendig ist.

Es ist wesentlich, dass ein erfindungsgemäßer Langträger ausschließlich mit den bei einer Integralbauweise

gebräuchlichen Verfahren herstellbar ist. Eine

Integralbauweise sieht die Verbindung von Metallprofilen (Leichtmetall-Stranggußprofile) mittels Schweißens zu

Großkomponenten vor, welche ihrerseits mittels Schweißens zu einem Wagenkasten verbunden werden. Dabei sind auch

mechanische Bearbeitungen, typischerweise Fräsen von

Fensteröffnungen, Installationsöffnungen, etc. gebräuchlich. Weitere Verarbeitungsschritte, wie das Einschweißen von

Verstärkungen (Knotenbleche) oder das Einlegen und

Verschweißen von verstärkenden Bauteilen sind mit hohem

Arbeitsaufwand verbunden, was beim Einsatz gegenständlicher Erfindung jedoch entfallen kann.

Es ist wesentlich, einen sich über die gesamte

Längsausdehnung erstreckenden ersten Teilträger vorzusehen und weitere Teilträger an diesem ersten Teilträger

anzuordnen, da nur solcherart ein Verzug des gesamten

Langträgers verhindert werden kann. Würde ein Langträger ohne diese Querteilung nur aus einzelnen Längsabschnitten

zusammengestellt, so wäre der durch das Schweißen

hervorgerufene Verzug für die weitere Verarbeitung des

Langträgers zu groß .

Die Profile der einzelnen Abschnitte des zweiten Teilträgers weisen unterschiedliche Festigkeit auf. Es ist besonders vorteilhaft, dabei die Profile der einzelnen Abschnitte unabhängig von ihrer Festigkeit mit derselben Außenkontur auszustatten, sodass eine Aneinanderreihung besonders einfach ist .

Die jeweils unterschiedliche Festigkeit der einzelnen Profile des zweiten Teilträgers kann dabei auch bei gleicher

Außenkontur des Querschnitts der Profile auf unterschiedliche Weise hergestellt werden.

Einerseits können die Profile jeweils im Inneren einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen (geänderte

Wanddicken, zusätzliche Stege, veränderte Stege) oder es kann alternativ oder zusätzlich ein anderes Material eingesetzt werden. Bei letzerer Maßnahme ist auf die Schweißbarkeit mit den weiteren Profilen zu achten.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen beispielhaft:

Fig.l Langträger, Prinzipdarstellung.

Fig.2 Seitenwand, Prinzipdarstellung.

Fig.3 Langträger, Türsäulenanbindung

Fig.4 Erstes Profil, Querschnitt

Fig.5 Zweites Profil, Querschnitt.

Fig.6 Langträger.

Ausführung der Erfindung

Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch eine stark

abstrahierte Prinzipdarstellung eines Langträgers. Ein

Langträger 1 ist aus einem ersten Teilträger 2 und einem zweiten Teilträger 3 aufgebaut. Der erste Teilträger 2 ist beispielhaft als Metallprofil mit einem U-förmigen

Querschnitt aufgebaut, der zweite Teilträger 3 weist ebenso einen U-förmigen Querschnitt auf. Dabei ist der zweite

Teilträger 3 in zwei Längsabschnitte geteilt, wobei ein erster Abschnitt 4 und ein zweiter Abschnitt 5

aneinandergereiht sind. Die beiden Abschnitte 4, 5 und der erste Teilträger 2 sind zur Verbindbarkeit mittels Schweißen in der dargestellten Lage ausgebildet. In dieser

Prinzipdarstellung ist die unterschiedliche Festigkeit der Abschnitte 4, 5 nicht explizit dargestellt.

Fig . 2 zeigt beispielhaft und schematisch eine

Prinzipdarstellung einer Seitenwand mit zwei Langträgern. Es ist eine Ansicht auf eine Seitenwand eines

Passagierschienenfahrzeugs dargestellt, welche in

Integralbauweise aus einer Mehrzahl von Leichtmetall- Stranggußprofilen aufgebaut ist. Die Seitenwand ist aus mehreren Seitenwandprofilen 6 aufgebaut, welche zwischen einem oben, dachseitig angeordneten Langträger 1 und einem unten, untergestellseitig angeordneten Langträge 1 angeordnet sind. Mittig der Seitenwand ist ein Türdurchgang vorgesehen, welcher beidseitig von Türsäulen 7 begrenzt ist. Die

Langträger 1 umfassen jeweils einen sich über die gesamte Länge der Seitenwand erstreckenden ersten Teilträger 2 und einen mehrstückig aufgebauten zweiten Teilträger 3. Der zweite Teilträger 3 ist an jenen Positionen, an welchen die Türsäulen 7 angebunden sind, aus verstärkten zweiten

Abschnitten 5 aufgebaut, dazwischenliegend ist der zweite Teilträger 3 aus ersten, nicht verstärkten Abschnitten 4 aufgebaut .

Fig . 3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Langträger an der Position einer Türsäulenanbindung. Es ist ein Langträger 1 dargestellt, welcher aus einem ersten Teilträger 2 und einem zweiten Teilträger 3 aufgebaut ist. Der zweite

Teilträger 3 ist abschnittsweise in erste Abschnitte 4 und einen zweiten Abschnitt 5 geteilt, wobei diese Abschnitte 4,

5 jeweils zueinander und mit dem ersten Teilträger 2 mittles Schweißverbindung verbunden sind. Der zweite Abschnitt 5 ist gegenüber dem ersten Abschnitt 4 verstärkt ausgeführt und in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Anbindungsstelle zu einer Türsäule ausgeführt. Fig. 3 zeigt einen bearbeiteten Langträger, an welchem nach dem Zusammenfügen der Abschnitte 4, 5 und dem ersten Teilträger 2 bereits Fräsarbeiten

vorgenommen worden sind. So ist der zweite Abschnitt 5 zur Ausbildung einer Türecke bearbeitet und der rechte erste Abschnitt 4 innerhalb der Türöffnung ist ebenso bearbeitet.

Fig . 4 zeigt beispielhaft und schematisch den Querschnitt eines Leichtmetall-Strangpreßprofils , welches als erster Abschnitt 4 in dem Langträger 1 aus Fig.3 vorgesehen ist. Das Profil ist als mehrkammeriges geschlossenes Hohlprofil aufgebaut, bei welchem Kammern mit diagonal angeordneten Stegen versteift sind. Weiters ist eine C-Schiene ausgeformt, an welche mittels Nutensteine weitere Baugruppen befestigbar sind. Nach unten erstecken sich Ausformungen, welche zur Anbindung von Seitenpaneelen geeignet sind.

Fig . 5 zeigt beispielhaft und schematisch den Querschnitt eines Leichtmetall-Strangpreßprofils , welches als zweiter Abschnitt 5 in dem Langträger 1 aus Fig.3 vorgesehen ist. Dieses Profil weist dieselbe Außenkontur wie das in Fig.4 gezeigte Profil des ersten Abschnitts 4 auf, jedoch ist es gegenüber diesem verstärkt ausgeführt. Die Wandstärke an der Verbindungsstelle zu einer Türsäule ist wesentlich dicker ausgeführt, dafür sind die Ausformungen zur Anbindung von Seitenpaneelen entfallen, da diese an den Positionen einer Türsäule nicht erforderlich sind.

Fig . 6 zeigt beispielhaft und schematisch einen Langträger. Es ist ein längerer Abschnitt eines Langträgers 1 dargestellt, wie er oberhalb einer Türöffnung als sogenannter Dachlangträger an der Verbindungsstelle zwischen einer

Seitenwand und einem Dach zum Einsatz kommt. Es ist

erkenntlich, dass der erste Teilträger 2 ebenfalls als geschlossenes Leichtmetall-Strangpreßprofil mit mehreren Kammern ausgebildet ist. Der Querschnitt des ersten

Abschnitts 4 entspricht jenem in Fig.4 gezeigten. Die verstärkten zweiten Abschnitte 5 sind in gezeigtem

Ausführungsbeispiel nur an den Anbindungsstellen für

Türsäulen vorgesehen, jedoch wäre es auch möglich sie über den gesamten Türausschnitt zu erstrecken. Fig.6 zeigt den Langträger 1 in bereits erfolgten spanenden

Bearbeitungsschritten, die Verbindung der Komponenten erster Teilträger 2 und Abschnitten 4, 5 erfolgt vor dieser

Bearbeitung .

Liste der Bezeichnungen

1 Langträger

2 Erster Teilträger

3 Zweiter Teilträger

4 Erster Abschnitt

5 Zweiter Abschnitt

6 Seitenwandrofil

7 Türsäule