AT510180B1

AT510180B1 - Fussboden für ein schienenfahrzeug

Info

Publication number: AT510180B1
Application number: ATA1236/2010A
Authority: AT
Inventors: Kerstin Gregorits
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2012-05-15
Also published as: AT510180A1; WO2012010362A1; BR112013001146B1; US20130112105A1; CL2012003217A1; PH12012502401A1; UA109442C2; CN103003124B; RU2556044C2; CA2805944A1; CN103003124A; RU2013102573A; EP2595851B1; HK1179928A1; CA2805944C; BR112013001146A2; ES2632758T3; EP2595851A1

Abstract

Fußboden (F) für ein Schienenfahrzeug, bestehend aus einem vierschichtigen Aufbau aus einer ersten Metallschicht (1), einer Füllschicht (2) aus einem Verbundmaterial mit Korkanteil, einer zweiten Metallschicht (3) und einer Nutzschicht (4), welche untereinander unlösbar verbunden sind, wobei der Fußboden (F) einstückig hergestellt ist und den gesamten Passagierraumboden eines Schienenfahrzeugs bedeckt und ein Randprofil (6) vorgesehen ist, welches den Fußboden (F) allseitig umfasst und unlösbar mit dem Fußboden (F) verbunden ist.

Description

österreichisches Patentamt AT510 180B1 2012-05-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft einen Fußboden für ein Schienenfahrzeug, bestehend aus einem vierschichtigen Aufbau aus einer ersten Metallschicht einer Füllschicht aus einem Verbundmaterial mit Korkanteil, einer zweiten Metallschicht und einer Nutzschicht, welche untereinander unlösbar verbunden sind.

STAND DER TECHNIK

[0002] Der Fußboden eines Passagierschienenfahrzeuges ist hohen Beanspruchungen ausgesetzt. Die Abriebbeanspruchung durch die Fahrgäste und Belastung durch Feuchtigkeit und chemisch aggressive Reinigungsmittel erfordern eine robuste Nutzschicht des Fußbodenauf-baus. Weiters muss ein Schienenfahrzeugfußboden vorteilhafterweise wärmedämmende und schalldämmende Eigenschaften aufweisen, dabei leicht und preisgünstig sein. Außerdem sind gemäß den Zulassungsvorschriften für Schienenfahrzeuge bestimmte brandhemmende Eigenschaften des Fußbodens nachzuweisen. Der Aufbau von Schienenfahrzeugen erfolgt heute praktisch ausschließlich entweder aus Aluminium oder aus Stahl (bzw. rostfreien Stahl). Dabei weisen die Rohbauten von Stahlschienenfahrzeugen typischerweise einen Passagierraumboden aus Trapezblech auf und erfordern dementsprechende Fußbodenaufbauten, welche diesen Aufbau berücksichtigen und ausgleichen. Rohbauten aus Aluminium weisen hingegen einen im Wesentlichen glatten, ebenen Innenraumboden auf. Gemäß dem Stand der Technik werden Böden für Schienenfahrzeuge aus Platten (typischerweise Sperrholz- oder Verbundplatten) aufgebaut, welche über lokale Auflagen (Abstandshölzer oder Profile) mit dem Fahrzeugboden verbunden (typischerweise verschraubt) sind. Diese Sperrholzplatten werden mit einer Nutzschicht belegt, welche die erforderlichen Eigenschaften, insbesondere Verschleißfestigkeit aufweist. Die durch diese Konstruktion entstehenden Hohlräume zwischen den lokalen Auflagen unter den Sperrholzplatten werden üblicherweise zur Verbesserung der Wärmedämmung mit Dämmmaterial (z.B. Steinwolle) gefüllt. Ein solcher Fußbodenaufbau weist einige Nachteile auf: Die erforderliche Bauhöhe ist beträchtlich, typischerweise liegt die Bauhöhe von derzeit angefertigten Fußböden bei ca. 50mm. Außerdem ist auch der konstruktive Aufwand beträchtlich, da Detailzeichnungen des Fußbodens angefertigt werden müssen und Bestellpositionen für jede einzelne Sperrholzplatte anzulegen sind.

[0003] Die Feuchtigkeitsbeständigkeit solcher Fußböden ist ebenfalls wenig zufriedenstellend, da durch Beschädigungen in der Nutzschicht eintretende oder an den Plattenrändern seitlich vorbei eindringende Flüssigkeiten sich in den Hohlräumen ansammeln und nicht mehr abgeführt werden und die Sperrholzplatten und Auflagen beschädigen sowie durch den entstehenden Schimmel bzw. Fäulnisprozesse eine Beeinträchtigung der Nutzung des Fahrzeuges auf-treten kann. Das Gewicht von Fußböden gemäß dem Stand der Technik ist beträchtlich, typischerweise wiegt ein Fußboden eines Passagierfahrzeugs mit 50m2 ca. 700kg. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der gebräuchlichen Fußböden ist deren komplizierter Einbau, da zur Erzielung einer ebenen Innenraumfläche ein sehr aufwendiger Nivellierungsprozess der Auflagen erforderlich ist.

[0004] DE 10 2005 051 311 A1 zeigt ein Schienenfahrzeug, welches aus Sandwichplatten zusammengesetzt ist. Dabei kommen Sandwichplatten für die gesamte Wagenkonstruktion, also auch für die Großkomponenten Seitenwand und Dach zum Einsatz und bilden die Tragstruktur. Ebenso ist in DE 199 03 281 A1 ein aus Sandwichplatten aufgebautes Schienenfahrzeug offenbart, welches jedoch noch eines Passagierraumbodens bedarf. Sandwichplatten sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus EP 1 787 797 A1 oder DE 10 2007 036 670 A1. Diese Ausführungen eignen sich jedoch nicht zur Lösung der eingangs erwähnten Probleme.

[0005] DE 198 41 082 A1 erwähnt einen einstückigen Fußboden für ein Schienenfahrzeug, empfiehlt jedoch ausschließlich die Verwendung von Sperrholz als Kern eines Sandwichmaterials. Dadurch sind die gewünschten Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik (insbesondere verbesserte Wärmedämmung und Feuchtigkeitsbeständigkeit) nicht erzielbar. 1 /8 österreichisches Patentamt AT510 180B1 2012-05-15

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0006] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Fußboden für Schienenfahrzeuge anzugeben, welcher leicht, dünn, hochwärmedämmend, einfach einzubauen und zu konstruieren, umweltschonend zu rezyklieren, feuchtigkeitsbeständig und schalldämmend sowie preisgünstig ist.

[0007] Die Aufgabe wird durch einen Fußboden mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.

[0008] Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein Fußboden für Schienenfahrzeuge, bestehend aus einem vierschichtigen Aufbau aus einer ersten Metallschicht, einer Füllschicht, einer zweiten Metallschicht und einer Nutzschicht aufgebaut, der einstückig hergestellt ist und den gesamten Passagierraumboden eines Schienenfahrzeugs bedeckt.

[0009] Als erste und zweite Metallschicht wird vorteilhafterweise ein korrosionsbeständiges Leichtmetall (Aluminiumlegierung) eingesetzt, da solcherart sowohl eine ausreichende Festigkeit als auch ein geringes Gewicht erzielt werden kann. Als Füllschicht empfiehlt es sich Kork, bzw. ein Verbundmaterial mit Korkanteil einzusetzen, da die vorteilhaften Eigenschaften von Kork (geringes Gewicht, elastisch, stoßabsorbierend, gute Wärmedämmeigenschaften, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Pilzbeständigkeit, brandhemmende Eigenschaften) so optimal ausgenutzt werden.

[0010] Die Nutzschicht wird vorteilhafterweise aus den üblichen, im Schienenfahrzeugbau gebräuchlichen Bodenbelagsmaterialien ausgeführt. Besonders Kunststoff (z.B. PVC) und Gummimaterialien eignen sich für diesen Einsatz besonders, da sie eine hohe Abriebsfestigkeit aufweisen. Aber auch Teppichmaterialien können eingesetzt werden.

[0011] Die Verbindung der Metallschichten mit der Füllschicht bzw. mit der Nutzschicht kann mit allen dazu geeigneten Klebstoffen erfolgen, beispielsweise mit lösungsmittelfreien oder lösungsmittelhaltigen Dispersionsklebern oder mit Naturharzklebern.

[0012] Die wesentliche Eigenschaft der Erfindung ist die einstückige Herstellung einer Fußbo-denplatte aus der genannten Sandwichstruktur. Diese Fußbodenplatte erstreckt sich über den gesamten Passagierraumboden, sodass für jeden Schienenfahrzeugtyp nur eine Platte zu konstruieren ist, was für eine wesentliche Einsparung an Entwicklungskosten sorgt.

[0013] Mit dem genannten Schichtaufbau gelingt es, einen Fußboden herzustellen, der die nötige Eigenfestigkeit aufweist um einstückig transportiert und montiert zu werden.

[0014] Zur weiteren Steigerung der Festigkeit eines erfindungsgemäßen Fußbodens empfiehlt es sich Verstärkungsprofile einzusetzen, welche in bestimmten Bereichen zwischen der ersten und der zweiten Metallschicht anstelle der Füllschicht vorgesehen sind. Diese Verstärkungsprofile erhöhen einerseits die Eigenfestigkeit der Fußbodenplatte, andererseits können sie als Festpunkte zur Befestigung von Inneneinrichtungen (beispielsweise Haltestangen) eingesetzt werden. Für letztgenannten Zweck sind die Verstärkungsprofile mit geeigneten Aufnahmemöglichkeiten, z.B. Gewinde auszustatten. Als Verstärkungsprofile eignen sich besonders Hohlkammerprofile aus Leichtmetall (Aluminiumlegierungen).

[0015] Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist es, dass der Fußboden bereits in einer frühen Bauphase des Schienenfahrzeugs eingebaut werden kann, beispielsweise ist es möglich, die Fußbodenplatte auf das Untergestell aufzusetzen und anschließend die Seitenwände zu montieren, wobei für einen ausreichenden Schutz der Fußbodenplatte bei den dabei erforderlichen Schweißvorgängen zu sorgen ist. Eine weitere Montagemöglichkeit ist, eine Stirnwand des Schienenfahrzeugs offen zu lassen und diese Stirnwand erst nach erfolgtem Einschieben der Fußbodenplatte zu schließen. Durch beide Montagemöglichkeiten ist der Vorteil erzielbar, die Fertigungskosten wesentlich senken zu können, da weniger manuelle Arbeit anfällt als bei herkömmlichen Fußbodenkonstruktionen (mit mehreren Fußbodenplatten mit Unterkonstruktion und erforderlicher Richtarbeit).

[0016] Durch den einstückigen Aufbau ergibt sich ein weiterer wesentlicher Vorteil, dass keine 2/8 österreichisches Patentamt AT510180B1 2012-05-15 Wärmebrücken entstehen können und dass keine Nivellierungsarbeiten erforderlich sind.

[0017] Die erfindungsgemäße Fußbodenplatte wird am Fahrzeugrohfußboden schwimmend eingebaut, es sind keine weiteren Befestigungsmittel erforderlich, insbesondere keine Schraubverbindungen. Die Fußbodenplatte liegt, durch einige Auflagestreifen (elastisches Kunststoffmaterial) getrennt, direkt auf dem Fahrzeugrohfußboden auf. Es empfiehlt sich jedoch, insbesondere zur Verhinderung des Abhebens der Fußbodenplatte bei einem Zusammenstoß des Schienenfahrzeugs, Bodenhalter vorzusehen. Diese Bodenhalter werden an der Schienenfahrzeugstruktur (z.B. am Langträger) befestigt. Mittels dieser Bodenhalter wird eine formschlüssige Verbindung der Fußbodenplatte mit dem Wagenkasten erzielt.

[0018] Eine wesentliche Eigenschaft ist die Feuchtigkeitsbeständigkeit einer erfindungsgemäßen Fußbodenplatte. Einerseits ist Kork sehr feuchtigkeitsbeständig, andererseits ist die Korkschicht durch den beidseitigen Schutz durch die erste und zweite Metallschicht zusätzlich vor Feuchtigkeit geschützt. Der Wagenkasten selbst ist durch die einstückige Konstruktion der Fußbodenplatte geschützt, da solcherart keine Nahtstellen und Spalte auftreten durch welche Feuchtigkeit eindringen kann. Allenfalls ist an den Rändern der Fußbodenplatte ein Feuchtigkeitsschutz erforderlich.

[0019] In weiterer Fortbildung der Erfindung empfiehlt es sich ein Randprofil vorzusehen, welches die Fußbodenplatte am Umfang umfasst und eine Nase aufweist, die das Eindringen von Feuchtigkeit in den Spalt zwischen Fahrzeugkasten und Fußbodenplatte und weiter unter die Fußbodenplatte verhindert. Somit kann auch ein hoher Feuchtigkeitsanfall, beispielsweise bei der Reinigung nicht zu einem Feuchtigkeitseintrag unter die Fußbodenplatte führen. Ein solcher Feuchtigkeitseintrag unter die Fußbodenplatte ist besonders nachteilig, da die Feuchtigkeit von dieser Stelle nicht mehr entweichen kann und ggf. dort Korrosion bewirkt. Diese Nase an dem Randprofil kann mit einer an der Innenwand vorgesehen Abdeckleiste verbunden werden (vorzugsweise wasserdicht), sodass ein ganz besonders feuchtigkeitsbeständiger Innenraum erzielt wird.

[0020] Das Randprofil kann an verschiedenen Randlinien der Fußbodenplatte unterschiedlich ausgeführt sein, beispielsweise kann die Nase im Bereich der Einstiege anders ausgeführt sein um eine Stolpergefahr für die Passagiere zu verhindern.

[0021] In einer vorteilhaften Ausprägung der Erfindung wird die Nutzschicht mit der zweiten Metallschicht mittels eines Haftklebers verbunden. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, dass die Nutzschicht ohne Beschädigung der darunter liegenden Struktur wiederablösbar ist und somit, etwa bei einer Beschädigung der Nutzschicht diese austauschbar ist. Die restlichen Schichten der Fußbodenplatte können im Fahrzeug verbleiben.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0022] Es zeigen beispielhaft: [0023] Fig. 1 den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Fußbodens für Schienenfahrzeuge.

[0024] Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Fußboden für Schienenfahrzeuge mit einem Verstär kungsprofil.

[0025] Fig. 3 einen Fußboden für Schienenfahrzeuge mit einem Verstärkungsprofil, Schnittdar stellung.

[0026] Fig. 4 den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Fußbodens für Schienenfahrzeuge mit einem Randprofil.

[0027] Fig. 5 den Einbau eines erfindungsgemäßen Fußbodens in ein Schienenfahrzeug. AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0028] Fig.1 zeigt beispielhaft und schematisch den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Fußbodens für Schienenfahrzeuge. Ein Fußboden F für Schienenfahrzeuge umfasst eine erste 3/8 österreichisches Patentamt AT510 180B1 2012-05-15

Metallschicht 1, auf welche in eingebautem Zustand dem Fahrzeugrohboden zugewandt ist, eine auf dieser ersten Metallschicht 1 angeordnete Füllschicht 2, eine auf dieser Füllschicht 2 angeordnete zweite Metallschicht 3 und eine auf dieser zweiten Metallschicht 3 angeordnete Nutzschicht 4. Diese Nutzschicht 4 ist aus den allgemein im Schienenfahrzeugbau angewandten Materialien (Kunststoff) gefertigt. Die Elemente dieses Fußbodens F sind untereinander, beispielsweise mittels Klebeverbindung fest und unlösbar verbunden, sodass sie eine Platte bilden. Die Füllschicht 2 ist aus Kork, bzw. einem Korkgemisch hergestellt, wobei die Dicke dieser Füllschicht 2 besonders die Wärme- und Schalldämmeigenschaften des Fußbodens F bestimmt.

[0029] Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch einen erfindungsgemäßen Fußboden für Schienenfahrzeuge mit einem Verstärkungsprofil. Es ist der Fußboden F aus Fig. 1 dargestellt, wobei der Fußboden F erfindungsgemäß als einstückige Platte aufgebaut ist, welcher im Wesentlichen den gesamten Innenraumboden des Schienenfahrzeugs bedeckt. Weiters weist der in Fig. 2 beispielhaft gezeigte Fußboden F ein Verstärkungsprofil 5 auf, welches in Längsrichtung des Fußbodens mittig vorgesehen ist und zwischen der ersten Metallschicht 1 und der zweiten Metallschicht 3 in einer Ausnehmung der Füllschicht 2 angeordnet ist. In Fig. 2 ist das Verstärkungsprofil 5 nicht sichtbar dargestellt, da es von der Nutzschicht 4 und der zweiten Metallschicht 3 verdeckt ist.

[0030] Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch einen erfindungsgemäßen Fußboden für Schienenfahrzeuge mit einem Verstärkungsprofil in Schnittdarstellung. Es ist der Fußboden F aus Fig. 2 in Schnittdarstellung dargestellt. Der Fußboden F weist dieselbe Schichtkonstruktion wie in Fig.1, aus einer ersten Metallschicht 1, einer Füllschicht 2, einer zweiten Metallschicht 3 und einer Nutzschicht 4 auf. Zwischen der ersten Metallschicht 1 und der zweiten Metallschicht 3 ist in einer Ausnehmung in der Füllschicht 3 ein Verstärkungsprofil 5 angeordnet. Es ist beispielhaft ein aus drei Kammern aufgebautes Hohlprofil dargestellt. Dieses Verstärkungsprofil 5 kann weiters Aufnahmemittel umfassen, welche beispielsweise die Montage von Inneneinrichtungen (z.B. Haltestangen) des Schienenfahrzeugs ermöglichen. Dazu wären Teile des Verstärkungsprofils 5 verstärkt, mit größeren Wandstärken auszuführen, sodass an dieser Stelle entsprechende Befestigungsmittel (Gewinde) vorgesehen werden können.

[0031] Fig. 4 zeigt beispielhaft und schematisch den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen Fußbodens für Schienenfahrzeuge mit einem Randprofil. Es ist ein Schnitt durch einen Fußboden F mit dem Schichtaufbau, wie er in Fig. 1 gezeigt ist dargestellt. Am Rand des Fußbodens F ist ein Randprofil 6 angeordnet, welches den Schichtaufbau erste Metallschicht 1 - Füllschicht 2 - zweite Metallschicht 3 umgibt. Die Nutzschicht 4 ist im Bereich des Randprofils 6 zurückgenommen, sie erstreckt sich nicht bis zum Rand des Fußbodens F. Das Randprofil 6 weist eine Nase 7 auf, welche auf der Seite der Nutzschicht 4 angeordnet ist und sich in Richtung des Passagierraums erstreckt. Diese Nase 7 dient der Verhinderung des Feuchtigkeitseintritts in den Bauraum unterhalb des Fußbodens F. Dieses Randprofil 6 kann umlaufend um den gesamten Fußboden F gestaltet sein, wobei es möglich ist, an verschiedenen Umrißlinien des Fußbodens F unterschiedlich gestaltete Randprofile 6 einzusetzen, beispielsweise Profile mit unterschiedlich gestalteter Nase 7. Das Randprofil 6 ist mit dem Schichtaufbau des Fußbodens F auf geeignete Weise, im Allgemeinen mittels einer Klebeverbindung verbunden.

[0032] Fig. 5 zeigt beispielhaft und schematisch den Einbau eines erfindungsgemäßen Fußbodens in ein Schienenfahrzeug. Ein Schienenfahrzeug, dargestellt ist ein Schnitt quer zur Längsachse, umfasst einen Radsatz, ein Untergestell mit zwei außenliegenden Längsträgern und zwei Seitenwände und ist mit einem Fußboden F ausgestattet. Der Fußboden F ist auf dem Rohfußboden des Schienenfahrzeugs mittels mehrerer Auflagestreifen 8 gelagert, eine weitere Befestigung wie z.B. Schraubverbindungen, sind nicht erforderlich, da der Fußboden F aufgrund des exakt ausgeführten Umrisses optimal an den verfügbaren Bauraum angepasst ist und sich somit nicht verschieben kann. 4/8

Claims

österreichisches Patentamt AT510 180B1 2012-05-15 LISTE DER BEZEICHNUNGEN F Fußboden erste Metallschicht 2 3 4 5 6 7 8 Füllschicht zweite Metallschicht Nutzschicht Verstärkungsprofil Randprofil Nase Auflagestreifen Patentansprüche 1. Fußboden (F) für ein Schienenfahrzeug, bestehend aus einem vierschichtigen Aufbau aus einer ersten Metallschicht (1), einer Füllschicht (2) aus einem Verbundmaterial mit Korkanteil, einer zweiten Metallschicht (3) und einer Nutzschicht (4), welche untereinander unlösbar verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Fußboden (F) einstückig hergestellt ist und den gesamten Passagierraumboden eines Schienenfahrzeugs bedeckt und ein Randprofil (6) vorgesehen ist, welches den Fußboden (F) allseitig umfasst und unlösbar mit dem Fußboden (F) verbunden ist.
2. Fußboden (F) für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Metallschicht (1) und die zweite Metallschicht (2) aus einer Aluminiumlegierung herstellt sind.
3. Fußboden (F) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzschicht (4) aus einem Kunststoff-Material gefertigt ist.
4. Fußboden (F) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzschicht (4) aus einem Gummi-Material gefertigt ist.
5. Fußboden (F) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutzschicht (4) aus einem Teppichmaterial gefertigt ist.
6. Fußboden (F) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Randprofil (6) eine in Richtung des Passagierraums orientierte Nase (7) aufweist.
7. Fußboden (F) für ein Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verstärkungsprofil (5) vorgesehen ist, welches zwischen der ersten Metallschicht (1) und der zweiten Metallschicht (3) in einer Ausnehmung der Füllschicht (2) angeordnet ist.
8. Fußboden (F) für ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsprofil (5) ein Gewinde zur Befestigung von Inneneinrichtungen des Schienenfahrzeugs umfasst. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 5/8