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EP2508406A1 - Frontstruktur eines Schienenfahrzeugs - Google Patents

Frontstruktur eines Schienenfahrzeugs Download PDF

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Publication number
EP2508406A1
EP2508406A1 EP12162230A EP12162230A EP2508406A1 EP 2508406 A1 EP2508406 A1 EP 2508406A1 EP 12162230 A EP12162230 A EP 12162230A EP 12162230 A EP12162230 A EP 12162230A EP 2508406 A1 EP2508406 A1 EP 2508406A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
front structure
projection
elements
region
elongate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP12162230A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2508406B1 (de
Inventor
Mirko LÖBER
Nino Sifri
Volker Brunke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transportation Germany GmbH
Original Assignee
Bombardier Transportation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bombardier Transportation GmbH filed Critical Bombardier Transportation GmbH
Priority to PL12162230T priority Critical patent/PL2508406T3/pl
Publication of EP2508406A1 publication Critical patent/EP2508406A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2508406B1 publication Critical patent/EP2508406B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/06—End walls

Definitions

  • the invention relates to a front structure of a rail vehicle, in particular a locomotive. Furthermore, the invention relates to a rail vehicle with such a front structure. Moreover, the invention relates to a method for producing a front structure of a rail vehicle, in particular a locomotive.
  • Front structures of rail vehicles form the front or in many cases similar shaped rear end of a car body.
  • the front structure may extend longitudinally (i.e., in the direction of travel) of the rail vehicle over an area approximately corresponding to the driver compartment when it is a locomotive or other rail vehicle having a driver compartment.
  • EP 0756979 A1 describes a driver's cab for the body of a rail vehicle, wherein the outer panel is welded to profiles by means of welds and forms a sandwich composite with a core plate.
  • the car body also has sidewall pillars and profiles welded together by means of welds with the outer panel to ensure a good flow of force between these components.
  • the structure in the front region can also be referred to as a front segment structure, since the front structure forms a segment or a section of the car body in the longitudinal direction of the rail vehicle.
  • the invention therefore also relates, in particular, to a body of a rail vehicle with a front structure.
  • Front structures especially of locomotives, must meet special mechanical requirements.
  • the required dimensional stability must be ensured in normal operation.
  • the front area is designed for a desired behavior on impact. In particular impact energy from different directions must be absorbed in each case and lead to a defined deformation of the front structure, but leave enough room for the people in the front area.
  • the number of individual parts to be joined together should be reduced and exchanges of similar items should be avoided.
  • projections and recesses are formed in the transition region of different parts of the front structure, in particular in the transition region from at least one elongated element to another part of the front structure.
  • each transition region insofar as it is configured in the manner according to the invention, at least one projection on a first part with a recess on a second part and the parts are initially arranged relative to one another during the manufacture of their connection, that the at least one projection in the corresponding recess engages.
  • the connection is made provisionally.
  • the connection can be permanently configured, in particular by welding or soldering the two parts together. A preliminary connection can be corrected, so that the precision can be increased without much effort.
  • the at least one projection and the corresponding recess are matched to one another in such a way that, for the introduction of the projection into the recess, a resistance must be overcome by applying a corresponding force.
  • a clamping effect is created, which holds the projection in the recess or at least supports a retention of the projection in the recess.
  • the projection may be deformed after being inserted into the recess. This also allows a clamping effect to be achieved.
  • an additional securing element to the projection and / or in the region of the recess, for example a securing pin, which is introduced into a passage opening of the projection.
  • the at least one projection and the at least one corresponding recess facilitate the proper connection of components of the front structure.
  • an elongated member at its opposite ends are each preliminarily connected in the manner described with another part of the front structure.
  • the respective projection and the corresponding recess hold the elongated element in the desired relative position to the other parts or at least make it easier to bring the elongated element and the other parts to be connected therewith in the desired final relative position.
  • the permanent connection can therefore be made in a simple manner.
  • parts can be temporarily joined together and the temporary connection can be reversed if it is determined that a wrong part has been used or a part has been improperly positioned and / or aligned. Elaborate loosening of a permanent connection by welding or soldering can therefore be avoided.
  • the front structure is configured in different areas each with at least one projection or a recess for connection to another part.
  • the component may be an elongated member that extends longitudinally and / or from top to bottom (each with respect to the finished rail vehicle), and the front structure may be constructed such that in different longitudinal portions of the elongate member, respectively a connection area for connection to another part, eg a transverse to the first elongate member extending strut, is arranged.
  • the front structure has at least one part, which is an elongated element, in particular a tube, wherein the elongated element is bent, with respect to its longitudinal extent.
  • the part therefore does not run in a straight line in a longitudinal direction, but has at least one curved longitudinal section.
  • elongated elements in particular tubes, which are parts of the front structure, by laser cutting Tailored to the desired length and preferably at least one end of the elongate member is formed in a predetermined manner.
  • Laser cutting allows any three-dimensional transition areas and can be performed very precisely.
  • this predetermined shape preferably has the formation of the at least one projection and / or the at least one recess.
  • the end is also formed by laser cutting and / or otherwise such that the end has a three-dimensional end surface, i.
  • the surface at the end of the elongated element does not extend in one plane only.
  • Such a three-dimensional end is in particular adapted to a correspondingly shaped connecting region of another part of the front structure, so that the end surface of the elongated element or a three-dimensional partial region of the end surface is in full contact with the other part when the parts provisionally contact each other or connected.
  • the projection By engaging the projection in the recess, it is understood that the projection at least partially extends into the recess or extends at least partially through a passage opening, which is the recess.
  • the projection is preferably in contact with the material which forms the recess in such a way that the projection is held in the recess by clamping action.
  • the projection and / or recess is disposed in an end portion of the first elongated member having a three-dimensional end surface (as described above).
  • a particularly stable preliminary i.e., not yet durable, e.g., by welding or soldering
  • This embodiment is stable even before the permanent connection and, because of the two elongate elements extending at a distance from each other, comes out with few individual parts of the front structure.
  • At least one of the elongated elements may be a tube piece, wherein the end region or the connection region with the projection and / or the recess is produced by laser cutting.
  • All supporting parts of the front structure which form a skeleton of the front structure, are preferably made of metal, so that they can be welded or soldered.
  • stiffening, large area elements e.g., in the form of plates or sheets
  • stiffening parts may be made of plastic, e.g. fiber reinforced plastic, and e.g. glued to the scaffolding.
  • These stiffening parts form in particular the largest part of the outer surface of the finished car body in the front area.
  • elongated elements of the front structures on contact surfaces for conditioning of the stiffening parts, so that they can be adhered to the contact surfaces.
  • the front structure has a plurality of connections, each formed by an end portion of a first elongate member and a connecting portion of a second elongate member or other part of the front structure, wherein at least one projection in each connection in a corresponding recess of the engaging the other elongate member or the other part, and wherein the relative positions, shapes and / or orientations of all the projections and / or recesses in the end region and optionally the shapes of the end region and connecting region of each of the elongated elements and parts within the same front structure are unique and matched to a single other, corresponding connection area or end area of another elongated element or part of the front structure, so that, within the same front structure, the end region can be connected exclusively to the corresponding connection region and the at least one projection engages in the corresponding recesses.
  • This preferred embodiment contains two variants.
  • the uniqueness of the connection is achieved by at least two projections with corresponding recesses.
  • the uniqueness of the connection is achieved by a projection and a corresponding recess and by the shapes of the end region and the connection region.
  • the end portion may have a three-dimensional end surface
  • the connection portion may correspond to a three-dimensional abutment surface for the end surface
  • at least two protrusions and corresponding recesses may be provided in the end portion.
  • the relative positions, shapes and / or orientations of all projections and / or recesses in the end region of each of the elongate members and parts and optionally the shapes of the end portion and the connection portion are configured such that the end portion within the same front structure is exclusive may be connected in a single by the projections and corresponding recesses and optionally by the shapes of the end portion and the connecting portion predetermined position and orientation with the corresponding connection region.
  • this will also provide for the creation of the permanent connection, e.g. by welding or soldering, relieved.
  • the scope of the invention further includes a rail vehicle having a front structure in any of the configurations described in this specification.
  • Embodiments, advantages and developments of the manufacturing method correspond to the embodiments described in this description, advantages and further developments of the front structure.
  • the scope of the invention therefore also includes a method for producing a rail vehicle with a front structure.
  • At least two of the elongate elements of a rail vehicle structure, in particular the front structure, are connected to one another by means of projections, wherein the projections are separated from the parts after establishing a permanent connection of the two parts.
  • the projections to be separated serve to pre-position the parts relative to each other, so that the production of the permanent connection is facilitated.
  • a front structure wherein a first of the elongated elements and a second of the elongate elements each have at least one projection, wherein the one projection has a region which engages positively in the other projection, wherein the projections after the production of a permanent connection of the first and second elongate elements are to be separated from the elements to produce a predetermined front structure.
  • a manufacturing method wherein at least a projection is provided on a first of the elongated elements and on a second of the elongated elements, wherein the one projection is an area which is positively inserted into the other projection, wherein the projections are separated from the elements after establishing a permanent connection of the first and the second elongated member to produce a predetermined front structure.
  • the two elements it is possible for the two elements to be connected to one another in each case to be connected to one another at a front end.
  • a projection is or is arranged, which is to be separated after the preparation of the permanent connection of the element.
  • the recesses into which the respective region of the other, associated projection of the other element positively engages may be provided on the projections of the same element or on projections which belong to different elements.
  • the pre-positioning described above can be used in particular to connect parts in a front structure with each other, in which the previously described pairs of a respective recess and a projection can not be permanently present because z.
  • B the shape design of the elements to be joined together the formation of a permanent recess not allowed. This is z.
  • the front structure can therefore have both compounds in which the projections used for pre-positioning are separated or separated, as well as permanently existing recesses and protruding projections.
  • Fig. 1 shows a front structure 1 with two approximately mutually parallel elongate elements 3, 5, which are in particular curved tubes.
  • the elongate element 3 has two curved longitudinal sections 2, 4.
  • the other elongated element 5 is bent in the same way.
  • the elongate elements 3, 5 extend from the top left in the figure initially straight in the longitudinal direction of the rail vehicle to be manufactured, are bent in the first bent longitudinal section 2 so that they extend obliquely downwards, and are at the subsequent second curved longitudinal section 4 so bent so that they run in the further course approximately vertically from top to bottom.
  • the elements 3, 5 are each connected to a bottom platform 15.
  • they are connected to connecting regions 6, 8 of a rear wall 13 of the front segment (in particular driver's cab) to be produced from the front structure.
  • the elongated elements 3, 5 are each connected to one another via a transverse strut 7, 9, 11.
  • the elements 3, 5, 7, 9, 11 and the rear wall 13 and the bottom platform 15 form a stable composite.
  • this stable composite can already be produced by plugging together the elements 3, 5, 7, 9, 11 and the connections between the elements 3, 5 and the rear wall 13 and the bottom platform 15, without these parts already having to be welded or soldered together , Subsequently, the parts can be welded together at the transition regions, in particular by MAG welding (Metallgentgassch dipen).
  • the end regions of the elements 3, 5, 7, 9, 11 and the connecting regions 19 of the elements 3, 5 are preferably shortened and / or shaped in their end regions and connecting regions by laser cutting by means of a laser head which can be positioned in any desired manner with respect to all six degrees of freedom of the movement been that parts like in Fig. 1 shown preliminarily interconnected and correspond to the dimensions of the desired construction.
  • the bent tubular members 3, 5 are used as parts of the front structure.
  • the mentioned bends of the elements 3, 5 are preferably made by a tube bending device, which makes it possible to bend tubes with arbitrary bending radii. Also it allows this Pipe bending device preferably, bending tubes in any direction relative to the longitudinal direction
  • these surface elements are adhered to the contact surfaces.
  • Fig. 1 In relation to Fig. 1 the combination of the manufacturing steps of tube bending, laser cutting, preliminary joining of elements and permanent joining of elements was described. This description is not specific to Fig. 1 shown front structure limited. Rather, it is also on the in Fig. 4 illustrated front structure or any other front structures applicable in which a plurality of parts of the front structure are interconnected. There are also any combinations of only a part of said process steps possible.
  • Fig. 2 shows the transition region between the transverse strut 11 and the first elongate element 3 in the longitudinal section of the second bend 4.
  • Wie Fig. 1 and Fig. 3 can recognize, the cross member 11 has a plate-shaped upper portion 17, on the front side of a web-shaped region 12 is arranged.
  • This web-shaped region 12 extends in Longitudinal direction (approximately in the horizontal direction perpendicular to the direction of travel) of the strut 11 beyond the ends of the plate-shaped portion 17 also covers and (as in Fig.
  • the web-shaped region 12 limits the possible relative positions of the transverse strut 11 and the elongated element 3, so that they can be provisionally connected to each other only in a predetermined manner.
  • the elongate element 3 has two recesses 22, 23 in the region of the bend 4. With these recesses 22, 23, projections 14, 15 correspond to the end surface 16 of the plate-shaped portion 17.
  • “Corresponding” in this case means not only that the projections 14, 15 can be fitted into the recesses 22, 23, but also that their distances and orientations are designed so that they can both be fitted into the recesses 22, 23 at the same time.
  • these shape features are unique within the front structure 1, so that it is not possible to provisionally connect the crossbar 11 via its end surface 16 with another part.
  • transverse strut 11 has behind the plate-shaped region 17 a tubular region 10 with a rectangular tube cross-section. This serves on the one hand the additional stiffening of the transverse strut 11 and thus the front structure and on the other hand allows to attach and carry the internals of the car body.
  • FIG Fig. 4 A variant of the substructure Fig. 1 formed by the elongate elements 3, 5, 7, 9, 11 is in FIG Fig. 4 shown. Again, they are similar to Fig. 1 elongated elements 3, 5 extending parallel to each other, which extend in the roof region of the front structure in a straight line in the longitudinal direction and in two longitudinal sections 2, 4 are bent. However, they are bent in the lower region in a different longitudinal section than in the embodiment of Fig. 1 ,
  • transverse struts 37, 39, 41, 43 which connect the elongated elements 3, 5 together, tube profiles, which extend partially at other locations between the elements 3, 5.
  • top to bottom running Pipe sections 45, 47 are provided, which are connected at the end of the roof portion extending in the longitudinal section of the elements 3, 5 at the base of the bend 2 with the elements.
  • Fig. 5 shows from a different angle than in Fig. 4 the connection between the transverse strut 37 and the elongated element 5.
  • top left in Fig. 5 the bend 2 is recognizable.
  • the tube profile of the elongate element 5 can be seen with at least one inwardly angled contour region, so that a contact surface 53 results.
  • a projection 21 of the cross member 37 is placed, said projection 21 extends beyond the remaining end region of the transverse strut 37.
  • the transverse strut 37 also forms a contact surface 51 which, together with the abutment surface 53 of the element 5, makes it possible to apply a plate-shaped surface element in the roof region of the front structure.
  • the plate-shaped element (not shown) is glued to the contact surfaces 51, 53 as well as to further corresponding contact surfaces, in particular of the other elongate element 3.
  • Fig. 6 shows a tube profile of an elongated member 60 in its end region, wherein the end surface 61 produced in particular by laser cutting at the end around the tube interior, but it does not extend within a plane, but in particular at the transition between an end surface region 63 and an end surface region 62 protrudes. Therefore, the end surface 61 is also in the counterclockwise direction in FIG Fig. 6 from region 62 to region 63, not in a plane.
  • the tube 60 still has an elongated web-like extension 64 which extends parallel to the longitudinal axis of the tube.
  • FIG. 7 Another tube shape has the in Fig. 7 illustrated tube 70, from which also as in Fig. 6 only the end area is shown. Also, the end surface 71 of the tube 70 is a three-dimensional end surface, however, an end surface portion 71 opposite to the remaining portion 72 is formed by a protrusion of the tube wall.
  • Fig. 8 shows the tube profile of another tube 80, wherein the profile two possible contact surfaces 81, 82 forms for plate-shaped elements, which are separated by a longitudinally extending projection 83 of the tube.
  • pipe profile of another tube 90 has at least one such contact surface 92.
  • a first part 101 (eg an elongate element) has two projections 103, 104 which correspond to corresponding recesses 113, 114 of a second part 102. Dashed lines show the position of the first part 101, in which the parts 101, 102 are provisionally connected to each other. In this position, the projections 103, 104 extend through the recesses 113, 114, which are formed as through holes of a wall of the second part 102.
  • the Fig. 11 illustrated variant illustrates that at least one of the projections may be disposed on the second part.
  • the first part 111 therefore points at the location of the first projection 103 Fig. 10 (or another location) has a recess 123. This corresponds to a first projection 125, which is arranged on the second part 112.
  • a second projection 124 which is formed on the first part 111, corresponds to a second recess 126 of the second part 112.
  • the mounted position of the first part 111 is again shown by dashed lines.
  • the combinations of 10 and 11 illustrates that similar transition regions between two different parts can be provided in different ways with recesses and projections, so that the parts can be provisionally connected together only in a single, predetermined manner by mating.
  • Fig. 12 shows a further variant of such a compound.
  • a projection 133 is provided, which corresponds to a recess 134 of the second part 142.
  • the end surface 136 is at its top in FIG Fig. 12 beveled end shown (oblique area 137).
  • the second part 142 has a corresponding beveled area 139. Dashed lines again show the mounted position of the part 141.
  • the combination of projection 133 and corresponding recess 134 with the inclined surface regions 137, 139 ensures in particular the uniqueness of the connection within a front structure and also that the two parts 141, 142 can be connected to each other only according to a predetermined orientation relative to each other.
  • Fig. 13 shows two parts to be joined together a rail vehicle construction, in particular parts of a front structure.
  • a first part 152a and a second part 152b are to be permanently connected to each other.
  • Each of the two parts 152 has a free frontal end at which it is to be connected to the other part 152.
  • a projection 155a, 155b is formed on the first part 152a, in each case on opposite sides in the end region of the part 152a, the projections 155 each having a recess into which a region 154a, 154b of the other part 152b engages in a form-fitting manner.
  • This area 154 of the other part 152b is also formed on a projection 153a, 153b of the other part 152b.
  • the two parts 152 are accurately and reproducibly positioned and fixed to one another, so that the parts can now be welded together or also be soldered together.
  • Fig. 14 shows a variant of the arrangement 151 in FIG Fig. 13
  • the two parts 162a, 162b to be joined together have substantially the same design features that (as far as with the embodiment of FIG Fig. 13 matching) with the same reference numerals.
  • at least one of the parts 162 is configured differently than the parts 152 according to FIG Fig. 13
  • the modified embodiment relates to the front end and - as a result - the distance to the front end of the other part 152 or 162.
  • the arrangement 151 according to Fig. 13 remains between the front ends of the prepositioned parts 152 a fixedly defined, predetermined gap, which serves to absorb used during welding or soldering additional material and / or to absorb during welding or soldering by heat liquefied material of the parts 152.
  • the protrusions 153, 155 on both opposite sides along the dashed lines are separated from the interconnected parts 152 and 162, respectively.
  • the dashed lines extend in particular in the direction and in extension of the Au ⁇ enr selected the parts 152, 162 or in general one of the parts.

Landscapes

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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Connection Of Plates (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Frontstruktur (1; 31) eines Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Lokomotive, wobei - die Frontstruktur (1; 31) eine Mehrzahl von langgestreckten Elementen (3, 5, 7, 9, 11) als tragende Elemente der Frontstruktur aufweist, - zumindest ein erstes (7, 9, 11) der langgestreckten Elemente (3, 5, 7, 9, 11) an einem Endbereich des ersten Elements mit einem zweiten (3, 5) der langgestreckte Elemente (3, 5, 7, 9, 11) verbunden ist, - in dem Endbereich des ersten langgestreckten Elements (7, 9, 11) und/oder in einem Verbindungsbereich des zweiten langgestreckten Elements (3, 5) zumindest ein Vorsprung (14, 15) ausgebildet ist, - in dem Verbindungsbereich des zweiten langgestreckten Elements (3, 5) und/oder in dem Endbereich des ersten langgestreckten Elements (7, 9, 11) zumindest eine Aussparung (22, 23) ausgebildet ist, die mit dem zumindest einen Vorsprung (14, 15) korrespondiert und in die der Vorsprung (14, 15) eingreift.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Frontstruktur eines Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Lokomotive. Ferner betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Frontstruktur. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Frontstruktur eines Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Lokomotive.
  • Frontstrukturen von Schienenfahrzeugen bilden das vordere oder in vielen Fällen gleichartig gestaltete hintere Ende eines Wagenkastens. Insbesondere kann sich die Frontstruktur in Längsrichtung (d.h. in Fahrtrichtung) des Schienenfahrzeugs über einen Bereich erstrecken, der ungefähr dem Fahrerabteil entspricht, wenn es sich um eine Lokomotive oder ein sonstiges Schienenfahrzeug mit einem Fahrerabteil handelt.
  • Z.B. EP 0756979 A1 beschreibt einen Führerraum für den Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs, wobei die Außenbeblechung mit Profilen mittels Schweißnähten verschweißt ist und mit einer Kernplatte einen Sandwichverbund bildet. Der Wagenkasten weist im Frontbereich außerdem Seitenwandsäulen und Profile auf, die mittels Schweißnähten mit der Außenbeblechung zusammengeschweißt sind, um zwischen diesen Bauteilen einen guten Kraftfluss sicherzustellen.
  • Die Struktur im Frontbereich kann auch als Frontsegmentstruktur bezeichnet werden, da die Frontstruktur in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs ein Segment bzw. einen Abschnitt des Wagenkastens bildet. Die Erfindung betrifft daher insbesondere auch einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs mit einer Frontstruktur.
  • Frontstrukturen, insbesondere von Lokomotiven, müssen besondere mechanische Anforderungen erfüllen. Einerseits muss die geforderte Formstabilität im normalen Betrieb gewährleistet sein. Andererseits wird der Frontbereich für ein gewünschtes Verhalten beim Aufprall ausgelegt. Insbesondere muss bei Stoßkräften aus verschiedenen Richtungen jeweils Stoßenergie aufgenommen werden und zu einer definierten Verformung der Frontstruktur führen, jedoch den im Frontbereich befindlichen Personen ausreichend Raum dabei lassen.
  • Erforderlich ist es daher insbesondere, die geplante Konstruktion der Frontstruktur präzise mit geringen Fertigungstoleranzen herzustellen. Da Schienenfahrzeuge aber in sehr viel geringeren Stückzahlen hergestellt werden als Straßenkraftfahrzeuge, handelt es sich bei den Bauteilen der Frontstruktur um Einzelanfertigungen in wenigen Stückzahlen. Üblich ist es, die tragenden Teile der Frontstruktur, insbesondere Rohre und Streben, in Handarbeit auf die erforderliche Länge zuzuschneiden, miteinander zu verschweißen, aussteifende Bleche mit den tragenden Teilen zu verbinden und auf Fertigungstoleranzen zurückzuführende Abweichungen von der gewünschten Form durch nachträgliches Richten zu minimieren. Dabei wird eine Vielzahl von Einzelteilen zu der Frontstruktur verbunden. Dabei kann es dazu kommen, dass ähnlich aussehende Einzelteile miteinander verwechselt und vertauscht werden, so dass z.B. eine zu kurze oder zu lange Strebe mit einem anderen tragenden Teil verschweißt wird.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Bau einer Frontstruktur der zuvor genannten Art zu ermöglichen, wobei der Aufwand für die Fertigung reduziert wird, und insbesondere sollen Fertigungstoleranzen minimiert werden und der Aufwand für ein nachträgliches Richten verringert oder vermieden werden. Insbesondere soll möglichst die Anzahl der miteinander zu verbindenden Einzelteile verringert werden und sollen Vertauschungen von einander ähnlichen Einzelteilen vermieden werden.
  • Gemäß einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung werden im Übergangsbereich von verschiedenen Teilen der Frontstruktur, insbesondere im Übergangsbereich von zumindest einem langgestreckten Element zu einem anderen Teil der Frontstruktur, Vorsprünge und Aussparungen ausgebildet. Dabei korrespondiert in jedem Übergangsbereich, soweit er in der erfindungsgemäßen Weise ausgestaltet wird, zumindest ein Vorsprung an einem ersten Teil mit einer Aussparung an einem zweiten Teil und werden die Teile beim Herstellen ihrer Verbindung zunächst derart relativ zueinander angeordnet, dass der zumindest eine Vorsprung in die korrespondierende Aussparung eingreift. Dadurch ist die Verbindung vorläufig hergestellt. Nun kann die Verbindung dauerhaft ausgestaltet werden, insbesondere durch Verschweißen oder miteinander verlöten der beiden Teile miteinander. Eine vorläufige Verbindung kann korrigiert werden, so dass die Präzision ohne großen Aufwand erhöht werden kann.
  • Vorzugsweise werden der zumindest eine Vorsprung und die korrespondierende Aussparung derart aufeinander abgestimmt, dass für das Einbringen des Vorsprungs in die Aussparung ein Widerstand unter Aufbringung einer entsprechenden Kraft überwunden werden muss. Insbesondere entsteht dabei aufgrund der Form und der Abmessungen des Vorsprungs und der Aussparung eine Klemmwirkung, die den Vorsprung in der Aussparung hält oder zumindest ein Verbleiben des Vorsprungs in der Aussparung unterstützt. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, das Verbleiben des Vorsprungs in der korrespondierenden Aussparung durch zusätzliche Maßnahmen zu sichern, bevor die dauerhafte Verbindung hergestellt wird, d.h. insbesondere bevor die Teile miteinander verschweißt oder verlötet werden. Z.B. kann der Vorsprung verformt werden, nachdem er in die Aussparung eingebracht worden ist. Auch hierdurch kann eine Klemmwirkung erzielt werden. Auch ist es möglich, ein zusätzliches Sicherungselement an dem Vorsprung und/oder im Bereich der Aussparung anzubringen, z.B. einen Sicherungsstift, der in eine Durchgangsöffnung des Vorsprungs eingebracht wird.
  • In jedem Fall, auch wenn die vorläufige Verbindung der beiden Teile nicht durch eine Klemmwirkung und/oder auf andere Weise gegen ein Lösen der Verbindung gesichert ist, erleichtern der zumindest eine Vorsprung und die zumindest eine korrespondierende Aussparung das richtige Verbinden von Bauteilen der Frontstruktur. Insbesondere kann z.B. ein langgestrecktes Element an seinen gegenüberliegenden Enden jeweils in der beschriebenen Weise mit einem anderen Teil der Frontstruktur vorläufig verbunden werden. Der jeweilige Vorsprung und die korrespondierende Aussparung halten das langgestreckte Element in der gewünschten Relativposition zu den anderen Teilen oder erleichtern es zumindest, das langgestreckte Element und die damit zu verbindenden anderen Teile in die gewünschte endgültige Relativposition zu bringen. Die dauerhafte Verbindung kann daher in einfacher Weise hergestellt werden. Außerdem können Teile vorläufig miteinander verbunden werden und kann die vorläufige Verbindung wieder rückgängig gemacht werden, wenn festgestellt wird, dass ein falsches Teil verwendet wurde oder ein Teil falsch positioniert und/oder ausgerichtet war. Aufwendiges Lösen einer an sich dauerhaften Verbindung durch Schweißen oder Löten kann daher vermieden werden.
  • Bevorzugtermaßen wird zumindest ein Teil der Frontstruktur in verschiedenen Bereichen jeweils mit zumindest einem Vorsprung oder einer Aussparung für eine Verbindung mit einem anderen Teil ausgestaltet. Z.B. kann es sich bei dem Bauteil um ein langgestrecktes Element handeln, das sich in Längsrichtung und/oder von oben nach unten (jeweils in Bezug auf das fertig hergestellte Schienenfahrzeug) erstreckt und kann die Frontstruktur so konstruiert sein, dass in verschiedenen Längsabschnitten des langgestreckten Elements jeweils ein Verbindungsbereich zur Verbindung mit einem anderen Teil, z.B. einer quer zu dem ersten langgestreckten Element verlaufende Strebe, angeordnet ist.
  • Diese Aussparungen und/oder Vorsprünge können zunächst in vorgegebener Weise hergestellt werden. Durch die Vorsprünge und/oder Aussparungen wird die Montage der Frontstruktur erleichtert, weil die Teile insbesondere zu einer vorläufig verbundenen, aber bereits in sich stabilen Konstruktion zusammengesteckt werden können. Daher ist es möglich und sogar für die Herstellung einer stabilen vorläufig zusammengesteckten Konstruktion vorteilhaft, wenn zumindest einzelne Teile der Frontstruktur möglichst groß ausgestaltet sind. In Bezug auf langgestreckte Elemente bedeutet ein möglichst großes Bauteil ein möglichst langes Bauteil. Es wird daher bevorzugt, dass zumindest ein Teil der Frontstruktur ein langgestrecktes Element ist, welches sich in zumindest einer Richtung und vorzugsweise in zwei verschiedenen Richtungen über die gesamte Erstreckung der fertigen Frontstruktur in der jeweiligen Richtung erstreckt.
  • Mit dem zuletzt genannten Gedanken ist ein weiterer Grundgedanke der vorliegenden Erfindung verbunden, der vorzugsweise mit dem zuerst beschriebenen Grundgedanken kombiniert wird, aber auch unabhängig davon realisiert werden kann. Gemäß dem zweiten Grundgedanken weist die Frontstruktur zumindest ein Teil auf, das ein langgestrecktes Element ist, insbesondere ein Rohr, wobei das langgestreckte Element gebogen ist, und zwar in Bezug auf seine Längserstreckung. Das Teil verläuft daher nicht geradlinig in einer Längsrichtung, sondern weist zumindest einen gebogenen Längsabschnitt auf. Zur Herstellung eines solchen Teils wird z.B. zunächst ein langgestrecktes Element, das geradlinig in Längsrichtung verläuft, gebogen.
  • Gemäß einem dritten Grundgedanken der vorliegenden Erfindung, der vorzugsweise mit dem ersten und/oder dem zweiten Grundgedanken kombiniert wird, aber auch unabhängig von dem ersten und zweiten Grundgedanken realisiert werden kann, werden langgestreckte Elemente, insbesondere Rohre, die Teile der Frontstruktur sind, durch Laserschneiden auf die gewünschte Länge zugeschnitten und wird vorzugsweise dabei zumindest ein Ende des langgestreckten Elements in einer vorgegebenen Weise geformt. Laserschneiden ermöglicht beliebige dreidimensionale Übergangsbereiche und kann sehr präzise ausgeführt werden. Diese vorgegebene Form weist im Fall des ersten Grundgedankens vorzugsweise die Ausbildung des zumindest einen Vorsprungs und/oder der zumindest einen Aussparung auf. Bevorzugtermaßen wird das Ende jedoch außerdem durch Laserschneiden und/oder auf andere Weise so ausgebildet, dass das Ende eine dreidimensionale Endfläche aufweist, d.h. die Oberfläche am Ende des langgestreckten Elements sich nicht lediglich in einer Ebene erstreckt. Ein solches dreidimensionales Ende ist insbesondere auf einen korrespondierend ausgeformten Verbindungsbereich eines anderen Teils der Frontstruktur abgestimmt, so dass die Endfläche des langgestreckten Elements oder ein dreidimensionaler Teilbereich der Endfläche vollflächig und/oder durchgehend in Kontakt mit dem anderen Teil ist, wenn die Teile vorläufig miteinander kontaktiert oder verbunden werden.
  • Insbesondere wird Folgendes vorgeschlagen: eine Frontstruktur eines Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Lokomotive, wobei
    • die Frontstruktur eine Mehrzahl von langgestreckten Elementen als tragende Elemente der Frontstruktur aufweist,
    • zumindest ein erstes der langgestreckten Elemente an einem Endbereich des ersten Elements mit einem zweiten der langgestreckte Elemente verbunden ist, insbesondere verschweißt ist,
    • in dem Endbereich des ersten langgestreckten Elements und/oder in einem Verbindungsbereich des zweiten langgestreckten Elements zumindest ein Vorsprung ausgebildet ist,
    • in dem Verbindungsbereich des zweiten langgestreckten Elements und/oder in dem Endbereich des ersten langgestreckten Elements zumindest eine Aussparung ausgebildet ist, die mit dem zumindest einen Vorsprung korrespondiert und in die der Vorsprung eingreift.
  • Unter einem Eingreifen des Vorsprungs in die Aussparung wird verstanden, dass sich der Vorsprung zumindest teilweise in die Aussparung hineinerstreckt oder sich zumindest teilweise durch eine Durchgangsöffnung, die die Aussparung ist, hindurcherstreckt. Dabei ist der Vorsprung vorzugsweise derart mit dem Material, welches die Aussparung bildet, in Kontakt, dass der Vorsprung durch Klemmwirkung in der Aussparung gehalten wird.
  • Bevorzugtermaßen ist der Vorsprung und/oder die Aussparung in einem Endbereich des ersten langgestreckten Elements angeordnet, der (wie oben beschrieben) eine dreidimensionale Endfläche aufweist. Dadurch kann bereits mit einem einzigen Vorsprung und einer korrespondierenden Aussparung eine besonders stabile vorläufige (d.h. noch nicht z.B. durch Schweißen oder Löten dauerhafte) Verbindung zwischen den beiden Teilen hergestellt werden. Dies gilt auch nicht nur für zwei langgestreckte Elemente, die miteinander verbunden werden, sondern auch für ein langgestrecktes Element mit dem Endbereich und ein anderes Teil der Frontstruktur.
  • Eine solche Kombination einer dreidimensionalen Endfläche mit einer Aussparung oder einem Vorsprung sowie mit einem entsprechend gestalteten Verbindungsbereich eines anderen Teils der Frontstruktur mit korrespondierender Aussparung und/oder Vorsprung ermöglicht es auch, wie später noch genauer erläutert wird, eine vorläufige Verbindung von falsch miteinander kombinierten Teilen zu verhindern.
  • Insbesondere können zwei der zweiten langgestreckten Elemente in einem Abstand zueinander und insbesondere ungefähr parallel zueinander verlaufen und dabei
    • sich im Dachbereich der Frontstruktur in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs erstrecken und
    • beginnend im Dachbereich abgebogen verlaufen und sich nach unten erstrecken,
    wobei zumindest eines der ersten langgestreckten Elemente als Querstrebe an entgegengesetzten Enden jeweils in dem Endbereich mit einem der zweiten langgestreckten Elemente oder einem anderen Teil der Frontstruktur verbunden ist.
  • Diese Ausgestaltung ist bereits vor dem dauerhaften Verbinden stabil und kommt aufgrund der zwei in einem Abstand zueinander verlaufenden langgestreckten Elemente mit wenigen Einzelteilen der Frontstruktur aus.
  • Insbesondere kann zumindest eines der langgestreckten Elemente ein Rohrstück sein, wobei der Endbereich bzw. der Verbindungsbereich mit dem Vorsprung und/oder der Aussparung durch Laserschneiden hergestellt ist. Auf die Vorteile des Laserschneidens und auf die Möglichkeiten der Herstellung von dreidimensionalen Endflächen wurde bereits eingegangen.
  • Alle tragenden Teile der Frontstruktur, die ein Gerüst der Frontstruktur bilden, sind vorzugsweise aus Metall gefertigt, so dass sie verschweißt oder verlötet werden können. Aussteifende, großflächige Elemente (z.B. in der Form von Platten oder Blechen) können jedoch aus Kunststoff gefertigt werden, z.B. faserverstärktem Kunststoff, und z.B. mit dem Gerüst verklebt werden. Diese aussteifenden Teile bilden insbesondere den größten Teil der Außenoberfläche des fertigen Wagenkastens im Frontbereich. Vorzugsweise weisen langgestreckte Elemente der Frontstrukturen Anlageflächen zur Anlage der aussteifenden Teile auf, so dass diese an den Anlageflächen angeklebt werden können.
  • In besonderer, bevorzugter Ausgestaltung weist die Frontstruktur eine Mehrzahl von Verbindungen auf, die jeweils durch einen Endbereich eines ersten langgestreckten Elements und einen Verbindungsbereich eines zweiten langgestreckten Elements oder anderen Teils der Frontstruktur gebildet werden, wobei an jeder Verbindung zumindest ein Vorsprung in eine korrespondierende Aussparung des anderen langgestreckten Elements oder des anderen Teils eingreift und wobei die Relativpositionen, die Formen und/oder die Ausrichtungen aller Vorsprünge und/oder Aussparungen im Endbereich bzw. Verbindungsbereich und optional die Formen des Endbereichs und des Verbindungsbereichs jedes der langgestreckten Elemente und Teile innerhalb derselben Frontstruktur einzigartig und auf einen einzigen anderen, korrespondierenden Verbindungsbereich bzw. Endbereich eines anderen langgestreckten Elements oder Teils der Frontstruktur abgestimmt sind, sodass innerhalb derselben Frontstruktur der Endbereich ausschließlich mit dem korrespondierenden Verbindungsbereich verbunden sein kann und dabei der zumindest eine Vorsprung in die korrespondierende Aussparungen eingreift. Diese bevorzugte Ausgestaltung enthält zwei Varianten. Bei der einen Variante wird die Einzigartigkeit der Verbindung durch zumindest zwei Vorsprünge mit korrespondierenden Aussparungen erreicht. Bei der anderen Variante wird die Einzigartigkeit der Verbindung durch einen Vorsprung und eine korrespondierende Aussparung sowie durch die Formen des Endbereichs und des Verbindungsbereichs erreicht. Selbstverständlich sind Kombinationen der beiden Varianten möglich. Z.B. kann der Endbereich eine dreidimensionale Endfläche aufweisen, kann der Verbindungsbereich korrespondierend eine dreidimensionale Anlagefläche für die Endfläche aufweisen und können dennoch zumindest zwei Vorsprünge und korrespondierende Aussparungen in dem Endbereich bzw. Verbindungsbereich vorgesehen sein.
  • Die Einzigartigkeit der Verbindungen und die Tatsache, dass zwei Teile deshalb nicht mehr falsch miteinander kombiniert und vorläufig verbunden werden können, verringert den Aufwand für die Herstellung von Frontstrukturen erheblich, da Fehler sicher vermieden werden können. Dabei sei betont, dass die zumindest eine Aussparung und der korrespondierende Vorsprung das Auffinden der richtigen Kombination von Teilen und das richtige vorläufige Verbinden der beiden Teile wesentlich erleichtert.
  • Bei einer Weiterbildung wird erreicht, dass nicht nur die korrespondierenden Teile miteinander verbunden werden, sondern auch eine vorgegebene Position und Ausrichtung der korrespondierenden Teile sicher erzielt wird. Gemäß dieser Weiterbildung sind die Relativpositionen, die Formen und/oder die Ausrichtungen aller Vorsprünge und/oder Aussparungen im Endbereich bzw. Verbindungsbereich jedes der langgestreckten Elemente und Teile und optional die Formen des Endbereichs und des Verbindungsbereichs derart ausgestaltet, dass der Endbereich innerhalb derselben Frontstruktur ausschließlich in einer einzigen durch die Vorsprünge und korrespondierenden Aussparungen und optional durch die Formen des Endbereichs und des Verbindungsbereichs vorgegebenen Position und Ausrichtung mit dem korrespondierenden Verbindungsbereich verbunden sein kann.
  • Außer der richtigen Positionierung und Ausrichtung wird dadurch auch die Herstellung der dauerhaften Verbindung, z.B. durch Schweißen oder Löten, erleichtert.
  • Zum Umfang der Erfindung gehört ferner ein Schienenfahrzeug mit einer Frontstruktur in einer der Ausgestaltungen, die in dieser Beschreibung beschrieben werden.
  • Außerdem gehört zum Umfang der Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Frontstruktur eines Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Lokomotive, wobei
    • eine Mehrzahl von langgestreckten Elementen als tragende Elemente der Frontstruktur bereitgestellt werden,
    • zumindest ein erstes der langgestreckten Elemente an einem Endbereich des ersten Elements mit einem zweiten der langgestreckte Elemente verbunden wird,
    • in dem Endbereich des ersten langgestreckten Elements und/oder in einem Verbindungsbereich des zweiten langgestreckten Elements zumindest ein Vorsprung ausgebildet wird,
    • in dem Verbindungsbereich des zweiten langgestreckten Elements und/oder in dem Endbereich des ersten langgestreckten Elements zumindest eine Aussparung ausgebildet wird, die mit dem zumindest einen Vorsprung korrespondiert,
    • der Vorsprung in die Aussparung eingebracht wird und dadurch die Verbindung der Elemente zumindest vorläufig hergestellt wird.
  • Ausgestaltungen, Vorteile und Weiterbildungen des Herstellungsverfahrens entsprechen den in dieser Beschreibung beschriebenen Ausgestaltungen, Vorteilen und Weiterbildungen der Frontstruktur. Insbesondere gehört zum Umfang der Erfindung daher auch ein Verfahren zum Herstellen eines Schienenfahrzeugs mit einer Frontstruktur.
  • Gemäß einem weiteren Gedanken der vorliegenden Erfindung werden zumindest zwei der lang gestreckten Elemente einer Schienenfahrzeug-Struktur, insbesondere der Frontstruktur, mithilfe von Vorsprüngen miteinander verbunden, wobei die Vorsprünge nach dem Herstellen einer dauerhaften Verbindung der beiden Teile von den Teilen abgetrennt werden. Die abzutrennenden Vorsprünge dienen der Vorpositionierung der Teile relativ zueinander, so dass das Herstellen der dauerhaften Verbindung erleichtert ist. Insbesondere wird daher Folgendes vorgeschlagen: Eine Frontstruktur, wobei ein erstes der langgestreckten Elemente und ein zweites der langgestreckten Elemente jeweils zumindest einen Vorsprung aufweisen, wobei der eine Vorsprung einen Bereich aufweist, der formschlüssig in den anderen Vorsprung eingreift, wobei die Vorsprünge nach dem Herstellen einer dauerhaften Verbindung des ersten und des zweiten langgestreckten Elements von den Elementen abzutrennen sind, um eine vorgegebene Frontstruktur herzustellen.
  • Ferner wird vorgeschlagen: Ein Herstellungsverfahren, wobei an einem ersten der langgestreckten Elemente und an einem zweiten der langgestreckten Elemente jeweils zumindest ein Vorsprung vorgesehen wird, wobei der eine Vorsprung einen Bereich aufweist, der formschlüssig in den anderen Vorsprung eingebracht wird, wobei die Vorsprünge nach dem Herstellen einer dauerhaften Verbindung des ersten und des zweiten langgestreckten Elements von den Elementen abgetrennt werden, um eine vorgegebene Frontstruktur herzustellen.
  • Insbesondere ist es möglich, dass die beiden miteinander zu verbindenden Elemente jeweils an einem stirnseitigen Ende miteinander verbunden werden. In diesem Fall wird es bevorzugt, dass an gegenüberliegenden Seiten jeweils im Endbereich des Elements jeweils ein Vorsprung angeordnet ist bzw. wird, der nach der Herstellung der dauerhaften Verbindung von dem Element abzutrennen ist. Dabei können die Aussparungen, in die der jeweilige Bereich des anderen, zugeordneten Vorsprungs des anderen Elements formschlüssig eingreift, an den Vorsprüngen desselben Elements oder an Vorsprüngen vorgesehen sein, die zu verschiedenen Elementen gehören.
  • Die zuvor beschriebene Vorpositionierung kann insbesondere dazu genutzt werden, in einer Frontstruktur Teile miteinander zu verbinden, in denen die ebenfalls zuvor beschriebenen Paare von jeweils einer Aussparung und einem Vorsprung nicht dauerhaft vorhanden sein können, weil z. B. die Formgestaltung der miteinander zu verbindenden Elemente die Ausbildung einer dauerhaft vorhandenen Aussparung nicht erlaubt. Dies ist z. B. bei dünnen, plattenförmigen langgestreckten Elementen der Fall, bei denen die Aussparung die Formstabilität des Elements erheblich schwächen würde. Die Frontstruktur kann daher sowohl Verbindungen aufweisen, bei denen die zur Vorpositionierung verwendeten Vorsprünge abgetrennt werden oder abgetrennt wurden, als auch dauerhaft vorhandene Aussparungen und darein eingreifende Vorsprünge.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine erste Ausführungsform einer Frontstruktur,
    Fig. 2
    einen vergrößert dargestellten Teilbereich der Frontstruktur in Fig. 1, wobei der Teilbereich in Fig. 1 durch einen mit II bezeichneten Kreis umrandet ist,
    Fig. 3
    den in Fig. 2 dargestellten Teilbereich aus einem anderen Blickwinkel, wobei jedoch die in diesem Teilbereich angeordneten Teile in einer Relativposition dargestellt sind, in der sie noch nicht vorläufig miteinander verbunden sind,
    Fig. 4
    eine zweite Ausführungsform einer Frontstruktur,
    Fig. 5
    in vergrößerter Darstellung einen Teilbereich der in Fig. 4 dargestellten Frontstruktur, wobei der Teilbereich in Fig. 4 durch einen mit V bezeichneten Kreis umrandet ist,
    Fig. 6
    eine perspektivische Darstellung eines ersten Rohrprofils eines langgestreckten Elements für eine Frontstruktur, wobei der Endbereich des Rohrs eine dreidimensionale Endfläche aufweist,
    Fig. 7
    ein weiteres Rohrprofil für ein langgestrecktes Element einer Frontstruktur, wobei der Endbereich wiederum eine dreidimensionale Endfläche aufweist,
    Fig. 8
    ein weiteres Rohrprofil im Querschnitt für ein langgestrecktes Element als Teil einer Frontstruktur,
    Fig. 9
    noch ein weiteres Rohrprofil im Querschnitt für ein langgestrecktes Element als Teil einer Frontstruktur,
    Fig. 10
    schematisch Teilbereiche eines ersten und eines zweiten Teils einer Frontstruktur, wobei zwei Vorsprünge und korrespondierende Aussparungen zur Herstellung einer vorläufigen Verbindung der beiden Teile dargestellt sind,
    Fig. 11
    eine schematische Darstellung ähnlich der in Fig. 10, wobei jedoch die Vorsprünge und korrespondierenden Aussparungen anders als im Fall der Fig. 10 ausgestaltet sind,
    Fig. 12
    schematisch eine weitere Kombination von zwei Teilen einer Frontstruktur, wobei lediglich ein Vorsprung und eine korrespondierende Aussparung vorgesehen sind, jedoch die Einzigartigkeit der Kombination der beiden Teile zusätzlich durch die Gestaltung dreidimensionaler Oberflächen im Übergangsbereich gewährleistet ist,
    Fig. 13
    in perspektivischer Darstellung zwei miteinander zu verbindende Teile, insbesondere einer Frontstruktur, wobei Vorsprünge vorgesehen sind, die formschlüssig ineinander eingreifen und auf diese Weise ein Vorpositionieren der Teile vor der Herstellung einer dauerhaften Verbindung ermöglichen, und
    Fig. 14
    eine Variante der Anordnung gemäß Fig. 13 mit einer Modifikation im Bereich der stirnseitigen Enden der miteinander zu verbindenden Teile.
  • Fig. 1 zeigt eine Frontstruktur 1 mit zwei etwa parallel zueinander verlaufenden langgestreckten Elementen 3, 5, die insbesondere gebogene Rohre sind. Das langgestreckte Element 3 weist zwei gebogene Längsabschnitte 2, 4 auf. Das andere langgestreckte Element 5 ist in gleicher Weise abgebogen.
  • Die langgestreckten Elemente 3, 5 verlaufen von links oben in der Figur ausgesehen zunächst geradlinig in Längsrichtung des herzustellenden Schienenfahrzeugs, sind in dem ersten gebogenen Längsabschnitt 2 abgebogen, so dass sie schräg nach unten verlaufen, und sind an dem darauf folgenden zweiten gebogenen Längsabschnitt 4 so abgebogen, dass sie im weiteren Verlauf etwa senkrecht von oben nach unten verlaufen. An ihrem unteren Ende sind die Elemente 3, 5 jeweils mit einer Bodenplattform 15 verbunden. An ihrem hinteren Ende sind sie mit Verbindungsbereichen 6, 8 einer Rückwand 13 des aus der Frontstruktur herzustellenden Frontsegments (insbesondere Fahrerkabine) verbunden.
  • An jeweils drei verschiedenen Verbindungsbereichen 19a, 19b, 19c sind die langgestreckten Elemente 3, 5 jeweils über eine Querstrebe 7, 9, 11 miteinander verbunden. Auf diese Weise bilden die Elemente 3, 5, 7, 9, 11 sowie die Rückwand 13 und die Bodenplattform 15 einen stabilen Verbund. Dieser stabile Verbund kann vorläufig bereits durch Zusammenstecken der Elemente 3, 5, 7, 9, 11 und der Verbindungen zwischen den Elementen 3, 5 und der Rückwand 13 sowie der Bodenplattform 15 hergestellt werden, ohne dass diese Teile bereits miteinander verschweißt oder verlötet werden müssen. Anschließend können die Teile an den Übergangsbereichen miteinander verschweißt werden, insbesondere durch MAG-Schweißen (Metallaktivgasschweißen). Insbesondere die Endbereiche der Elemente 3, 5, 7, 9, 11 sowie die Verbindungsbereiche 19 der Elemente 3, 5 sind vorzugsweise durch Laserschneiden mittels eines insbesondere bezüglich aller sechs Freiheitsgrade der Bewegung beliebig positionierbaren Laserkopf derart gekürzt und/oder in ihren Endbereichen und Verbindungsbereichen geformt worden, dass die Teile wie in Fig. 1 dargestellt vorläufig miteinander verbunden werden können und die Abmessungen der gewünschten Konstruktion entsprechen. Dabei werden, wie erwähnt, die gebogenen rohrförmigen Elemente 3, 5 als Teile der Frontstruktur verwendet. Auch die erwähnten Biegungen der Elemente 3, 5 werden vorzugsweise durch eine Rohrbiegeeinrichtung hergestellt, die es ermöglicht, Rohre mit beliebigen Biegeradien zu biegen. Auch ermöglicht es diese Rohrbiegeeinrichtung vorzugsweise, Rohre in beliebigen Richtungen relativ zur Längsrichtung abzubiegen
  • Wie noch näher beschrieben wird, weisen einige der genannten Elemente der Frontstruktur 1 Anlageflächen zum Anlegen von plattenförmigen oder blechförmigen Oberflächenelementen des Wagenkastens auf. Vorzugsweise werden diese Oberflächenelemente an den Anlageflächen angeklebt.
  • In Bezug auf Fig. 1 wurde die Kombination der Herstellungsschritte Rohrbiegen, Laserschneiden, vorläufiges Verbinden von Elementen und dauerhaftes Verbinden von Elementen beschrieben. Diese Beschreibung ist nicht auf die konkret in Fig. 1 dargestellte Frontstruktur beschränkt. Sie ist vielmehr auch auf die in Fig. 4 dargestellte Frontstruktur oder auf beliebige andere Frontstrukturen anwendbar, bei denen mehrere Teile der Frontstruktur miteinander verbunden werden. Es sind auch beliebige Kombinationen von nur einem Teil der genannten Verfahrensschritte möglich.
  • Insbesondere bei Ausführung aller dieser Verfahrensschritte kann jedoch insbesondere wegen des Laserschneidens und der vorläufigen Verbindung der Teile erreicht werden, dass die Fertigungstoleranzen sehr gering sind. Insbesondere kann daher auf ein nachträgliches Richten ganz oder teilweise verzichtet werden. Ferner kann wegen der vorläufigen Verbindung die für das Schweißen oder Löten der Verbindungen benötigte Zeit reduziert werden. Z.B. kann der Schweißbrenner auf einfache Weise entlang der für die Herstellung von Schweißnähten vorgegebenen Linien verfahren werden und muss wegen des vorläufig hergestellten, aber zumindest bereits teilweise stabilen Verbundes nicht oder nur mit geringem Aufwand dafür gesorgt werden, dass die miteinander zu verbindenden Teile in der gewünschten Relativposition sind.
  • Bei der Konstruktion und Herstellung der Einzelteile können Maßveränderungen durch Verzug beim Schweißen bereits vorab mit einbezogen werden, so dass sich durch das Schweißen die von vornherein gewünschten Abmessungen ergeben.
  • Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel für eine Verbindung zwischen zwei Teilen der Frontstruktur 1 anhand von Fig. 2 und Fig. 3 beschrieben. Fig. 2 zeigt den Übergangsbereich zwischen der Querstrebe 11 und dem ersten langgestreckten Element 3 in dem Längsabschnitt der zweiten Biegung 4. Wie Fig. 1 und Fig. 3 erkennen lassen, weist die Querstrebe 11 einen plattenförmigen oberen Bereich 17 auf, an dessen Vorderseite ein stegförmiger Bereich 12 angeordnet ist. Dieser stegförmige Bereich 12 erstreckt sich in Längsrichtung (etwa in horizontaler Richtung senkrecht zur Fahrtrichtung) der Strebe 11 über die Enden des plattenförmigen Bereichs 17 hinaus und deckt (wie in Fig. 2 erkennbar ist) einen kleinen Teil der Oberfläche des langgestreckten Elements 3 und entsprechend auf der anderen Seite des langgestreckten Elements 5 ab. Gemeinsam mit den im Folgenden beschriebenen Vorsprüngen und Aussparungen beschränkt der stegförmige Bereich 12 die möglichen Relativpositionen der Querstrebe 11 und des langgestreckten Elements 3, so dass diese nur in einer vorgegebenen Weise vorläufig miteinander verbunden werden können.
  • In dem Ausführungsbeispiel weist das langgestreckte Element 3 im Bereich der Biegung 4 zwei Aussparungen 22, 23 auf. Mit diesen Aussparungen 22, 23 korrespondieren Vorsprünge 14, 15 an der Endfläche 16 des plattenförmigen Bereichs 17. "Korrespondieren" bedeutet in diesem Fall nicht nur, dass die Vorsprünge 14, 15 jeweils in die Aussparungen 22, 23 eingepasst werden können, sondern auch dass ihre Abstände und Ausrichtungen so ausgestaltet sind, dass sie beide gleichzeitig in die Aussparungen 22, 23 eingepasst werden können.
  • Vorzugsweise sind diese Formmerkmale einzigartig innerhalb der Frontstruktur 1, so dass es nicht möglich ist, die Querstrebe 11 über ihre Endfläche 16 mit einem anderen Teil vorläufig zu verbinden.
  • Aus Fig. 1 und Fig. 3 ist ferner erkennbar, dass die Querstrebe 11 hinter dem plattenförmigen Bereich 17 einen rohrförmigen Bereich 10 mit rechteckförmigem Rohrquerschnitt aufweist. Dies dient einerseits der zusätzlichen Aussteifung der Querstrebe 11 und damit der Frontstruktur und ermöglicht andererseits, Einbauten des Wagenkastens daran zu befestigen und zu tragen.
  • Eine Variante der Teilkonstruktion aus Fig. 1, die durch die langgestreckten Elemente 3, 5, 7, 9, 11 gebildet wird, ist in Fig. 4 dargestellt. Wiederum sind ähnlich wie in Fig. 1 langgestreckte Elemente 3, 5 parallel zueinander verlaufend vorgesehen, die sich im Dachbereich der Frontstruktur geradlinig in Längsrichtung erstrecken und in zwei Längsabschnitten 2, 4 abgebogen sind. Allerdings sind sie im unteren Bereich in einem anderen Längsabschnitt abgebogen als bei der Ausführungsform der Fig. 1.
  • Ferner sind die Querstreben 37, 39, 41, 43, die die langgestreckten Elementen 3, 5 miteinander verbinden, Rohrprofile, welche sich teilweise an anderen Stellen zwischen den Elementen 3, 5 erstrecken. Außerdem sind zusätzlich von oben nach unten verlaufende Rohrprofile 45, 47 vorgesehen, die etwa am Ende des im Dachbereich verlaufenden Längsabschnitts der Elemente 3, 5 am Ansatz der Biegung 2 mit den Elementen verbunden sind.
  • Fig. 5 zeigt aus einem anderen Blickwinkel als in Fig. 4 die Verbindung zwischen der Querstrebe 37 und dem langgestreckten Element 5. Links oben in Fig. 5 ist die Biegung 2 erkennbar. Ferner ist das Rohrprofil des langgestreckten Elements 5 mit zumindest einem einwärts gewinkelten Konturbereich erkennbar, so dass sich eine Anlagefläche 53 ergibt. Auf diese Anlagefläche 53 ist ein Vorsprung 21 der Querstrebe 37 aufgelegt, wobei dieser Vorsprung 21 sich über den übrigen Endbereich der Querstrebe 37 hinauserstreckt. Auch die Querstrebe 37 bildet eine Anlagefläche 51, die gemeinsam mit der Anlagefläche 53 des Elements 5 ein Auflegen eines plattenförmigen Oberflächenelements im Dachbereich der Frontstruktur ermöglicht. Insbesondere wird das plattenförmige Element (nicht dargestellt) auf die Anlageflächen 51, 53 sowie auf weitere entsprechende Anlageflächen insbesondere des anderen langgestreckten Elements 3 aufgeklebt.
  • Fig. 6 zeigt ein Rohrprofil eines langgestreckten Elements 60 in dessen Endbereich, wobei die insbesondere durch Laserschneiden hergestellte Endfläche 61 am Ende um den Rohrinnenraum herumläuft, dabei jedoch nicht innerhalb einer Ebene verläuft, sondern insbesondere am Übergang zwischen einem Endflächenbereich 63 und einem Endflächenbereich 62 vorspringt. Daher verläuft die Endfläche 61 auch im Gegenuhrzeigersinn der Darstellung in Fig. 6 von dem Bereich 62 zu dem Bereich 63 nicht in einer Ebene.
  • Außerdem weist das Rohr 60 noch einen langgestreckten stegartigen Fortsatz 64 auf, der sich parallel zur Längsachse des Rohres erstreckt.
  • Eine andere Rohrform weist das in Fig. 7 dargestellte Rohr 70 auf, von dem ebenfalls wie in Fig. 6 nur der Endbereich dargestellt ist. Auch die Endfläche 71 des Rohrs 70 ist eine dreidimensionale Endfläche, wobei allerdings ein Endflächenbereich 71 gegenüber dem übrigen Bereich 72 durch einen Vorsprung der Rohrwand gebildet wird.
  • Fig. 8 zeigt das Rohrprofil eines weiteren Rohres 80, wobei das Profil zwei mögliche Anlageflächen 81, 82 für plattenförmige Elemente bildet, die durch einen sich in Längsrichtung erstreckenden Vorsprung 83 des Rohres voneinander getrennt sind.
  • Auch das in Fig. 9 dargestellte Rohrprofil eines weiteren Rohres 90 weist zumindest eine solche Anlagefläche 92 auf.
  • Wie Fig. 10 zeigt (in schematischer, zweidimensionaler Darstellung), weist ein erstes Teil 101 (z.B. ein langgestrecktes Element) zwei Vorsprünge 103, 104 auf, die mit entsprechenden Aussparungen 113, 114 eines zweiten Teils 102 korrespondieren. Durch gestrichelte Linien ist die Position des ersten Teils 101 dargestellt, in der die Teile 101, 102 vorläufig miteinander verbunden sind. In dieser Position erstrecken sich die Vorsprünge 103, 104 durch die Aussparungen 113, 114 hindurch, welche als Durchgangslöcher einer Wand des zweiten Teils 102 gebildet sind.
  • Die in Fig. 11 dargestellte Variante verdeutlicht, dass zumindest einer der Vorsprünge an dem zweiten Teil angeordnet sein kann. Das erste Teil 111 weist daher an dem Ort des ersten Vorsprungs 103 gemäß Fig. 10 (oder einem anderen Ort) eine Aussparung 123 auf. Damit korrespondiert ein erster Vorsprung 125, der an dem zweiten Teil 112 angeordnet ist.
  • Ein zweiter Vorsprung 124, der jedoch an dem ersten Teil 111 ausgebildet ist, korrespondiert mit einer zweiten Aussparung 126 des zweiten Teils 112. Durch gestrichelte Linien ist wiederum die montierte Position des ersten Teils 111 dargestellt.
  • Die Kombinationen der Fig. 10 und 11 verdeutlicht, dass an sich gleichartige Übergangsbereiche zwischen zwei verschiedenen Teilen auf unterschiedliche Weise mit Aussparungen und Vorsprüngen versehen werden können, so dass die Teile nur in einer einzigen, vorgegebenen Weise durch Zusammenstecken vorläufig miteinander verbunden werden können.
  • Fig. 12 zeigt eine weitere Variante einer solchen Verbindung. An dem ersten Teil 141 ist ein Vorsprung 133 vorgesehen, der mit einer Aussparung 134 des zweiten Teils 142 korrespondiert. Außerdem ist die Endfläche 136 an ihrem oben in Fig. 12 dargestellten Ende abgeschrägt (schräger Bereich 137). Das zweite Teil 142 weist einen korrespondierenden abgeschrägten Bereich 139 auf. Durch gestrichelte Linien ist wiederum die montierte Position des Teils 141 dargestellt. Die Kombination aus Vorsprung 133 und korrespondierender Aussparung 134 mit den schrägen Oberflächenbereichen 137, 139 gewährleistet insbesondere die Einzigartigkeit der Verbindung innerhalb einer Frontstruktur und außerdem, dass die beiden Teile 141, 142 nur entsprechend einer vorgegebenen Ausrichtung relativ zueinander miteinander verbunden werden können.
  • Fig. 13 zeigt zwei miteinander zu verbindende Teile einer Schienenfahrzeug-Konstruktion, insbesondere Teile einer Frontstruktur. Ein erstes Teil 152a und ein zweites Teil 152b sollen dauerhaft miteinander verbunden werden. Jedes der beiden Teile 152 weist ein freies stirnseitiges Ende auf, an dem es mit dem anderen Teil 152 verbunden werden soll. Ferner ist an dem ersten Teil 152a jeweils an gegenüberliegenden Seiten im Endbereich des Teils 152a ein Vorsprung 155a, 155b gebildet, wobei die Vorsprünge 155 jeweils eine Aussparung aufweisen, in die ein Bereich 154a, 154b des anderen Teils 152b formschlüssig eingreift. Dieser Bereich 154 des anderen Teils 152b ist ebenfalls an einem Vorsprung 153a,153b des anderen Teils 152b ausgeformt.
  • Dadurch werden die beiden Teile 152 genau und reproduzierbar zueinander positioniert und fixiert, so dass die Teile nun miteinander verschweißt oder auch miteinander verlötet werden können.
  • Fig. 14 zeigt eine Variante der Anordnung 151 in Fig. 13. Bei dieser Variante 161 weisen die beiden miteinander zu verbindenden Teile 162a, 162b im Wesentlichen die gleichen Gestaltungsmerkmale auf, die (soweit mit der Ausführungsform von Fig. 13 übereinstimmend) mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind. Allerdings ist zumindest eines der Teile 162 anders ausgestaltet als die Teile 152 gemäß Fig. 13. Die geänderte Ausgestaltung betrifft das stirnseitige Ende und - daraus resultierend - den Abstand zum stirnseitigen Ende des anderen Teils 152 bzw. 162. Im Fall der Anordnung 151 gemäß Fig. 13 verbleibt zwischen den stirnseitigen Enden der vorpositionierten Teile 152 ein fest definierter, vorgegebener Spalt, der dazu dient, beim Schweißen oder Löten verwendetes Zusatzmaterial aufzunehmen und/oder beim Schweißen oder Löten durch Wärmeeinwirkung verflüssigtes Material der Teile 152 aufzunehmen.
  • Nach dem Herstellen der Schweißverbindung oder Lötverbindung werden die Vorsprünge 153, 155 an beiden einander gegenüberliegenden Seiten entlang der gestrichelt dargestellten Linien (die durch jeweils einen Pfeil gekennzeichnet sind) von den miteinander verbundenen Teilen 152 bzw. 162 abgetrennt. Die gestrichelt dargestellten Linien verlaufen insbesondere in Richtung und in Verlängerung der Au βenränder der Teile 152, 162 oder im Allgemeinen eines der Teile.

Claims (13)

  1. Frontstruktur (1; 31) eines Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Lokomotive, wobei
    - die Frontstruktur (1; 31) eine Mehrzahl von langgestreckten Elementen (3, 5, 7, 9, 11) als tragende Elemente der Frontstruktur aufweist,
    - zumindest ein erstes (7, 9, 11) der langgestreckten Elemente (3, 5, 7, 9, 11) an einem Endbereich des ersten Elements mit einem zweiten (3, 5) der langgestreckte Elemente (3, 5, 7, 9, 11) verbunden ist,
    - in dem Endbereich des ersten langgestreckten Elements (7, 9, 11) und/oder in einem Verbindungsbereich des zweiten langgestreckten Elements (3, 5) zumindest ein Vorsprung (14, 15) ausgebildet ist,
    - in dem Verbindungsbereich des zweiten langgestreckten Elements (3, 5) und/oder in dem Endbereich des ersten langgestreckten Elements (7, 9, 11) zumindest eine Aussparung (22, 23) ausgebildet ist, die mit dem zumindest einen Vorsprung (14, 15) korrespondiert und in die der Vorsprung (14, 15) eingreift.
  2. Frontstruktur nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zwei der zweiten langgestreckten Elemente (3, 5) in einem Abstand zueinander und insbesondere ungefähr parallel zueinander verlaufen und dabei
    - sich im Dachbereich der Frontstruktur (1; 31) in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs erstrecken und
    - beginnend im Dachbereich abgebogen sind und sich nach unten erstrecken, wobei zumindest eines der ersten langgestreckten Elemente (7, 9, 11) als Querstrebe an entgegen gesetzten Enden jeweils in dem Endbereich mit einem der zweiten langgestreckten Elemente (3, 5) verbunden ist.
  3. Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eines der langgestreckten Elemente (3, 5) ein Rohrstück ist, wobei der Endbereich bzw. der Verbindungsbereich mit dem Vorsprung und/oder der Aussparung (22, 23) durch Laserschneiden hergestellt ist.
  4. Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Frontstruktur (1; 31) eine Mehrzahl von Verbindungen aufweist, die jeweils durch einen Endbereich eines ersten langgestreckten (7, 9, 11) Elements und einen Verbindungsbereich eines zweiten langgestreckten Elements (3, 5) oder anderen Teils der Frontstruktur gebildet werden, wobei an jeder Verbindung zumindest ein Vorsprung (14, 15) in eine korrespondierende Aussparung (22, 23) des anderen langgestreckten Elements oder des anderen Teils eingreift und wobei die Relativpositionen, die Formen und/oder die Ausrichtungen aller Vorsprünge und/oder Aussparungen im Endbereich bzw. Verbindungsbereich und optional die Formen des Endbereichs und des Verbindungsbereichs jedes der langgestreckten Elemente (3, 5, 7, 9, 11) und Teile innerhalb derselben Frontstruktur (1; 31) einzigartig und auf einen einzigen anderen, korrespondierenden Verbindungsbereich bzw. Endbereich eines anderen langgestreckten Elements (3, 5, 7, 9, 11) oder Teils der Frontstruktur (1; 31) abgestimmt sind, sodass innerhalb derselben Frontstruktur (1; 31) der Endbereich ausschließlich mit dem korrespondierenden Verbindungsbereich verbunden sein kann und dabei der zumindest eine Vorsprung (14, 15) in die korrespondierende Aussparung (22, 23) eingreift.
  5. Frontstruktur nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Relativpositionen, die Formen und/oder die Ausrichtungen aller Vorsprünge (14, 15) und/oder Aussparungen (22, 23) im Endbereich bzw. Verbindungsbereich jedes der langgestreckten Elemente (3, 5, 7, 9, 11) und Teile und optional die Formen des Endbereichs und des Verbindungsbereichs derart ausgestaltet sind, dass der Endbereich innerhalb derselben Frontstruktur (1; 31) ausschließlich in einer einzigen durch die Vorsprünge (14, 15) und korrespondierenden Aussparungen (22, 23) und optional durch die Formen des Endbereichs und des Verbindungsbereichs vorgegebenen Position und Ausrichtung mit dem korrespondierenden Verbindungsbereich verbunden sein kann.
  6. Frontstruktur nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei ein erstes (152a; 162a) der langgestreckten Elemente und ein zweites (152b; 162b) der langgestreckten Elemente jeweils zumindest einen Vorsprung (153, 155) aufweisen, wobei der eine Vorsprung (153) einen Bereich (154) aufweist, der formschlüssig in den anderen Vorsprung (155) eingreift, wobei die Vorsprünge (153, 155) nach dem Herstellen einer dauerhaften Verbindung des ersten (152a; 162a) und des zweiten (152b; 162b) langgestreckten Elements von den Elementen (152; 162) abzutrennen sind, um eine vorgegebene Frontstruktur herzustellen.
  7. Schienenfahrzeug mit einer Frontstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  8. Verfahren zum Herstellen einer Frontstruktur (1; 31) eines Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Lokomotive, wobei
    - eine Mehrzahl von langgestreckten Elementen (3, 5, 7, 9, 11) als tragende Elemente der Frontstruktur (1 ; 31) bereitgestellt werden,
    - zumindest ein erstes (7, 9, 11) der langgestreckten Elemente (3, 5, 7, 9, 11) an einem Endbereich des ersten Elements(7, 9, 11) mit einem zweiten (3, 5) der langgestreckte Elemente (3, 5, 7, 9, 11) verbunden wird,
    - in dem Endbereich des ersten langgestreckten Elements (7, 9, 11) und/oder in einem Verbindungsbereich des zweiten (3, 5) langgestreckten Elements zumindest ein Vorsprung (14, 15) ausgebildet wird,
    - in dem Verbindungsbereich des zweiten langgestreckten Elements (3, 5) und/oder in dem Endbereich des ersten langgestreckten Elements (7, 9, 11) zumindest eine Aussparung (22, 23) ausgebildet wird, die mit dem zumindest einen Vorsprung (14, 15) korrespondiert,
    - der Vorsprung (14, 15) in die Aussparung (22, 23) eingebracht wird und dadurch die Verbindung der Elemente zumindest vorläufig hergestellt wird.
  9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zwei der zweiten langgestreckten Elemente (3, 5) in einem Abstand zueinander und insbesondere ungefähr parallel zueinander verlaufend angeordnet werden, sodass sich die zwei zweiten langgestreckten Elemente (3, 5)
    - im Dachbereich der Frontstruktur in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs erstrecken und
    - beginnend im Dachbereich abgebogen sind und sich nach unten erstrecken, wobei zumindest eines der ersten langgestreckten Elemente (7, 9, 11) als Querstrebe an entgegen gesetzten Enden jeweils in dem Endbereich mit einem der zweiten langgestreckten Elemente (3, 5) verbunden wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest eines der langgestreckten Elemente (3, 5) ein Rohrstück ist, wobei der Endbereich bzw. der Verbindungsbereich mit dem Vorsprung (14, 15) und/oder der Aussparung (22, 23) durch Laserschneiden hergestellt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Herstellung der Frontstruktur (1; 31) eine Mehrzahl von Verbindungen hergestellt wird, die jeweils durch einen Endbereich eines ersten langgestreckten Elements (7, 9, 11) und einen Verbindungsbereich eines zweiten langgestreckten Elements (3, 5) oder anderen Teils der Frontstruktur gebildet werden, wobei an jeder Verbindung zumindest ein Vorsprung (14, 15) in eine korrespondierende Aussparung (22, 23) des anderen langgestreckten Elements (3, 5) oder des anderen Teils eingebracht wird und wobei die Relativpositionen, die Formen und/oder die Ausrichtungen aller Vorsprünge und/oder Aussparungen im Endbereich bzw. Verbindungsbereich und optional die Formen des Endbereichs und des Verbindungsbereichs jedes der langgestreckten Elemente (3, 5, 7, 9, 11) und Teile innerhalb derselben Frontstruktur (1; 31) einzigartig ausgestaltet werden und auf einen einzigen anderen, korrespondierenden Verbindungsbereich bzw. Endbereich eines anderen langgestreckten Elements (3, 5, 7, 9, 11) oder Teils der Frontstruktur (1; 31) abgestimmt werden, sodass innerhalb derselben Frontstruktur (1; 31) der Endbereich ausschließlich mit dem korrespondierenden Verbindungsbereich verbunden sein kann und dabei der zumindest eine Vorsprung (14, 15) in die korrespondierende Aussparung (22, 23) eingreift.
  12. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Relativpositionen, die Formen und/oder die Ausrichtungen aller Vorsprünge (14, 15) und/oder Aussparungen (22, 23) im Endbereich bzw. Verbindungsbereich jedes der langgestreckten Elemente (3, 5, 7, 9, 11) und Teile und optional die Formen des Endbereichs und des Verbindungsbereichs derart ausgestaltet werden, dass der Endbereich innerhalb derselben Frontstruktur (1; 31) ausschließlich in einer einzigen durch die Vorsprünge (14, 15) und korrespondierenden Aussparungen (22, 23) und optional durch die Formen des Endbereichs und des Verbindungsbereichs vorgegebenen Position und Ausrichtung mit dem korrespondierenden Verbindungsbereich verbunden sein kann.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 - 10, wobei an einem ersten (152a; 162a) der langgestreckten Elemente und an einem zweiten (152b; 162b) der langgestreckten Elemente jeweils zumindest ein Vorsprung (153, 155) vorgesehen wird, wobei der eine Vorsprung (153) einen Bereich (154) aufweist, der formschlüssig in den anderen Vorsprung (155) eingebracht wird, wobei die Vorsprünge (153, 155) nach dem Herstellen einer dauerhaften Verbindung des ersten (152a; 162a) und des zweiten (152b; 162b) langgestreckten Elements von den Elementen (152; 162) abgetrennt werden, um eine vorgegebene Frontstruktur herzustellen.
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