DE1081489B

DE1081489B - Self-supporting car body for vehicles, in particular rail vehicles

Info

Publication number: DE1081489B
Application number: DEL23548A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wolfgang Meyer; Guenther Ahlborn
Original assignee: Linke Hofmann Busch GmbH
Current assignee: Alstom Transport Deutschland GmbH
Priority date: 1955-12-01
Filing date: 1955-12-01
Publication date: 1960-05-12

Description

Selbsttragender Wagenkasten für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen selbsttragenden Wagenkasten für Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, der aus vorgefertigten Teilschalen zusammengesetzt ist.Self-supporting car bodies for vehicles, in particular rail vehicles The invention relates to a self-supporting car body for vehicles, in particular Rail vehicle, which is composed of prefabricated partial shells.

Im Fahrzeugbau ist es bekannt, den Fahrzeugkörper aus Teilschalen zusammenzusetzen, wobei sich die Teilschalen auf die Baugruppen Untergestell, Seitenwand und Dach erstrecken, deren Ausbildung speziell auf ihre Funktion im gesamten Verband abgestimmt ist. Diese Baugruppen können darüber hinaus noch weiter unterteilt werden. Diese Konstruktionen haben den Nachteil, daß sie ausschließlich für Fahrzuge mit einem festgelegten Querschnitt gedacht sind, wobei deren Höhe und Breite für den jeweiliigen Bedarfsfall durch die verschiedenen Lichtraumumgrenzungsmaße der einzelnen Bahnverwaltungen bzw. bei Straßenfahrzeugen durch die verschiedenen gesetzlichen Bestimmungen gegeben ist. Dies hat zur Folge, daß Teilschalen, wie sie im Straßenfahrzeugbau gebräuchlich sind, nicht für Schienenfahrzeugkörper verwendet werden können, und umgekehrt.In vehicle construction it is known to make the vehicle body from partial shells assemble, with the sub-shells on the sub-assembly subframe, side wall and roof extend their training specifically to their function throughout the association is matched. These assemblies can also be further subdivided. These constructions have the disadvantage that they are only for vehicles with a fixed cross-section are intended, the height and width for the each case of need through the different clearance dimensions of the individual Railway administrations or, in the case of road vehicles, through the various statutory provisions Provisions is given. This has the consequence that partial shells, as they are in road vehicle construction are common, cannot be used for rail vehicle bodies, and vice versa.

Es bat sich gezeigt, daß die einzelnen Bahnverwaltungen meist nur eine geringe Stückzahl von Wagen in Auftrag geben. Eine wirtschaftliche Fertigung nach dem Leichtbauprinzip ist jedoch nur dann durchführbar, wenn große Stückzahlen aufgelegt werden können, so daß die einzelnen Bauelemente, wie z. B. Spriegel, Seitenwandsäulen, Pfetten, Träger der Fußbodenkonstruktion und ganze Seitenwand-, Dach- oder Fußbodenelemente im Stanz-, Preß- oder Ziehverfahren hergestellt werden können. Bei einer geringen Stückzahl ist jedoch die Herstellung der erforderlichen kostspieligen Stanz-, Preß- oder Ziehwerkzeuge nicht gerechtfertigt. Aus diesem Grunde ist man gezwungen, die einzelnen Bauelemente, die einer spanlosen Verformung unterworfen werden sollen, in teuerer Handarbeit oder mit besonderen Hilfsvorrichtungen herzustellen. Diese Vorrichtungen sind nach Beendigung eines Auftrags in den meisten Fällen wertlos, da sie für einen anderen Auftrag nicht oder nur nach langwierigem, kostspieligem Umbau wieder zu verwenden sind. Ein weiterer Nachteil dieser Fertigungsmethode liegt in .der Ungenauigkeit der einzelnen Bauelemente, die wieder kostspielige Richt- und Anpassungsarbeiten beim Zusammenbau notwendig machen.It turned out that the individual railway administrations mostly only order a small number of cars. An economical production according to the lightweight construction principle is only feasible if large quantities can be placed so that the individual components, such. B. bows, side wall columns, Purlins, beams of the floor construction and entire side wall, roof or floor elements can be produced in stamping, pressing or drawing processes. With a small one The number of pieces, however, is the production of the required costly punching, pressing or drawing tools not justified. For this reason one is forced to the individual components that are to be subjected to non-cutting deformation, to produce in expensive manual labor or with special auxiliary devices. These Devices are in most cases worthless after completion of an order, because they are not for another job or only after a lengthy, costly one Tag are to be used again. Another disadvantage of this manufacturing method is in. the inaccuracy of the individual components, which again costly and make adjustments during assembly necessary.

Es ist zwar im Flugzeugbau zur Herstellung von aus Teilschalen bestehenden Hohlkörpern reit quadratischem Querschnitt bekannt, innerhalb -der Beplankung gleichartig ausgebildete Querversteifungen einzubauen, deren Trennstellen in .den diagonalen Längsmittelebenen des Fahrzeugkörpers liegen. Diese Konstruktion kann jedoch keine Anregung dafür geben, im Schienenfahrzeugbau ähnlich zu verfahren, da hierbei der als selbsttragender Wagenkasten ausgebildete Fahrzeugkörper zur Aufnahme der auftretenden Zug-und Stoßkräfte herangezogen wird, also zur Aufnahme und Übertragung von Kräften vorgesehen ist, während im Flugzeugbau völlig andere Beanspruchungen zu berücksichtigen sind, insbesondere die aerodynamische Gestaltung. Im übrigen gibt die Lagerung der Trennstellen der Querversteifungen in den erwähnten diagonalen Längsmittelebenen nicht die Möglichkeit, den Fahrzeugquerschnitt ohne großen Aufwand zu verändern, wenn eine andere Querschnittsform verwendet werden soll.It is known in aircraft construction for the production of hollow bodies consisting of partial shells with a square cross-section to incorporate similarly designed transverse stiffeners within the planking, the separation points of which are in .den diagonal longitudinal center planes of the vehicle body. However, this construction cannot suggest a similar procedure in rail vehicle construction, since the vehicle body, which is designed as a self-supporting car body, is used to absorb the tensile and impact forces that occur, i.e. it is intended to absorb and transfer forces, while in aircraft construction completely different loads must be taken into account, especially the aerodynamic design. In addition, the storage of the separation points of the transverse reinforcements in the aforementioned diagonal longitudinal center planes does not give the possibility of changing the vehicle cross-section without great effort if a different cross-sectional shape is to be used.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einheitliche Querschnittsform zu schaffen, die den verschiedenen Lichtraumumgrenzungsmaßen angepaßt werden kann unter Verwendung .gleicher Bauelemente für die Dach-, Seitenwand- und Fußbodenschale, sowie die Anwendung gleicher Vorrichtungen zur Herstelluiig derselben. Hierdurch soll eine wirtschaftliche Fertigung beim Bau unterschiedlicher Wagenkastenquerschnitte für die einzelnen Bahnverwaltungen gegeben werden.The invention is based on the object of a uniform cross-sectional shape to create, which can be adapted to the different clearance dimensions using the same structural elements for the roof, side wall and floor shell, and the use of the same devices to manufacture the same. Through this is intended to be an economical production when building different car body cross-sections for the individual railway administrations.

Erfindungsgemäß wird dies bei dem eingangs genannten Wagenkasten dadurch erreicht, daß der Querschnitt des Wagenkastens vollsymmetrisch zur vertikalen und horizontalen Längsmittelebene ausgebildet ist und seine Eckkrümmungen spiegelbildlich zu diesen Längsmittelebenen und zu gegenüber diesen Ebenen um 45° geneigten weiteren Längsmittelebenen angeordnet .sind, wobei die Trennstellen der Teilschalen bzw. der Spantenelemente in der horizontalen und vertikalen Längsmittelebene und/oder unter beidseitig gleichen beliebigen Winkeln, gemessen vom :ideellen Mittelpunkt 117 des Wagenkastenquerschn sttes aus in bezug auf die Längsmittelebene, liegen.According to the invention, this is thereby achieved in the case of the car body mentioned at the outset achieved that the cross-section of the car body is fully symmetrical to the vertical and horizontal longitudinal center plane is formed and its corner curvatures mirror images to these longitudinal center planes and to others inclined by 45 ° with respect to these planes Longitudinal central planes are arranged, with the separation points of the partial shells or of the frame elements in the horizontal and vertical longitudinal center plane and / or under arbitrary angles that are the same on both sides, measured from: ideal Focus 117 of the car body cross section with respect to the longitudinal center plane.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß Bauelemente hergestellt werden können, die unabhängig von dem jeweiligen Lichtraumumgrenzungsmaß für jeden beliebigen Fahrzeugkörper wieder verwendet werden können. Dabei können die Bauelemente nach statischen und Festigkeitsgesichtspunkten beliebig angeordnet werden. Ferner ermöglicht die große Fertigungsgenauigkeit mit Schnitt- und Preßwerkzeugen eine wesentliche Erleichterung .des Zusammenbaues durch Wegfall zusätzlicher Nachrichtarbeiten, wodurch eine Kostensenkung ,in der Fertigung erzielt wird. Eine Änderung der Höhe und Breite des Wagenkastens kann durch nachträgliches Kürzen der Teilschalen oder Spantenelemente außerhalb der Eckkrümmungen erreicht werden.The invention achieves that components are produced can, regardless of the respective clearance of the space for any Vehicle body can be reused. The components can after static and strength aspects can be arranged as desired. Also allows the great manufacturing accuracy with cutting and pressing tools is essential Ease of assembly by eliminating additional communication work, which a cost reduction in manufacturing is achieved. A change in height and width of the car body can be made by subsequently shortening the partial shells or frame elements outside the corner curvatures can be achieved.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Innenseite der Spantenelemente im Bereich der Eckkrümmungen stufenförmig ausgebildet, um zur Aufnahme der Fußbodenquerträger bzw. Innendeckenspriegebin verschiedenen Höhenlagen zu dienen. Dabei kommt ein besonderes Wagenkastenuntergestell in Fortfall, da dieses, wie bekannt, bereits durch die direkte Verbindung der Fußbodenquerträger mit den Seibenwandschalen bzw. der Bodenwannenschale gebildet wird.According to a further feature of the invention is the inside of the frame elements Stepped in the area of the corner curvatures in order to accommodate the floor cross members or to serve the inner ceiling bow at different altitudes. Here comes a special one Car body underframe in discontinuation, as this, as known, already through the direct Connection of the floor cross members with the side wall shells or the floor pan shell is formed.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung im Querschnitt schematisch dargestellt. Der Wagenkasten besteht in bekannter Weise aus der Außenverkleidung, den Außenspanten und -den Längspfetten. Als Verbindungsart können hierbei die bekannten Verfahren, wie Nieten, Schweißen, bei Leichtmetall auch Kleben u. a. angewendet werden. Die Besonderheit der Erfindung liegt in der Formgebung des Kastenquerschnitts, der so bemessen ist, daß er vollsymmetrisch zu der vertikalen und der horizontalen Längsmittelebene I-I bzw. II-II ausgebildet ist und seine Eckkrümmungen spiegelbildlich zu den Längsmittelebenen I-I und II-II und zu den gegenüber diesen Ebenen um 45° geneigten weiteren Längsnvittelebenen III-III angeordnet sind, d. h., die Dachform stimmt sowohl mit der Form der Seitenwände als auch der Bodenwanne überein. Die Trennstellen der einzelnen Teilschalen bzw. Spantenelemente a liegen in der horizontalen und vertikal-en Längsmittelebene I-I bzw. II-II und/oder unter beidseitig gleichen, beliebigen Winkeln, gemessen vom ideellen Mittelpunkt M des Wagenkastenquerschnitts aus in bezug auf die Längsmittelebenen. Damit ergeben sich für sämtliche Teilschalen-Baugruppen gleiche Schalen- und Spriegelformen, so daß deren Fertigung in ein und denselben Vorrichtungen vorgenommen werden kann. Um einen beliebigen Kastenquerschnitt zu erreichen, können die Teilschalen oder Spantenelemente a an den Trennstellen, beispielsweise in den Längsmittelebenen I-I und II-II, nachträglich verkürzt werden.In the drawing, an embodiment according to the invention is in Cross-section shown schematically. The car body is made in a known manner from the outer cladding, the outer ribs and the longitudinal gullets. As a connection type can use the known processes, such as riveting, welding, for light metal also gluing, etc. be applied. The peculiarity of the invention lies in the Shaping the box cross-section, which is dimensioned so that it is fully symmetrical the vertical and horizontal longitudinal center planes I-I and II-II and its corner curvatures are a mirror image of the longitudinal center planes I-I and II-II and to the further longitudinal planes inclined by 45 ° in relation to these planes III-III are arranged, d. that is, the shape of the roof matches the shape of the side walls and the floor pan. The separation points of the individual sub-shells or Frame elements a lie in the horizontal and vertical longitudinal center planes I-I or II-II and / or at both sides equal, arbitrary angles, measured from ideal center M of the car body cross-section in relation to the longitudinal center planes. This results in the same shell and bow shapes for all partial shell assemblies, so that they can be manufactured in one and the same devices. In order to achieve any box cross-section, the partial shells or Frame elements a at the separation points, for example in the longitudinal center planes I-I and II-II, can be shortened afterwards.

Die Innenseite der Spantenelemente a, und zwar im Bereich der Eckkrümmungen, ist stufenförmig ausgebildet, wie bei b gezeigt, um zur Aufnahme der Innendeckenspriegel c, die einen anderen Krümmungsradius aufweisen als die Spanten a, und der Fußbodenquerträger d zu dienen. Dabei können durch Verkürzen der Innendeckenspriegel c bzw. der Fußbodenquerträger d diese in verschiedenen Höhenlagen in den jeweiligen Stufen der Spantenelemente a eingesetzt werden. Zum besseren Zusammenbau der einzelnen Teilschalen bzw. Spantenelemente a sind deren Trennstellen in den Längsmittelebenen III-III mit gleichartigen, sich spiegelbildlich .deckenden Ausnehmungen e versehen. Die (Querträger d, die zur Aufnahme des Fußbodens vorgesehen sind, werden einzeln in den Verband eingelegt und durch bekannte kraftschlüssige Verbindungen an den Spantenelementen a befestigt. Durch diese Anordnung kann gegebenenfalls die Bodenwanne ganz oder teilweise, z. B. über den Drehgestellen oder Laufwerken in Fortfall kommen.The inside of the frame elements a, namely in the area of the corner curvatures, is stepped, as shown at b, to accommodate the inner ceiling bow c, which have a different radius of curvature than the ribs a, and the floor cross member d to serve. By shortening the inner ceiling bow c or the floor cross member d these at different heights in the respective steps of the frame elements a can be used. For better assembly of the individual partial shells or frame elements a are their separation points in the longitudinal center planes III-III with similar ones mirror-inverted .covering recesses e provided. The (cross member d, which is used to accommodate of the floor are provided individually in the association and through known non-positive connections attached to the frame elements a. By this arrangement can, if necessary, the floor pan in whole or in part, z. B. over the bogies or running gears are no longer available.

Die Innendeckenspriegel c unterscheiden sich in ihrem Aufbau gegenüber den Spanten a lediglich durch einen anderen Eckkrümmungsradius. Hierdurch wird erreicht, daß für leichtere Fahrzeuge die Innendeckenspriegel c auch als Spantenelemente Verwendung finden können, so,daß mit ihnen ebenfalls ein vollsymmetrischer Wagenkastenquerschnitt, jedoch mit einem anderen Eckkrümmungsradius, erstellt werden kann. Auch hier liegen die Trennstellen der Innendeckenspriegel c in der horizontalen und vertikalen Längsmittelebene und/oder unter beidseitig gleichen, beliebigen Winkeln, gemessen vom ideellen Mittelpunkt M des Wagenkastenquerschnitts aus in bezug auf die Längsmittelebenen.The inner ceiling bows c differ in their structure the frame a only by a different corner radius of curvature. This achieves that for lighter vehicles, the inner ceiling bow c is also used as frame elements can find so that with them also a fully symmetrical car body cross-section, however with a different corner curvature radius, can be created. Also lie here the separation points of the inner ceiling bows c in the horizontal and vertical longitudinal center plane and / or at equal, arbitrary angles on both sides, measured from the ideal center point M of the car body cross-section in relation to the longitudinal center planes.

Es ist selbstverständlich, daß der Erfindungsgedanke nicht nur bei der Blechbauweise für Stahl- bzw. Alumirniumkonstrukbionen, sondern auch mit dem gleichen wirtschaftlichen Nutzen bei der Profilbauweise mit Walz-, Stahl- oder Aluminiumstrangpreßprofilen und bei Aufbauten aus Kunststoff oder Verbundwerkstoff Anwendung finden kann.It goes without saying that the idea of the invention is not limited to sheet metal construction for steel or aluminum structures, but also with the same economic benefit with profile construction with rolled, steel or extruded aluminum profiles and can be used for superstructures made of plastic or composite material.

Der Anspruch 1 schützt ausschließlich die Gesamtkombination seiner sämtlichen Merkmale. Die Ansprüche 2 und 14 haben keine selbständige Bedeutung, sondern gelten nur in Verbindung mit Anspruch 1.Claim 1 only protects the overall combination of its all features. Claims 2 and 14 have no independent meaning, but only apply in conjunction with claim 1.

Claims

PATENT CLAIMS :. 1. Self-supporting car body for vehicles, in particular rail vehicles, which is composed of prefabricated partial shells, characterized in that the cross section of the car body is fully symmetrical to the vertical and horizontal longitudinal center planes (II and II-II) and its corner curvatures are a mirror image of these longitudinal center planes and to further longitudinal center planes (III-III) inclined by 45 ° with respect to these planes, the separating points of the partial shells or the frame elements (a) in the horizontal and vertical longitudinal center plane and / or at any angles that are the same on both sides, measured from the ideal center point (M) of the car body cross-section in relation to the longitudinal center planes.

2. Self-supporting car body according to claim 1, characterized in that by subsequently shortening the partial shells or Frame elements (a) at the separation points outside the corner curvatures the height and Width of the car body is variable.

3. Self-supporting car body according to the Claims 1 and 2, characterized in that the inside of the frame elements (A) is stepped in the area of the corner curvatures (as in b) in order to The floor cross members (d) or the inner ceiling bow (c) are accommodated in different ways To serve high altitudes.

4. Self-supporting car body according to claims 1 to 3, characterized in that the car body sub-frame through the direct connection the floor cross member (d) with the side wall shells or the floor pan shell is formed.

5. Self-supporting car body according to the claims 1 to 4, characterized in that the separation points of the partial shells or frame elements (ca) in the longitudinal center planes (III-III) inclined at 45 °, identical, mirror images have covering recesses (e).

6. Self-supporting car body according to the claims 1 and 2, characterized in that the inner ceiling bows (c) are also used as outer ribs for a fully symmetrical car body cross-section with a different corner curvature radius are usable. Considered publications: German Patent Specifications No. 476 330, 535 240, 608 280, 670 424, 860 220; Belgian patent specification No. 507 606.