DE102018129469A1

DE102018129469A1 - Double-walled envelope structure for a car body

Info

Publication number: DE102018129469A1
Application number: DE102018129469.7A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Seidler; Sven Uschmann; Jan Prockat
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2020-05-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hüllstruktur (1) für einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs, mit wenigstens einem Hüllprofil (2), mit einer Innenwand (3), einer Außenwand (4), wobei ein die Hüllstruktur (1) wenigstens abschnittweise versteifendes Versteifungselement (6) vorgesehen ist, das formschlüssig zwischen Außenwand (4) und Innenwand (3) eingebracht ist.The invention relates to an envelope structure (1) for a car body of a rail vehicle, with at least one envelope profile (2), with an inner wall (3), an outer wall (4), a stiffening element (6) stiffening the envelope structure (1) at least in sections is inserted between the outer wall (4) and inner wall (3) in a form-fitting manner.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hüllstruktur für einen Wagenkasten für ein Fahrzeug, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Hüllstruktur.The invention relates to an envelope structure for a car body for a vehicle, and to a method for producing an envelope structure.

Hüllstrukturen von Wagenkästen werden häufig aus doppellagigen Strukturen wie doppelwandigen Aluminiumstrangpressprofilen gebildet. Eine derartige Hüllstruktur zeigt beispielsweise die DE 10 2011 088 509 B4 . Der doppelwandige Aufbau dient bei Wagenkästen aus Aluminium der Herstellung einer ausreichenden Festigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht. Außen- und Innenwände der Aluminiumstrangpressprofile sind dazu üblicherweise über Streben miteinander verbunden, die in die Hüllstruktur eingeleitete Kräfte weiterleiten bzw. auf die Außen- und Innenwände verteilen.Envelope structures of car bodies are often formed from double-layer structures such as double-walled extruded aluminum profiles. Such an envelope structure shows, for example DE 10 2011 088 509 B4 . The double-walled structure of aluminum car bodies is used to produce sufficient strength while at the same time being lightweight. For this purpose, the outer and inner walls of the extruded aluminum profiles are usually connected to one another via struts which transmit forces introduced into the shell structure or distribute them to the outer and inner walls.

Die Hüllprofile werden in der erforderlichen Länge im Strangpressverfahren hergestellt und anschließend zur Herstellung der Hüllstruktur, also von Wagenkastenböden, -wänden und -decken, aufeinandergesetzt und miteinander verschweißt. Aufgrund der doppelwandigen Ausführung der Aluminiumstrangpressprofile ist es erforderlich, dass sowohl die Außen- als auch die Innenwände der aufeinander gesetzten Hüllprofile kraftleitend miteinander verbunden werden. Dies kann über Schweißnähte erreicht werden, die bei der Herstellung des Wagenkastens sowohl von der Außenseite als auch von der Innenseite des Wagenkastens aufgebracht werden, oder über Klebverbindungen, wie in der DE 10 2011 088 509 B4 beschrieben.The envelope profiles are produced in the required length using the extrusion process and then placed on top of one another and welded together to produce the envelope structure, that is to say car body floors, walls and ceilings. Due to the double-walled design of the extruded aluminum profiles, it is necessary that both the outer and the inner walls of the stacked cladding profiles are connected to each other in a force-conducting manner. This can be achieved by means of weld seams which are applied both from the outside and from the inside of the car body during the manufacture of the car body, or by means of adhesive connections, as in the DE 10 2011 088 509 B4 described.

Durch Ausschnitte im Wagenkasten, die beispielsweise für Fenster und Türen vorgesehen werden, wird die Steifigkeit des Wagenkastens herabgesetzt. Um die damit verbundene geringere Festigkeit auszugleichen, können die Wandstärken der verwendeten Hüllprofile erhöht werden. Bei der Herstellung durch Strangpressen entstehen üblicherweise gleichbleibende Querschnitte. Eine Veränderung der Wandstärke kann folglich nur über die gesamte Länge eine Hüllprofils erfolgen. Dies führt jedoch zu einem erhöhten Materialaufwand und somit Gewicht des Wagenkastens. Alternativ können zusätzliche, stützende Bauteile aufgeschweißt werden, um die Steifigkeit zu erhöhen, wodurch der Aufwand für die Herstellung des Wagenkastens deutlich größer ist.Cut-outs in the car body, which are provided for windows and doors, for example, reduce the rigidity of the car body. In order to compensate for the associated lower strength, the wall thicknesses of the envelope profiles used can be increased. In the production by extrusion, the cross sections are usually the same. The wall thickness can therefore only be changed over the entire length of an envelope profile. However, this leads to increased material expenditure and thus weight of the car body. Alternatively, additional supporting components can be welded on in order to increase the rigidity, as a result of which the effort for producing the car body is significantly greater.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine einfach und kostengünstig herstellbare Hüllstruktur zu schaffen, die bei einer hohen Festigkeit ein geringes Gewicht aufweist.The invention is therefore based on the object of creating an easily and inexpensively producible envelope structure which has a low strength and high strength.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Hüllstruktur nach Anspruch 1 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe mit einem Schienenfahrzeug nach Anspruch 13 und einer Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.This object is achieved according to the invention with an envelope structure according to claim 1. Furthermore, the object is achieved with a rail vehicle according to claim 13 and a use of the device according to claim 15. Advantageous embodiments of the invention are contained in the subclaims.

Erfindungsgemäß besteht die Lösung der Aufgabe darin, dass die Hüllstruktur wenigstens ein Hüllprofil mit einer Innenwand und einer Außenwand aufweist, wobei ein die Hüllstruktur wenigstens abschnittweise versteifendes Versteifungselement vorgesehen ist, das formschlüssig zwischen Außenwand und Innenwand eingebracht ist.According to the invention, the object is achieved in that the envelope structure has at least one envelope profile with an inner wall and an outer wall, a stiffening element stiffening the envelope structure at least in sections being provided, which is introduced in a form-fitting manner between the outer wall and the inner wall.

Die Erfindung ermöglicht es somit, Hüllprofile mit geringeren Wandstärken zu verwenden und trotzdem eine ausreichende Festigkeit zu erreichen. Die höhere Festigkeit wird dabei über die Stützwirkung des eingesetzten Versteifungselementes erreicht. Das Versteifungselement ermöglicht eine direktere Kraftübertragung zwischen Innen- und Außenwand und stützt diese gegeneinander ab.The invention thus makes it possible to use envelope profiles with smaller wall thicknesses and still achieve sufficient strength. The higher strength is achieved through the support effect of the stiffening element used. The stiffening element enables a more direct power transmission between the inner and outer wall and supports them against each other.

Mit dem Begriff der Hüllstruktur wird die Struktur der Außenhülle eines Schienenfahrzeugs bezeichnet. Diese kann Wagenkastenböden, -wände und/oder -decken umfassen und von einem oder mehreren Hüllprofilen gebildet sein. Die Hüllstruktur kann die eigentliche Außenhülle, Strukturelemente wie Streben und/oder eine Innenhülle aufweisen.The term envelope structure denotes the structure of the outer shell of a rail vehicle. This can include car body floors, walls and / or ceilings and be formed by one or more envelope profiles. The shell structure can have the actual outer shell, structural elements such as struts and / or an inner shell.

Das Hüllprofil kann aus mehreren Strangpressprofilen gebildet sein, die miteinander verschweißt sind. Der Schweißvorgang findet dabei bevorzugt vor dem Einsetzen des Versteifungselementes statt.The envelope profile can be formed from a plurality of extruded profiles which are welded together. The welding process preferably takes place before the stiffening element is inserted.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind im Betrieb zwischen dem Versteifungselement und dem wenigstens einen Hüllprofil wirkende Stützkräfte im Wesentlichen formschlüssig übertragbar. Dazu kann das Versteifungselement Auflageflächen aufweisen, die auf angrenzenden Flächen des Hüllprofils aufliegen. Das Versteifungselement kann an wenigstens vier, vorzugsweise an fünf, äußerst vorzugsweise an sieben Auflageflächen an dem Hüllprofil aufliegen. Bevorzugt erstreckt sich das Versteifungselement in Bereiche des Hüllprofils, in denen verhältnismäßig große Kräfte oder Momente auftreten.According to a preferred embodiment of the invention, supporting forces acting between the stiffening element and the at least one envelope profile can be transmitted essentially in a form-fitting manner during operation. For this purpose, the stiffening element can have contact surfaces which rest on adjacent surfaces of the envelope profile. The stiffening element can rest on at least four, preferably five, most preferably seven support surfaces on the envelope profile. The stiffening element preferably extends in regions of the envelope profile in which relatively large forces or moments occur.

In einer bevorzugten Variante der Erfindung liegt das Versteifungselement an der Innenwand oder der Außenwand des Hüllprofils an. Das Versteifungselement kann gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung an der Innenwand und and der Außenwand anliegen. Somit ist eine unmittelbare Kraftübertragung zwischen Innen- und Außenwand möglich.In a preferred variant of the invention, the stiffening element bears against the inner wall or the outer wall of the envelope profile. According to an expedient development of the invention, the stiffening element can rest on the inner wall and on the outer wall. This enables direct power transmission between the inner and outer wall.

Das Versteifungselement kann in einer weiteren Variante wenigstens zwei Kraftübertragungsflächen aufweisen, die auf einander im Wesentlichen gegenüberliegenden Seiten des Versteifungselementes angeordnet sind. Das Versteifungselement kann zum Einführen in einen Aufnahmeraum in der Hüllstruktur ausgestaltet sein, wobei der Aufnahmeraum bei eingesetztem Versteifungselement mit diesem an mehreren Flächen anliegt. Die Hüllstruktur kann von Strangpressprofilen gebildet sein. Entsprechend kann der Aufnahmeraum von einem oder mehreren, insbesondere doppelwandigen Strangpressprofilen gebildet sein. In a further variant, the stiffening element can have at least two force transmission surfaces, which are arranged on essentially opposite sides of the stiffening element. The stiffening element can be designed for insertion into a receiving space in the envelope structure, the receiving space being in contact with a plurality of surfaces when the stiffening element is inserted. The envelope structure can be formed by extruded profiles. Accordingly, the receiving space can be formed by one or more, in particular double-walled extruded profiles.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung können wenigstens drei Kraftübertragungsflächen vorgesehen sein. Die drei Kraftübertragungsflächen können jeweils im Wesentlichen orthogonal zu einer gemeinsamen Kraftwirkungsebene verlaufen, um Kräfte und Momente aus verschiedenen Richtungen aufnehmen zu können, die im Wesentlichen auf einer gemeinsamen Kraftwirkungsebene liegen. Die Kraftwirkungsebene verläuft dabei idealerweise parallel oder tangential zur Außenhülle der Hüllstruktur. Die Kraftwirkungsebene ist damit eine Ebene, die durch in der Hüllstruktur wirkende Kraftvektoren aufgespannt wird.According to a further variant of the invention, at least three force transmission surfaces can be provided. The three force transmission surfaces can each run essentially orthogonally to a common force action plane in order to be able to absorb forces and moments from different directions, which essentially lie on a common force action plane. The force action plane ideally runs parallel or tangential to the outer shell of the shell structure. The force action level is therefore a level that is spanned by force vectors acting in the envelope structure.

In einer weiteren zweckmäßigen Weiterbildung kann das Versteifungselement wenigstens eine Aufnahme für eine die Außenhülle des Wagenkastens verstärkende Strebe aufweisen und die Aufnahme auf ihrer Innenseite wenigstens eine Kraftübertragungsfläche umfassen, um eine Kraftübertragung in weiteren Richtungen zu ermöglichen.In a further expedient development, the stiffening element can have at least one receptacle for a strut which reinforces the outer shell of the car body and the receptacle can comprise at least one force transmission surface on its inside in order to enable force transmission in further directions.

In dem Hüllprofil kann wenigstens eine die Innenwand und die Außenwand verbindende Strebe vorgesehen sein, wobei das Versteifungselement an der Strebe anliegt oder diese umgreift. Die Strebe kann somit als weiteres Formschlussmittel dienen, das den Formschluss mit dem Hüllprofil verstärkt. Insbesondere kann eine Verschiebung des Versteifungselementes in dem Hüllprofil durch den weiteren Formschluss blockiert werden.At least one strut connecting the inner wall and the outer wall can be provided in the enveloping profile, the stiffening element abutting or engaging around the strut. The strut can thus serve as a further form-fitting means that reinforces the form-fitting with the envelope profile. In particular, a displacement of the stiffening element in the envelope profile can be blocked by the further positive locking.

In einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung sind wenigstens zwei Streben vorgesehen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Versteifungselementes an diesem anliegen. Auf diese Weise kann das Versteifungselement in zwei Richtungen formschlüssig gegen ein Verschieben gesichert sein.In an expedient development of the invention, at least two struts are provided, which rest on opposite sides of the stiffening element. In this way, the stiffening element can be positively secured against displacement in two directions.

Eine oder beide Streben können in das Versteifungselement eingreifen oder von diesem umgeben sein, um den Formschluss zwischen Versteifungselement und Hüllprofil zu optimieren. Somit können über das Versteifungselement auch Zugkräfte oder Biegemomente übertragen werden.One or both struts can engage in or be surrounded by the stiffening element in order to optimize the form fit between the stiffening element and the envelope profile. Thus, tensile forces or bending moments can also be transmitted via the stiffening element.

Idealerweise verlaufen die Streben parallel zueinander, so dass das Versteifungselement in eine Einführrichtung in das Hüllprofil einschiebbar ist. Die Einführrichtung kann einer Strangpressrichtung des Hüllprofils entsprechen.Ideally, the struts run parallel to one another, so that the stiffening element can be inserted into the envelope profile in an insertion direction. The direction of insertion can correspond to an extrusion direction of the envelope profile.

Die Streben können bevorzugt durchgehend von der Innenwand zur Außenwand verlaufen. Zudem verlaufen die Streben idealerweise in eine Strangpressrichtung, wobei die Einführrichtung der Strangpressrichtung entspricht.The struts can preferably run continuously from the inner wall to the outer wall. In addition, the struts ideally run in an extrusion direction, the direction of insertion corresponding to the extrusion direction.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können wenigstens drei Streben vorgesehen sein, die jeweils an einer Seite des Versteifungselementes anliegen und/oder in das Versteifungselement eingreifen. Somit können Kräfte auf mehr als zwei Ebenen übertragen werden.In a further embodiment of the invention, at least three struts can be provided, each abutting one side of the stiffening element and / or engaging in the stiffening element. Forces can thus be transmitted on more than two levels.

Gemäß einer bevorzugten Variante einer erfindungsgemäßen Hüllstruktur ist das Versteifungselement aus einem Verbundwerkstoff (Komposit, Aluminiumschaum...) gebildet. Das Versteifungselement kann insbesondere aus einem Faserverbundwerkstoff gebildet sein, wie einem Kohlefaser- oder einem Glasfaserverbundwerkstoff. Damit ist eine hohe Festigkeit bei zugleich geringem Gewicht möglich. Alternativ kann das Versteifungselement aus Aluminium, insbesondere aus geschäumtem Aluminium geformt sein.According to a preferred variant of an envelope structure according to the invention, the stiffening element is formed from a composite material (composite, aluminum foam ...). The stiffening element can in particular be formed from a fiber composite material, such as a carbon fiber or a glass fiber composite material. This enables high strength with low weight. Alternatively, the stiffening element can be formed from aluminum, in particular from foamed aluminum.

Das Versteifungselement kann in das Hüllprofil einformbar gestaltet sein. Das Versteifungselement kann in einem nicht ausgehärteten Zustand geringfügig größere Abmessungen als ein für die Aufnahme des Versteifungselementes vorgesehener Aufnahmeraum zwischen Innen- und Außenwand aufweisen. Beim Einsetzen des Versteifungselementes kann dieses geringfügig komprimiert werden, um im ausgehärteten Zustand einen vollständigen Formschluss zwischen Versteifungselement und Hüllprofil zu erreichen.The stiffening element can be designed so that it can be molded into the envelope profile. In a non-hardened state, the stiffening element can have slightly larger dimensions than a receiving space provided for receiving the stiffening element between the inner and outer walls. When the stiffening element is inserted, it can be slightly compressed in order to achieve a complete positive connection between the stiffening element and the envelope profile in the hardened state.

Die Hüllstruktur kann einen Ausschnitt aufweisen. Der Ausschnitt kann in einem Seitenwandbereich, einem Endwandbereich, einem Dachbereich und/oder einem Bodenbereich vorgesehen sein. Der Ausschnitt kann insbesondere ein Türausschnitt und/oder ein Fensterausschnitt und/oder ein Ausschnitt für eine Klimaanlage sein. Dabei kann das Versteifungselement an den Ausschnitt angrenzen. Auf diese Weise wird die Hüllstruktur insbesondere im Randbereich der Ausschnitte versteift und Verformungen der Hüllstruktur werden blockiert.The envelope structure can have a cutout. The cutout can be provided in a side wall area, an end wall area, a roof area and / or a floor area. The cutout can in particular be a door cutout and / or a window cutout and / or a cutout for an air conditioning system. The stiffening element can adjoin the cutout. In this way, the envelope structure is stiffened, in particular in the edge region of the cutouts, and deformations of the envelope structure are blocked.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Versteifungselement den Ausschnitt wenigstens abschnittsweise umranden bzw. begrenzen. Das Versteifungselement kann zumindest abschnittsweise einen Rahmen des Ausschnittes bilden, insbesondere einen Fensterrahmen. In weiteren Ausgestaltungen kann das Versteifungselement einen Türrahmen bilden. Das Versteifungselement kann an Durchführungen in der Hüllstruktur eingesetzt werden, z.B. an einer Durchführung für einen Luftkanal. An Durchführungen kann das Versteifungselement Dichtflächen bilden, um eine bestmögliche Abdichtung des Wagenkastens zu gewährleisten.In a further embodiment of the invention, the stiffening element can border or limit the cutout at least in sections. The stiffening element can have a frame of the cutout, at least in sections form, especially a window frame. In further configurations, the stiffening element can form a door frame. The stiffening element can be used on bushings in the envelope structure, for example on a bushing for an air duct. The stiffening element can form sealing surfaces on bushings in order to ensure the best possible sealing of the car body.

Zwischen dem Versteifungselement und dem Hüllprofil kann ein Füllmaterial vorgesehen sein, um Spalten zwischen Hüllprofil und Versteifungselement zu verschließen oder Unebenheiten an den Kontaktflächen zu glätten. Das Füllmaterial ist in einem ausgehärteten Zustand idealerweise inkompressibel. Das Füllmaterial kann zumindest teilweise von einem Duroplast und/oder Quarzsand gebildet sein.A filler material can be provided between the stiffening element and the enveloping profile in order to close gaps between the enveloping profile and the stiffening element or to smooth unevenness on the contact surfaces. The filling material is ideally incompressible in a hardened state. The filling material can be formed at least partially by a thermoset and / or quartz sand.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann das Versteifungselement adhäsiv mit der Innenwand, Außenwand oder der Strebe verbunden sein. Es kann ein Klebstoff zur Verbindung des Versteifungselementes mit dem Hüllprofil verwendet werden. Alternativ kann bei einem Versteifungselement aus einem Verbundwerkstoff das Matrixmaterial als Klebstoff dienen. Beispielsweise kann das Material des Versteifungselementes ein Duroplast umfassen, das erst bei in das Hüllprofil eingesetztem Versteifungselement aushärtet und dieses mit dem Hüllprofil verbindet.According to a further variant of the invention, the stiffening element can be adhesively connected to the inner wall, outer wall or the strut. An adhesive can be used to connect the stiffening element to the envelope profile. Alternatively, in the case of a stiffening element made of a composite material, the matrix material can serve as an adhesive. For example, the material of the stiffening element can comprise a thermoset which only hardens when the stiffening element is inserted into the envelope profile and connects it to the envelope profile.

Bei einem Wagenkasten mit einer erfindungsgemäßen Hüllstruktur kann diese eine Seitenwand, ein Dach und/oder einen Boden des Wagenkastens bilden.In a car body with an envelope structure according to the invention, this can form a side wall, a roof and / or a floor of the car body.

Gemäß einem Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Hüllstruktur wird zunächst ein Hüllabschnitt aus Hüllprofilen gebildet. Mehrere Hüllprofile können miteinander verbunden, insbesondere verschweißt werden, um den Hüllabschnitt zu bilden. Anschließend kann ein Versteifungselement in einen Aufnahmeraum des Hüllabschnittes eingeführt werden. Das Versteifungselement kann bevorzugt in Strangpressrichtung in den Hüllabschnitt eingeführt werden.According to a method for producing an envelope structure according to the invention, an envelope section is first formed from envelope profiles. Several envelope profiles can be connected to one another, in particular welded, in order to form the envelope section. A stiffening element can then be inserted into a receiving space of the envelope section. The stiffening element can preferably be inserted into the envelope section in the extrusion direction.

Verbleibende Zwischenräume wie Spalten zwischen Versteifungselement und Hüllabschnitt können während des Einsetzens des Versteifungselementes mit einem Füllmaterial befüllt werden. Das Versteifungselement kann dazu vor dem Einsetzen mit Füllmaterial versehen bzw. bestrichen werden. Alternativ können Zwischenräume nach dem Einsetzen des Versteifungselements mit einem Füllmaterial befüllt werden.Remaining spaces, such as gaps between the stiffening element and the covering section, can be filled with a filling material during the insertion of the stiffening element. For this purpose, the stiffening element can be provided or coated with filling material before insertion. Alternatively, gaps can be filled with a filling material after the stiffening element has been inserted.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Versteifungselement in den Aufnahmeraum eingeklebt werden, um zusätzlich über eine adhäsive Verbindung Kräfte übertragen zu können. Das Befüllen mit Füllmaterial und das Einkleben kann gleichzeitig vorgenommen werden, indem das Füllmaterial zugleich als Klebstoff dient. Das Füllmaterial kann von einem Duroplast gebildet sein. Das Füllmaterial kann zum Ausfüllen größerer Volumen einen inkompressiblen Füllstoff enthalten, wie z.B. Quarzsand.In a further variant of the method according to the invention, the stiffening element can be glued into the receiving space in order to be able to additionally transmit forces via an adhesive connection. Filling with filling material and gluing can be done at the same time by using the filling material as an adhesive. The filling material can be formed from a thermoset. The filler material may contain an incompressible filler such as e.g. Quartz sand.

FigurenlisteFigure list

Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen erfindungsgemäße Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Es zeigen:

1 einen Ausschnitt einer Hüllstruktur für ein Schienenfahrzeug;
2 eine Schnittansicht gemäß der Stelle A-A der Hüllstruktur der 1;
3 eine Schnittansicht gemäß der Stelle B-B der 2;
4 eine Perspektivansicht des in 3 gezeigten Ausschnittes der Hüllstruktur.

The accompanying drawings illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. Show it:

1 a section of an envelope structure for a rail vehicle;
2nd a sectional view according to the location AA the envelope structure of the 1 ;
3rd a sectional view according to the location BB the 2nd ;
4th a perspective view of the in 3rd shown section of the envelope structure.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Hüllstruktur beschrieben.The following is with reference to the 1 to 4th a preferred embodiment of the envelope structure according to the invention is described.

1 zeigt einen Ausschnitt einer Hüllstruktur 1, die eine Seitenwand eines Schienenfahrzeuges bildet. Die Hüllstruktur 1 kann von einer Vielzahl von Hüllprofilen gebildet sein, die teils formschlüssig aufeinandergesetzt und an ihren Innen- und/oder Außenseiten miteinander verschweißt werden. Die Hüllstruktur 1 ist Teil eines Wagenkastens für ein Passagierfahrzeug. Entsprechend weist die Hüllstruktur 1 Ausschnitte 10, 11, 12, 13 auf, die der Bildung von Zugängen und Fenstern dienen. Die Ausschnitte 11, 12, 13 bilden Fenster des Wagenkastens, der Ausschnitt 10 einen Zugang. 1 shows a section of an envelope structure 1 that forms a side wall of a rail vehicle. The envelope structure 1 can be formed by a large number of envelope profiles, which are partially placed on top of one another in a form-fitting manner and welded to one another on their inner and / or outer sides. The envelope structure 1 is part of a car body for a passenger vehicle. The envelope structure shows accordingly 1 Cutouts 10th , 11 , 12 , 13 that serve to create accesses and windows. The cutouts 11 , 12 , 13 form windows of the car body, the cutout 10th an access.

Im Bereich der Ausschnitte 10, 11, 12, 13 ist der Kraftfluss in der Hüllstruktur 1 gestört. Insbesondere in den Eckbereichen der Ausschnitte 10, 11, 12, 13 entstehen somit erhöhte Spannungen, die besondere Festigkeitsanforderungen an die Hüllstruktur 1 stellen. In dem in den 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist daher in den Eckbereichen jeweils ein Versteifungselement vorgesehen.In the area of the cutouts 10th , 11 , 12 , 13 is the flow of force in the envelope structure 1 disturbed. Especially in the corner areas of the cutouts 10th , 11 , 12 , 13 This creates increased tensions and the special strength requirements for the shell structure 1 put. In the in the 1 to 4th described embodiment, therefore, a stiffening element is provided in the corner areas.

In der Schnittansicht der 2 ist ein Querschnitt der Hüllstruktur 1 an der Stelle A-A der 1 gezeigt. Die Hüllstruktur 1 ist von einem Hüllprofil 2 gebildet. Das Hüllprofil 2 weist Innenwand 3 und eine Außenwand 4 auf. Zwischen der Innenwand 3 und der Außenwand 4 verlaufen Streben 5, 7, 9, welche die Innenwand 3 und die Außenwand 4 miteinander verbinden und gegeneinander abstützen. Zugleich bilden die Streben 5, 7, 9 einen Aufnahmeraum 14. Sämtliche Streben 5, 7, 9 sind in einem Strangpressvorgang zur Herstellung des Hüllprofils 2 entstanden und erstrecken sich entsprechen in eine Strangpressrichtung S.In the sectional view of the 2nd is a cross section of the envelope structure 1 at the point AA the 1 shown. The envelope structure 1 is of an envelope profile 2nd educated. The envelope profile 2nd has inner wall 3rd and an outer wall 4th on. Between the inner wall 3rd and the outer wall 4th run struts 5 , 7 , 9 which the inner wall 3rd and the outer wall 4th connect and support each other. At the same time, the struts form 5 , 7 , 9 a recording room 14 . All striving 5 , 7 , 9 are in an extrusion process to produce the envelope profile 2nd originated and extend correspondingly in an extrusion direction S .

Zwischen Innenwand 3 und Außenwand 4 ist ein Versteifungselement 6 eingesetzt, das in dem Aufnahmeraum 14 formschlüssig von Innenwand 3 und Außenwand 4 sowie von den Streben 7, 9 gehalten ist. Entsprechend dem Verlauf der angrenzenden Streben 7, 9 ist das Versteifungselement 6 in den Aufnahmeraum 14 eingesetzt. Das Versteifungselement 6 wird also in einer Einführrichtung E in den Aufnahmeraum 14 eingeschoben, die der Strangpressrichtung S entspricht.Between the inner wall 3rd and outer wall 4th is a stiffening element 6 used that in the recording room 14 form-fitting from the inside wall 3rd and outer wall 4th as well as the struts 7 , 9 is held. According to the course of the adjacent struts 7 , 9 is the stiffening element 6 in the recording room 14 used. The stiffening element 6 will be in an insertion direction E in the recording room 14 inserted in the direction of extrusion S corresponds.

3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht des Ausschnitts der 2. Das Versteifungselement 6 grenzt an den Ausschnitt 12 an. Die an den Ausschnitt 12 angrenzende Fläche des Versteifungselementes 6 folgt dem Verlauf des Ausschnittes 12 bzw. die an den Ausschnitt 12 angrenzende Fläche des Versteifungselementes 6 fluchtet mit dem Rand des Ausschnittes 12. 3rd shows a sectional side view of the section of FIG 2nd . The stiffening element 6 borders on the neckline 12 at. The on the neckline 12 adjacent surface of the stiffening element 6 follows the course of the section 12 or the cutout 12 adjacent surface of the stiffening element 6 aligns with the edge of the neckline 12 .

Das Versteifungselement 6 weist Auflageflächen 16, 17 auf, an denen das Versteifungselement 6 an Streben 7, 9 aufliegt. Die Auflageflächen 16, 17 verlaufen parallel zu den Flanken der Streben 7, 9 und bieten somit die Möglichkeit einer flächigen Kraftübertragung. Das Versteifungselement 6 liegt an seiner Oberseite mit der Auflagefläche 17 an der Strebe 7 an, an seiner Unterseite mit der Auflagefläche 16 an der Strebe 9. Zwischen den beiden Streben 7 und 9 ist somit eine Übertragung von Momenten möglich.The stiffening element 6 has contact surfaces 16 , 17th on which the stiffening element 6 on struts 7 , 9 lies on. The contact surfaces 16 , 17th run parallel to the flanks of the struts 7 , 9 and thus offer the possibility of a flat power transmission. The stiffening element 6 lies on its top with the contact surface 17th on the strut 7 on, on its underside with the contact surface 16 on the strut 9 . Between the two struts 7 and 9 a transmission of moments is possible.

An einer dem Ausschnitt 12 abgewandten Seite des Aufnahmeraums 14 ist eine weitere Strebe 8 vorgesehen, welche wie die anderen Streben 7, 9 in Strangpressrichtung S verläuft und die Innenwand 3 mit der (hier nicht gezeigten) Außenwand verbindet. Das Versteifungselement 6 ist mit einem Schlitz 15 versehen, in den die Strebe 8 aufgenommen ist. Der Schlitz 15 grenzt dabei idealerweise beidseitig an die Strebe 8 an. Somit wird die Strebe 8 von dem Versteifungselement 6 umgriffen bzw. die Strebe 8 greift in das Versteifungselement 6 ein. Folglich können Zugkräfte quer zur Erstreckung der Strebe 8 über den Formschluss übertragen werden. Des Weiteren ist die Übertragung von Drehmomenten möglich, insbesondere in einer senkrecht zur Einführrichtung E verlaufenden Richtung. Durch die Strebe 8 wird also der Formschluss zwischen Versteifungselement 6 und der Hüllstruktur 1 bzw. dem Hüllprofil 2 ergänzt.On one of the cutouts 12 opposite side of the recording room 14 is another strut 8th provided which like the other struts 7 , 9 in the extrusion direction S runs and the inner wall 3rd connects to the outer wall (not shown here). The stiffening element 6 is with a slit 15 provided in the strut 8th is included. The slot 15 ideally adjoins the strut on both sides 8th at. Thus the strut 8th from the stiffening element 6 embraced or the strut 8th engages in the stiffening element 6 a. As a result, tensile forces can extend transversely to the extension of the strut 8th be transferred via the form fit. Torques can also be transmitted, in particular in a direction perpendicular to the direction of insertion E trending direction. Through the strut 8th is the form fit between the stiffening element 6 and the envelope structure 1 or the envelope profile 2nd added.

4 zeigt den Ausschnitt der Hüllstruktur 1 gemäß 2 und 3 in einer perspektivischen Ansicht. Die Breite des Versteifungselementes 6 entspricht etwa der Breite des Aufnahmeraums 14, das Versteifungselement 6 liegt somit unmittelbar an der Innenseite der Innenwand 3 sowie an der Innenseite der Außenwand 4 an. Nach oben wird der Aufnahmeraum 14 durch die Strebe 7 begrenzt, nach unten durch die Strebe 9. Die Strebe 8 bildet einen Anschlag in Einführrichtung E. Sie begrenzt eine Bewegung des Versteifungselementes 6 in Einführrichtung E und vereinfacht damit die Montage des Versteifungselementes 6. 4th shows the section of the envelope structure 1 according to 2nd and 3rd in a perspective view. The width of the stiffening element 6 corresponds approximately to the width of the recording room 14 , the stiffening element 6 is therefore directly on the inside of the inner wall 3rd as well as on the inside of the outer wall 4th at. The recording room goes up 14 through the strut 7 limited, down by the strut 9 . The strut 8th forms a stop in the direction of insertion E . It limits movement of the stiffening element 6 in the direction of insertion E and thus simplifies the assembly of the stiffening element 6 .

Entgegen der Einführrichtung E, in Richtung des Ausschnitts 12, weist das Versteifungselement 6 die Kontur des Ausschnitts 12 auf. Die Innenwand 3 und die Außenwand 4 werden somit in diesem Bereich nahtlos gegeneinander abgestützt. Das Versteifungselement 6 bildet zudem abschnittsweise einen Fensterrahmen.Contrary to the direction of insertion E , towards the neckline 12 , has the stiffening element 6 the contour of the cutout 12 on. The inner wall 3rd and the outer wall 4th are thus seamlessly supported against each other in this area. The stiffening element 6 also forms a window frame in sections.

Die beschriebenen und dargestellten spezifischen Ausführungsformen sind für die Ausführung der Erfindung nicht bindend, sondern können im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet modifiziert werden, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.The specific embodiments described and illustrated are not binding for the implementation of the invention, but can be suitably modified within the scope of the present invention without departing from the scope of the present invention.

BezugszeichenlisteReference symbol list

EE: EinführrichtungDirection of insertion
SS: Strangpressrichtung Extrusion direction
11: HüllstrukturEnvelope structure
22nd: HüllprofilEnvelope profile
33rd: InnenwandInterior wall
44th: AußenwandOuter wall
55: Strebestrut
66: VersteifungselementStiffening element
7, 8, 97, 8, 9: StrebenStrive
10, 11, 12, 1310, 11, 12, 13: AusschnittNeckline
1414: AufnahmeraumRecording room
1515: Schlitzslot
16,1716.17: AuflageflächeContact surface

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102011088509 B4 [0002, 0003]

Claims

Envelope structure (1) for a car body of a rail vehicle, with at least one envelope profile (2), with an inner wall (3), an outer wall (4), a stiffening element (6) stiffening the envelope structure (1) at least in sections being provided, which has a positive fit is introduced between the outer wall (4) and inner wall (3).

Envelope structure (1) Claim 1 , In operation, supporting forces acting between the stiffening element (6) and the at least one envelope profile (2) can be transmitted essentially in a form-fitting manner.

Envelope structure (1) according to one of the above claims, wherein the stiffening element (6) abuts the inner wall (3) and / or the outer wall (4).

Envelope structure (1) according to one of the above claims, wherein at least one strut (5, 7, 8, 9) connecting the inner wall (3) and the outer wall (4) is provided and the stiffening element (6) on the strut (5, 7 , 8, 9) is present or engages around it.

Envelope structure (1) according to one of the above claims, wherein at least two struts (5, 7, 8, 9) are provided which rest on opposite sides of the stiffening element (6).

Envelope structure (1) according to one of the above claims, wherein at least three struts (5, 7, 8, 9) are provided, each abutting one side of the stiffening element (6) and / or engaging in the stiffening element (6). At least three bars to absorb tensile forces.

Envelope structure (1) according to one of the above claims, wherein the stiffening element (6) is formed from a composite material (composite, aluminum foam ...).

Envelope structure (1) according to one of the above claims, wherein the envelope structure (1) has a cutout (10, 11, 12, 13), in particular a door cutout (10) and / or a window cutout (11, 12, 13) and / or a cutout for an air conditioning system, and the stiffening element (6) adjoins the cutout (10, 11, 12, 13).

Envelope structure (1) according to one of the above claims, wherein the stiffening element (6) surrounds the cutout (10, 11, 12, 13) at least in sections.

Envelope structure (1) according to one of the above claims, wherein the stiffening element (6) is adhesively connected to the inner wall (3), outer wall (4) or the strut (5, 7, 8, 9).

Car body for a rail vehicle, characterized by an envelope structure (1) according to one of the above claims.

Body according to Claim 11 , wherein the envelope structure (1) forms a side wall, a roof or a floor of the car body.

Method for producing an envelope structure (1) according to one of the Claims 1 to 10th , characterized by the steps: a. Producing an envelope section from envelope profiles, b. Then inserting a stiffening element into a cavity of the envelope section.

Procedure according to Claim 13 , characterized in that the stiffening element is glued into the cavity.