Verfahren zur integralen Herstellung eines Innenausbaus für Wagenkasten

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur integralen Herstellung eines Innenausbaus für Wagenkasten mit einer selbsttragenden Kastenstruktur, bei dem Verkleidungs-, Ausrüstungs- und Isolationsteile in mehrere Wickelschichten eingebunden werden und bei dem der Verbund als Innenausbau in die Kastenstruktur eingeschoben wird.

Aus der Patentschrift GB 1 490 575 ist ein im Wickelverfahren hergestellter Wagenkasten bekannt, der eine innere Wickelschicht, ein Versteifungsgerippe, im Versteifungsgerippe angeordnete Isolation und eine äussere Wickelschicht aufweist. Ausserdem sind zwischen innerer und äusserer Wickelschicht Aussparungen zur Aufnahme von Lüftung, Heizung, Elektroinstallation, Beleuchtung und sanitären Einrichtungen vorgesehen. Innere Wickelschicht, Versteifungsgerippe, Isolation und äussre Wickelschicht bilden einen selbsttragenden Wagenkasten.

Ein Nachteil der bekannten Einrichtung liegt darin, dass die als Innenausbau dienende innere Wickelschicht mit dem Versteifungsgerippe unlösbar verbunden ist. Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung liegt darin, dass das Versteifungsgerippe den mit Harz getränkten Faserverbundwerkstoffen der inneren Wickelschicht spielfrei angepasst werden muss, was nur mit einer langwierigen und kostspieligen Montage machbar ist.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, die Nachteile des bekannten Wickelverfahrens zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein vollständiger und von der tragenden Struktur des Wagenkastens unabhängiger Innenausbau herstellbar ist.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass mit dem automatisierbaren Verfahren zur Herstellung des vollständigen Innenausbaus eine bedeutende Gewichts- und Kostenreduktion möglich ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass der üblicherweise immer gleichbleibende Innenausbau in Wagenkasten mit unterschiedlichen Tragstrukturen eingesetzt werden kann, was wiederum eine Produktion mit hohen Stückzahlen ermöglicht. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass durch das erfindungsgemässe Verfahren keine schwer trennbaren Verbindungen unterschiedlicher Materialien entstehen und dadurch den Ansprüchen an eine umweltgerechte Entsorgung Rechnung getragen werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass während einer Wagenkastenlebensdauer eine mehrmalige, kostengünstige Erneuerung des Innenausbaus machbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1

eine Wickelvorrichtung für Grossstrukturen, auf der das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines vollständigen Innenausbaus durchgeführt wird,

Fig. 2

das Anordnen von Kanälen und formgebenden Isolationskörpern im Deckenbereich auf einer in einem ersten Verfahrensschritt hergestellten inneren Wickelschicht des Innenausbaus,

Fig. 3

das Einschieben des im Wickelverfahren hergestellten Innenausbaus in eine bestehende Kastenstruktur und das Verspannen des Innenausbaus in der Kastenstruktur,

Fig. 4

ein fertig montierter Innenausbau in der Kastenstruktur,

Fig. 5

Einzelheiten einer Verbindung zwischen Innenausbau und Kastenstruktur,

Fig. 6

einen durch ein Einstiegsmodul und ein Krafteinleitungsmodul gebildeter Abschluss eines aus dem gewickelten Innenausbau und aus der Kastenstruktur bestehenden Wagenkastens,

Fig. 7

Einzelheiten des zur Übertragung von Zug- und Schubkräfte auf die Kastenstruktur vorgesehenen Krafteinleitungsmoduls,

Fig. 8

eine Ausführungsvariante eines aus mehreren Abschnitten bestehender Innenausbaus und

Fig. 9

Einzelheiten der in Schraubtechnik ausgeführten Verbindung zwischen Einstiegsmodul und Kastenstruktur.

In der Fig. 1 ist eine zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens vorgesehene Wickelvorrichtung dargestellt, die aus einem ortsfesten Wickelbock 1, einem vom Wickelbock 1 angetriebenen Dorn 2 und einem vom Dorn 2 getragenen Wickelkern 3 in Wagenkastengrösse besteht. Auf einem auf Schienen 4 verfahrbaren Materialträger 5 sind Faserspulen 6 und/oder Geweberollen 6 angeordnet, deren Fasern und/oder Bänder zu einem mit Kunstharz getränkten Faserstrang 7 zusammengeführt werden. Zur Herstellung einer inneren Wickelschicht 8 wie auch zur Herstellung weiterer Wickelschichten wird der aus beispielsweise Glasfasern oder höherwertigen Kohlenstofffasern bestehende Faserstrang 7 auf den um die Dornachse rotierenden Wickelkern 3 in einander kreuzenden Lagen spiralförmig gewickelt.

In den Fig. 2 bis 5 ist die vom Wickelkern 3 geformte und getragene innere Wickelschicht 8 dargestellt, mit der in einem Deckenbereich 9 U-förmige nach Innen geöffnete Kanäle 10 für Zu- und Abluftführung, Beleuchtung und Apparate sowie in den Eckbereichen 11 formgebende Isolationskörper 12 verklebt werden. In einem Bodenbereich 13 und in den Seitenwandbereichen werden an der inneren Wickelschicht 8 längs verlaufende Metallschienen 14 und als Boden- und Wandheizung dienendes, in Fig. 5 dargestelltes Heizgewebe angeordnet. Die dadurch entstehenden Unebenheiten an der Oberfläche werden durch Isolationsschaum 15 ausgeglichen, sodass wiederum eine absatzlose, überwickelbare Oberfläche entsteht, die mit einer äusseren Wickelschicht 16 überwickelt wird. Nach dem Aushärten der harzgetränkten Wickelschichten 8;16 wird der in den vorhergehenden Verfahrensschritten hergestellte Innenausbau vom formgebenden Wickelkern 3 entformt. Dann werden in der Decke Bohrungen für Luftzu- und Abfuhr sowie Öffnungen für Beleuchtungskörper angebracht. Fensteröffnungen 17 werden vor oder nach dem Einbau des Innenausbaus in eine tragende Kastenstruktur 18 ausgeschnitten. In den Seitenwandbereichen sind Bohrungen 19 auf Gepäckträgerhöhe und auf Bestuhlungshöhe vorgesehen. Ein im Bodenbereich 13 durchgeführter Längsschnitt 20 ermöglicht eine elastische Deformierung des Innenausbaus.

In Fig. 3 symbolisieren Pfeile P1;P2;P3;P4;P5 den Einbau des Innenausbaus in die tragende aus einem Versteifungsgerippe 21, Eckprofilen 22 und Bodenplatten 23 bestehende Kastenstruktur 18. Nach dem mit Pfeil P1 symbolisierten Einschieben des elastisch deformierten Innenausbaus in die Kastenstruktur 18 wird mittels einer im Seitenwandbereich angreifenden und sich in Pfeilrichtung P6 aufweitenden Spannvorrichtung 24 der Innenausbau nach oben in Pfeilrichtung P2;P3 und seitwärts in Pfeilrichtung P4;P5 bewegt. Dabei werden die zwischen Innenausbau und Kastenstruktur 18 eingelegten Bänder 25 elastisch verformt, wodurch diese als Federelement wirken. In einem weiteren Montageschritt wird der Innenausbau vorab durch sich in Gepäckträgerhöhe befindliche Bohrungen 19 mit dem Versteifungsgerippe 21 der Kastenstruktur 18 von innen verschraubt und im Bodenbereich 13 mittels in die Metallschienen 14 eingreifenden ersten Schrauben 26 gemäss Fig. 5 von aussen mit den Bodenplatten 23 verbunden. Abschliessend wird eine durch den Längsschnitt 20 entstandene Trennstelle 27 ausgefugt. Die Bestuhlung wird an den sich im Seitenwandbereich befindlichen Metallschienen 14 durch die darüberliegenden Bohrungen 19 und an den sich im Bodenbereich 13 befindlichen Metallschienen 14 befestigt. Im übrigen ist in Fig. 5 mit 28 eine zwischen Schraubenkopf und Bodenplatte 23 angeordnete Gummiunterlage, mit 29 eine zwischen äusserer Wickelschicht 16 und Bodenplatte 23 angeordnete Dämmschicht und mit 30 das oben erwähnte Heizgewebe bezeichnet.

In Fig. 6 ist ein durch ein Einstiegsmodul 31 und ein Krafteinleitungsmodul 32 gebildeter Abschluss des aus dem gewickelten Innenausbau und aus der Kastenstruktur 18 bestehenden Wagenkastens gezeigt. Das aus einer Einstiegsnische 33, einer unteren Bodenplatte 34, einer Stirnwand 35, einer Dachschale 36 und aus Spanten 37 bestehende Einstiegsmodul 31 wird durch das Krafteinleitungsmodul 32 gestützt und in Fig. 9 gezeigter Schraubtechnik mit der Kastenstruktur 18 verbunden.

Das in einen Ausschnitt 38 der Kastenstruktur 18 eingreifende Krafteinleitungsmodul 32 ist gemäss Fig. 7 mittels einem Verbindungsflansch 39 mit dem Eckprofil 22 der Kastenstruktur 18 und mittels einem Schemelträger 40 mit einem nicht dargestellten Drehgestell verbunden und übernimmt die Verbindungsfunktion zwischen Drehgestell und Wagenkasten. Ausserdem weist das Krafteinleitungsmodul 32 Diagonalträger 41, ein Querträger 42 und ein Kopfstück 43 auf.

In Fig. 8 ist eine Ausführungsvariante für den Einbau des Innenausbaus in die Kastenstruktur 18 dargestellt. Dabei wird der Innenausbau in mehrere Abschnitte 44 aufgeteilt und diese gemäss Pfeil P7 in die Kastenstruktur 18 eingeschoben. Mit dieser Montagevariante können Toleranz-und Montageprobleme zwischen Innenausbau und Kastenstruktur angegangen werden.

In Fig. 9 ist eine in Schraubtechnik ausgeführte Verbindung zwischen Einstiegsmodul 31 und Kastenstruktur 18 dargestellt. Die von einem inneren Wickel 45 und von einem äusseren Wickel 46 ummantelte Kastenstruktur 18 mit sandwichartig eingelegter Isolation 47 weist stirnseitig ein Randprofil 48 auf. Der Spant 37 des Einstiegsmoduls 31 weist ein Hohlprofil auf, an dem an der Wagenkasteninnenseite eine durch Blindstopfen abdeckbare Öffnung 49 angeordnet ist, durch die ein Schraubwerkzeug 50 eingeführt wird, mittels dem zweite Schrauben 51 in stirnseitig am Randprofil 48 angeordnete Klemmstücke 52 eingeschraubt werden. Eine Kittfuge 53 dichtet die Stossflächen zwischen Spant 37 und Randprofil 48. Die in Fig. 9 dargestellte Schraubtechnik wird auch zum Verbinden von mehreren angrenzenden Wagenkastenmodulen eingesetzt.