Langträger für Schienenfahrzeuge

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Langträger für

Schienenfahrzeuge .

Stand der Technik

Schienenfahrzeuge, insbesondere Passagierfahrzeuge werden heute meistens als selbsttragende Metallkonstruktionen hergestellt. Dabei wird ein Fahrzeugkasten aus einem

Untergestell, Seitenwänden, Stirnwänden und einem Dach aufgebaut. Die Enden des Untergestells werden verstärkt ausgeführt um den Kupplungsdruck- und Zugkräften

standzuhalten und um eine geeignete Krafteinleitung in die anderen Bauteile des Schienenfahrzeugs zu gewährleisten.

Das Untergestell wird häufig als Rahmenkonstruktion

ausgeführt und umfasst üblicherweise zwei außenliegende

Längsträger, mehrere diese Längsträger verbindende Querträger und ist an den Fahrzeugenden verstärkt. Diese Verstärkung erfolgt mittels sogenannter Endstücke am Fahrzeugende und Hauptquerträgern, welche auch die Lagerungen der Drehgestelle (bzw. Einzelachsen) umfassen.

Eine wirtschaftliche Herstellung von Schienenfahrzeugen bedingt einen hohen Automatisierungsgrad in der Fertigung. Insbesondere die Vielzahl an Schweißverbindungen sollten automatisiert gefertigt zu werden. So werden heute die

Untergestelle, Seitenwände und das Dach bereits auf

geeigneten Schweißmaschinen automatisiert hergestellt. Die Verbindung des Untergestells mit den Seitenwänden bzw. der Seitenwände mit dem Dach kann derzeit nur teilweise mittels automatischer Schweißung vorgenommen werden, da alle

bekannten Schweißmaschinen eine einfache Zugänglichkeit der Schweißnähte erfordern. Die Verbindungsschweißungen zwischen dem Untergestell und den Seitenwänden, bzw. zwischen den Seitenwänden und dem Dach sind im Inneren des Wagenkastens jedoch nur schwer zugänglich und müssen manuell hergestellt werden

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen

Langträger für Schienenfahrzeuge anzugeben, welcher die automatisierte Schweißung der Verbindungsstellen zwischen den Großkomponenten (Untergestell, Seitenwände, Dach) eines

Schienenfahrzeugs erlaubt. Die Aufgabe wird durch einen Langträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind

Gegenstand untergeordneter Ansprüche.

Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein Langträger für Schienenfahrzeuge aufgebaut, welcher in Längsrichtung im einen ersten und einen zweiten Teilträger geteilt ist, wobei jeweils ein Teilträger an einer diesem Teilträger

zugeordneten Großkomponente (Untergestell, Seitenwände, Dach) befestigt ist. Die beiden Teilträger sind in einer Weise ausgeführt, dass sie zu einem Langträger zusammengesetzt werden können und mittels Schweißverbindungen miteinander verbunden werden können, wobei die beiden Teilträger zusammen einen Langträger mit einem geschlossenen Profil ergeben. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, Großkomponenten von

Schienenfahrzeugen (insbesonde Untergestell und Seitenwände, bzw. Seitenwände und Dach) mittels geradlinigen und im

Wesentlichen ununterbrochenen Schweißnähten verbinden zu können, wobei diese Schweißnähte gut zugänglich sind. Dabei ist der Einsatz von Schweißmaschinen möglich, was die

Herstellung von Schienenfahrzeugen beschleunigt und

preisgünstiger macht. Weiters ist es vorteilhaft, dass ein solcherart aufgebauter Längsträger mit geschlossenem Profil wesentlich steifer und stabiler ist als die gebräuchlicher Weise eingesetzen

Langträger mit U-Profil bzw. Hutprofil. Gegebenenfalls kann ein erfindungsgemäßer Langträger dadurch aus Metall mit geringerer Wandstärke ausgeführt werden, wodurch sich

Gewichtsvorteile gegenüber gebräuchlichen Langträgern

ergeben .

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die verbesserte Krafteinleitung von Kräften zwischen den

verbundenen Großkomponenten. Insbesondere ist ein Versatz in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Querträgern und den

Seitenwandträgern, welcher sich aus den Toleranzen der

Fahrzeugfertigung ergibt, nicht mehr nachteilig, da durch die Ausformung der Schweißverbindung der Kraftfluss auch bei Längsversatz gewährleistet ist.

Wird ein erfindungsgemäßer Langträger neben der

Verbindungsstellen Untergestell - Seitenwand auch an den Verbindungsstellen Seitenwand - Dach eingesetzt, so entsteht durch diese Konstruktion ein überaus stabiler Ringspant

(gebildet aus Querträger, Seitenwandsäulen und Dachspriegel) , welcher dem Schienenfahrzeug eine besonders hohe Stabilität verleiht. Dabei ist vorgesehen, die sogenannten Obergurte der Querträger und die Obergurte der Seitenwandsäulen miteinander zu verschweißen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen beispielhaft:

Fig.l Prinzipskizze eines Langträgers für Schienenfahrzeuge. Fig.2 Langträger für Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand, Schnitt zwischen Querträgern.

Fig.3 Langträger für Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand, Schnitt bei Querträger.

Fig.4 Ausführungsbeispiel 1 eines Langträgers für

Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand.

Fig.5 Ausführungsbeispiel 2 eines Langträgers für

Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand .

Fig.6 Ausführungsbeispiel 3 eines Langträgers für

Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Seitenwand - Dach.

Fig.7 Ausführungsbeispiel 4 eines Langträgers für

Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Seitenwand - Dach.

Ausführung der Erfindung

Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch eine Prinzipskizze eines Langträgers für Schienenfahrzeuge. Es ist das stark abstrahierte Konstruktionsprinzip eines längsgeteilten

Langträgers in Form eines Schnittes quer zur Längsrichtung dargestellt. Der Langträger ist in Längsrichtung in einen ersten Teilträger 1 und in einen zweiten Teilträger 2

geteilt. Der erste Teilträger 1 ist mit einer ersten

Baugruppe A (beispielsweise eine Seitenwand) verbunden. Der zweite Teilträger 2 ist mit einer zweiten Baugruppe B

verbunden. Der erste Teilträger 1 umfasst Schweißflächen 8, welche zur Verbindung mit dem zweiten Teilträger 2

ausgebildet sind. Der zweite Teilträger 2 umfasst

Schweißflächen 9, welche zur Verbindung mit dem ersten

Teilträger 1 ausgebildet sind. Beim Fügevorgang, bei welchem die erste Baugruppe A mit der zweiten Baugruppe B

zusammengefügt wird, werden Schweißnähte zwischen den

Schweißflächen 8 des ersten Teilträgers 1 und den

Schweißflächen 9 des zweiten Teilträgers 2 angefertigt und die Teilträger 1 und 2 und somit auch die Baugruppen A und B verbunden. Diese Schweißnähte verlaufen in Längsrichtung des Langträgers (Bzw. des Schienenfahrzeugs) und können in praktischen Ausführungen des Längsträgers automatisch

angefertigt werden. Die Teilträger 1 und 2 bilden in

zusammengefügten Zustand ein geschlossenes Profil, wodurch eine hohe Steifigkeit des Langträgers erzielt wird.

Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch einen Langträger für Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand, Schnitt quer zur Längsrichtung, zwischen

Querträgern. Es ist ein erster Teilträger 1 dargestellt, welcher mit einer Seitenwandsäule 3 verbunden ist. Der erste Teilträger 1 bildet zusammen mit einer Mehrzahl an

Seitenwandsäulen 3 und der Beplankung sowie weiteren, hier nicht dargestellten Bauteilen eine Seitenwand eines

Schienenfahrzeugs. Ein zweiter Teilträger 2 ist mit einem Querträger 4 verbunden. Der zweite Teilträger 2 bildet zusammen mit einer Mehrzahl an Querträgern 4 und weiteren, hier nicht dargestellten Bauteilen ein Untergestell eines Schienenfahrzeugs. Beide Teilträger 1 und 2 bilden in

zusammengefügten Zustand ein geschlossenes Profil, welches mit einer äußeren Schweißnaht 6 und einer inneren Schweißnaht 7 verbunden wird. Beide Schweißnähte 6 und 7 weisen einen geradlinigen Verlauf auf und sind besonders gut zugänglich, sodass eine automatisierte Anfertigung der Schweißnähte 6 und 7 erfolgen kann. Die äußere Schweißnaht 6 kann über die gesamte Länge des Schienenfahrzeugs ununterbrochen ausgeführt werden .

Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Langträger für Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand, Schnitt bei Querträger. Es ist der Langträger aus Fig.2 dargestellt; der Schnitt durch den Träger liegt an der Stelle, an der dieser von einem Querträger 4 durchdrungen wird. Die innere Schweißnaht 7 ist an dieser

Durchdringungsstelle unterbrochen und es ist eine innere Schweißnaht 7' vorgesehen, welche den Querträger 4

unmittelbar mit dem ersten Teilträger 1 verbindet. Diese innere Schweißnaht 7 ^' bewirkt eine deutliche Verbesserung der Stabilität des Langträgers. Die innere Schweißnaht 7 ^' ist ebenso wie die innere Schweißnaht 7 geradlinig und gut zugänglich, wodurch eine automatische Herstellung dieser Schweißnähte 7, 7' erfolgen kann. Die Verschweißung der beiden Baugruppen Seitenwand und Untergestell erfolgt in diesen Ausführungsbeispiel an der Innenseite des

Schienenfahrzeugs abwechselnd mit den Schweißnähten 7 und 7 ^' . Die Schweißnaht 7 ^' bewirkt eine besonders vorteilhafte

Krafteinleitung zwischen einer Seitenwandsäule 3 und einem Querträger 4.

Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel 1 eines Langträgers für Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand. Es ist eine Schrägansicht von innen und oben auf die Verbindungsstelle zwischen einer Seitenwand (dargestellt sind Seitenwandsäule 3, erster Teilträger 1 und Beplankung 5) und einem Untergestell (dargestellt sind Querträger 4 und ein zweiter Teilträger 2) dargestellt. Der erste Teilträger 1 ist mit dem zweiten Teilträger 2 mittels der inneren Schweißnähte 7 verbunden. An den Durchdringungsstellen der Querträger 4 durch den zweiten Teilträger 2 ist der Querträger 4 mit der Seitenwandsäule 3 und dem ersten Teilträger 1 mittels der Schweißnaht 7' verbunden, wodurch sich eine außerordentlich hohe Steifigkeit dieser Konstruktion ergibt. Die Schweißnaht 7 'verbindet den Obergurt des Querträgers 12 mit dem Obergurt der Seitenwandsäule 13. Fig.5 zeigt ein Ausführungsbeispiel 2 eines Langträgers für

Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Untergestell -

Seitenwand. Es ist eine Schrägansicht von unten auf die in Fig.4 gezeigte Verbindungsstelle dargestellt. Fig.6 zeigt ein Ausführungsbeispiel 3 eines Langträgers für

Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Seitenwand - Dach. Es ist ein Schnitt quer zur Längsrichtung eines

Schienenfahrzeugs dargestellt. Eine Seitenwand (dargestellt sind Seitenwandsäule 3, Beplankung 5 und ein oberes

Abschlussblech 11) ist mit einem Dach (dargestellt ist ein Dachlangträger 10) verbunden. Eine äußere Schweißnaht 6 verbindet die Seitenwand mit dem Dach, wobei eine

Verschweißung des oberen Abschlussblechs 11 mit dem

Dachlangträger 10 erfolgt. Eine innere Schweißnaht 7

verbindet den Dachlangträger 10 mit der Seitenwand an der Innenseite des Schienenfahrzeugs. Die Schweißnähte 6 und 7 sind geradlinig und ununterbrochen, sodass eine automatische Schweißung besonders leicht erfolgen kann. Fig.7 zeigt ein Ausführungsbeispiel 4 eines Langträgers für Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Seitenwand - Dach. Es ist eine Schrägansicht auf die in Fig.6 gezeigte

Verbindungsstelle dargestellt.

Liste der Bezeichnungen

A Erste Baugruppe

B Zweite Baugruppe

1 Erster Teilträger

2 Zweiter Teilträger

3 Seitenwandsäule

4 Querträger

5 Beplankung

6 Äußere Schweißnaht

7 Innere Schweißnaht

7 ' Innere Schweißnaht bei Querträger

8 Schweißfläche am ersten Teilträger

9 Schweißfläche am zweiten Teilträger

10 Dachlangträger

11 Oberes Abschlussblech

12 Obergurt des Querträgers

13 Obergurt der Seitenwandsäule