AT522595B1

AT522595B1 - Rivet for fastening a thermal insulation layer in a rail vehicle

Info

Publication number: AT522595B1
Application number: ATA50975/2019A
Authority: AT
Inventors: Ibanschitz Michael; Sorger Christian; Wessely Clemens
Original assignee: Siemens Mobility Austria Gmbh
Priority date: 2019-11-14
Filing date: 2019-11-14
Publication date: 2020-12-15
Also published as: WO2021094121A1; AT522595A4

Abstract

Niet (1) für die Befestigung einer thermischen Isolierschicht (11) in einem Schienenfahrzeug, umfassend einen Nietkörper (2) mit einem Kragen (4) an einem Ende und einen in den Nietkörper (2) von der Seite mit dem Kragen (4) hineinragenden Dorn (3), welcher zum Setzen des Niets (1) in den Nietkörper (2) schiebbar ist, wobei der Dorn (3) mit einer Ausformung (5) zur Aufnahme eines Setzwerkzeugs ausgestattet ist, mittels welchem der Dorn (3) durch den Nietkörper (2) bewegbar ist.Rivet (1) for fastening a thermal insulating layer (11) in a rail vehicle, comprising a rivet body (2) with a collar (4) at one end and one protruding into the rivet body (2) from the side with the collar (4) Mandrel (3), which can be pushed into the rivet body (2) for setting the rivet (1), the mandrel (3) being equipped with a recess (5) for receiving a setting tool, by means of which the mandrel (3) through the Rivet body (2) is movable.

Description

description

[0001] Niet für die Befestigung einer thermischen Isolierschicht in einem Schienenfahrzeug. [0001] Rivet for fastening a thermal insulating layer in a rail vehicle.

TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA

[0002] Die Erfindung betrifft einen Niet für die Befestigung einer thermischen Isolierschicht in einem Schienenfahrzeug. The invention relates to a rivet for fastening a thermal insulating layer in a rail vehicle.

STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART

[0003] Passagierschienenfahrzeuge sind heute fast ausschließlich mit einer thermischen Isolierung des Innenraums ausgestattet, wodurch der Energiebedarf zur Heizung bzw. Kühlung des Passagierraums deutlich reduziert wird. Weiters bietet eine solche Dämmung den Vorteil eines höheren Komforts für die Passagiere, da die Oberflächentemperatur des Passagierinnenraums näher an die Lufttemperatur des Innenraums gelangt. Die dabei eingesetzte Dämmung ist an der Innenseite der Wagenkastenstruktur, insbesondere der Seiten- und Stirmwände sowie dem Dach zu befestigen. Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl an Befestigungsmöglichkeiten bekannt, welche jedoch alle ihre spezifischen Nachteile haben. Beispielsweise ist eine Verklebung der Dämmung für die typische Einsatzdauer eines Passagierschienenfahrzeugs von 40 Jahren nicht dauerhaft genug, da Klebstoffe für diesen Einsatzzweck sehr einfach verarbeitbar sein müssen, diese jedoch nicht die erforderliche Haltbarkeit aufweisen. Andere Befestigungsmittel sehen nagelartige Bauteile vor, welche an der Wagenkasteninnenwand angeordnet werden und an welchen die Dämmung aufgesteckt und mit tellerartigen Scheiben gesichert wird. Diese Befestigungsart stellt während des Montagevorgangs eine beträchtliche Unfallgefahr dar und wird daher eher vermieden. Eine einfach auszuführende und dauerhaltbare Befestigungsart besteht des Weiteren darin, die Isolierschicht (Dämm-Material) mittels Schnüre an den Wagenkasten zu binden. Allgemein ist es wünschenswert, die Befestigung der Isolierung möglichst während der Konstruktion des Schienenfahrzeugs so wenig wie möglich berücksichtigen zu müssen und auch möglichst keine zusätzlichen Bearbeitungsschritte wie Bohren oder Fräsen ausführen zu müssen und auch Schweißarbeiten für die Herstellung von Isolationsbefestigungen zu vermeiden. Passenger rail vehicles are now almost exclusively equipped with thermal insulation of the interior, whereby the energy requirement for heating or cooling the passenger compartment is significantly reduced. Furthermore, such an insulation offers the advantage of greater comfort for the passengers, since the surface temperature of the passenger compartment comes closer to the air temperature of the interior. The insulation used is to be attached to the inside of the car body structure, in particular the side and front walls and the roof. A large number of fastening options are known from the prior art, but they all have their specific disadvantages. For example, gluing the insulation is not durable enough for the typical service life of a passenger rail vehicle of 40 years, since adhesives have to be very easy to process for this purpose, but they do not have the required durability. Other fastening means provide nail-like components which are arranged on the inner wall of the car body and to which the insulation is attached and secured with plate-like washers. This type of fastening represents a considerable risk of accidents during the assembly process and is therefore more likely to be avoided. Another type of fastening that is easy to implement and durable is to tie the insulating layer (insulating material) to the car body using cords. In general, it is desirable to have to consider the fastening of the insulation as little as possible during the construction of the rail vehicle and also not to have to carry out any additional processing steps such as drilling or milling and also to avoid welding work for the production of insulation fastenings.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION

[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Niet für die Befestigung einer thermischen Isolierschicht in einem Schienenfahrzeug anzugeben, welche die Befestigung sowohl an Schienenfahrzeugwagenkästen in Integral- als auch Differentialbauweise erlaubt, dauerhaltbar ist, eine große Flexibilität in der Anordnung der Befestigungsstellen bietet und welcher sehr kostengünstig herstellbar ist. The invention is therefore based on the object of specifying a rivet for attaching a thermal insulating layer in a rail vehicle, which allows attachment to both rail vehicle bodies in integral and differential construction, is durable, offers great flexibility in the arrangement of the attachment points and which is very inexpensive to manufacture.

[0005] Die Aufgabe wird durch einen Niet für die Befestigung einer thermischen Isolierschicht in einem Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche. The object is achieved by a rivet for fastening a thermal insulating layer in a rail vehicle with the features of claim 1. Advantageous configurations are the subject of subordinate claims.

[0006] Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein Niet für die Befestigung einer thermischen Isolierschicht in einem Schienenfahrzeug beschrieben, welcher einen Nietkörper mit einem Kragen an einem Ende und einen in den Nietkörper von der Seite mit dem Kragen hineinragenden Dorn, welcher zum Setzen des Niets in den Nietkörper schiebbar ist umfasst, wobei der Dorn mit einer Ausformung zur Aufnahme eines Setzwerkzeugs ausgestattet ist, mittels welchem der Dorn durch den Nietkörper bewegbar ist. According to the basic idea of the invention, a rivet for fastening a thermal insulating layer in a rail vehicle is described, which has a rivet body with a collar at one end and a mandrel protruding into the rivet body from the side with the collar, which is used for setting the rivet slidable into the rivet body, wherein the mandrel is equipped with a recess for receiving a setting tool, by means of which the mandrel can be moved through the rivet body.

[0007] Dadurch ist der Vorteil erzielbar, eine thermische Isolierschicht an dem im gesetzten Zustand des Niets hervorstehenden Dorn anordnen zu können. Insbesondere ist vorteilhaft, dass an der Befestigungsstelle des Niets an dem Wagenkasten ausschließlich eine Bohrung vorzusehen ist. Eine solche Bohrung kann im Gegensatz etwa zu C-Schienen sehr flexibel angeordnet werden und eine mit einem erfindungsgemäßen Niet befestigte Isolierung hält wesentlich dauerhafter als eine mit dem Wagenkasten über Klebenägel befestigte Isolierung. This has the advantage that a thermal insulating layer can be arranged on the mandrel protruding in the set state of the rivet. It is particularly advantageous that only one bore is to be provided at the fastening point of the rivet on the car body. In contrast to C-rails, for example, such a hole can be arranged very flexibly and insulation fastened with a rivet according to the invention is much more durable than insulation fastened to the car body via adhesive nails.

[0008] Erfindungsgemäß wird ein Niet aus einem Nietkörper und einem Dorn aufgebaut. Der Nietkörper weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist somit zum Einbringen in eine korrespondierende Bohrung an einem Bauteil eines Wagenkastens ausgebildet. Ein Kragen an einer Seite des Nietkörpers verhindert, dass der Nietkörper durch die Bohrung durchgeschoben werden kann und definiert dabei die Endlage des Niets. Des Weiteren ist der Niet mit einem Dorn ausgestattet, welcher in den Nietkörper hinein schiebbar angeordnet ist, typischerweise in eine axiale Bohrung in dem Nietkörper mit geringerem Durchmesser als der Durchmesser des Dorns. Solcherart verformt sich der Nietkörper bei Einschieben des Dorns, insbesondere an der dem Kragen abgewandten Seite und bildet somit eine formschlüssige Verbindung mit dem Wagenkasten. Der Dorn mit einer Ausformung zur Aufnahme eines Setzwerkzeugs ausgestattet, über welche die zum Setzen des Niets erforderlich Kraft in den Dorn einleitbar ist. Diese Ausformung ist vorzugsweise nahe dem Nietkörper an dem Dorn anzuordnen, um einerseits ein Knicken des Dorns verhindern zu können und andererseits eine Endlage des Dorns zu definieren, bis zu welcher er in den Nietkörper eingeschoben werden muss. According to the invention, a rivet is constructed from a rivet body and a mandrel. The rivet body has a circular cross-section and is thus designed to be introduced into a corresponding bore in a component of a car body. A collar on one side of the rivet body prevents the rivet body from being pushed through the bore and defines the end position of the rivet. Furthermore, the rivet is equipped with a mandrel which is arranged to be slidable into the rivet body, typically into an axial bore in the rivet body with a smaller diameter than the diameter of the mandrel. In this way, the rivet body deforms when the mandrel is pushed in, in particular on the side facing away from the collar, and thus forms a form-fitting connection with the car body. The mandrel is equipped with a recess for receiving a setting tool, via which the force required to set the rivet can be introduced into the mandrel. This formation is preferably to be arranged close to the rivet body on the mandrel, on the one hand to be able to prevent the mandrel from buckling and on the other hand to define an end position of the mandrel up to which it must be inserted into the rivet body.

[0009] In gesetztem Zustand des Niets liegt die Ausformung des Dorns somit an dem Kragen des Nietkörpers an. Dadurch ist eine Endlage des Dorns in Bezug auf den Nietkörper vorgebbar und ein korrektes Ausführen des Nietvorgangs optisch überprüfbar. In the set state of the rivet, the formation of the mandrel thus rests against the collar of the rivet body. As a result, an end position of the mandrel in relation to the rivet body can be specified and correct execution of the riveting process can be visually checked.

[0010] In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es vorteilhaft, den Dorn mit einer Einkerbung auszustatten. Die Klemmung einer Isolierschicht wird meist mittels eine Haltetellers vorgenommen, welcher die Klemmkraft auf eine bestimmte Fläche verteilt und welcher mit einer Bohrung ausgestattet ist. Die Einkerbung an dem Dorn bietet eine formschlüssige Fixierung eines auf den Dorn geschobenen Haltetellers. In a further development of the invention, it is advantageous to equip the mandrel with a notch. An insulating layer is usually clamped by means of a retaining plate which distributes the clamping force over a certain area and which is equipped with a bore. The notch on the mandrel offers a form-fitting fixation of a holding plate pushed onto the mandrel.

[0011] Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, den Dorn an seinem, dem Nietkörper abgewandten Ende mit einer Anspitzung auszustatten. Solcherart kann eine Isolierschicht sowie ein Halteteller leichter auf den Dorn aufgeschoben werden. A preferred embodiment of the invention provides for the mandrel to be provided with a point at its end facing away from the rivet body. In this way, an insulating layer and a retaining plate can be pushed onto the mandrel more easily.

[0012] Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, den Dorn an seinem, dem Nietkörper abgewandten Ende mit einer Ose auszustatten. Solcherart kann die Isolierung zusätzlich mittels durch die Ösen mehrerer Niete geführte Schnüre befestigt werden. Another preferred embodiment of the invention provides for the mandrel to be provided with an eyelet at its end facing away from the rivet body. In this way, the insulation can also be attached by means of cords passed through the eyes of several rivets.

[0013] Die Länge des Dorns eines erfindungsgemäßen Niets ist in Abhängigkeit von der Dicke der zu befestigenden Isolierschicht zu bemessen, wobei insbesondere eine Länge von größer als 50mm vorteilhaft ist, da solcherart eine wirksame Dicke eine Isolierung angeordnet werden kann. The length of the mandrel of a rivet according to the invention is to be dimensioned as a function of the thickness of the insulating layer to be fastened, a length of greater than 50mm in particular being advantageous, since such an effective thickness insulation can be arranged.

[0014] Vorzugsweise ist der Dorn aus nichtrostendem Stahl herzustellen und der Nietkörper dabei entweder aus einer leicht verformbaren Leichtmetalllegierung oder aus Kunststoff. Bei einem Nietkörper aus Kunststoff erfolgt dabei keine plastische Verformung des Nietkörpers, sondern diese ist so auszubilden, dass er durch den eingeschobenen Dorn sich aufweitet und den Dorn somit formschlüssig hält. Preferably, the mandrel is made of stainless steel and the rivet body is either made of an easily deformable light metal alloy or plastic. In the case of a rivet body made of plastic, there is no plastic deformation of the rivet body, but this must be designed in such a way that it expands through the inserted mandrel and thus holds the mandrel in a form-fitting manner.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0015] Es zeigen beispielhaft: [0015] The following are shown by way of example:

[0016] Fig. 1 Niet in Bohrung. Fig. 1 rivet in bore.

[0017] Fig. 2 Niet gesetzt. Fig. 2 rivet set.

[0018] Fig. 3 Wagenkasten mit Isolierschicht. 3 car body with an insulating layer.

[0019] Fig. 4 Wagenkasten mit Isolierschicht, Niet mit Kunststoffnietkörper. 4 car body with insulating layer, rivet with plastic rivet body.

AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG CARRYING OUT THE INVENTION

[0020] Fig. 1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Niet in einer Bohrung. Es ist eine abstrahierte Darstellung eines Niets 1 in einer Bohrung in einem Teil eines Wagenkastens 6 eines Schienenfahrzeugs gezeigt. Der Niet 1 umfasst einen rotationssymmetrisch aufgebauten Nietkörper 2 mit einem Kragen 4, welcher einen größeren Durchmesser als der restliche Teil des Fig. 1 shows an example and schematically a rivet in a bore. An abstract illustration of a rivet 1 in a bore in a part of a car body 6 of a rail vehicle is shown. The rivet 1 comprises a rotationally symmetrical rivet body 2 with a collar 4, which has a larger diameter than the rest of the

Nietkörpers 2 aufweist und so ein komplettes Durchdringen der Bohrung durch den Nietkörper 2 verhindert. Des Weiteren umfasst der Niet 1 einen Dorn 3, welcher ebenfalls rotationssymmetrisch aufgebaut ist und welcher über einen bestimmten Abschnitt der Länge des Nietkörpers 2 in diesen Nietkörper 2 hineinragt. Der Nietkörper 2 ist mit einer Bohrung kleineren Durchmessers ausgestattet als der Durchmesser des Dorns 3, sodass ein weiteres Eindringen des Dorns 3 mit einer plastischen Verformung des Nietkörpers 2 einhergeht. Die dazu erforderliche, auf den Dorn 3 axial einwirkende Kraft ist über eine Ausformung 5 einleitbar. Ein entsprechend geformtes Setzwerkzeug 8 in Form einer Hülse ist so ausgebildet, dass es die Setzkraft in diese Ausformung 5 einzuleiten vermag. In gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Dorn 3 mit einer Anspitzung 7 und einer Einkerbung 13 ausgestattet, welche zum einfacheren Aufdrücken einer Isolierung bzw. zum Einrasten eines Haltetellers dienen. Has rivet body 2 and thus prevents complete penetration of the bore by the rivet body 2. Furthermore, the rivet 1 comprises a mandrel 3, which is also constructed to be rotationally symmetrical and which projects into this rivet body 2 over a certain section of the length of the rivet body 2. The rivet body 2 is equipped with a bore with a smaller diameter than the diameter of the mandrel 3, so that further penetration of the mandrel 3 is accompanied by a plastic deformation of the rivet body 2. The force required for this and acting axially on the mandrel 3 can be introduced via a recess 5. A correspondingly shaped setting tool 8 in the form of a sleeve is designed so that it is able to introduce the setting force into this formation 5. In the exemplary embodiment shown, the mandrel 3 is equipped with a point 7 and a notch 13, which serve to simplify pressing on an insulation or to snap a retaining plate into place.

[0021] Fig. 2 zeigt beispielhaft und schematisch einen gesetzten Niet. Es ist der Niet 1 aus Fig. 1 dargestellt, wobei der Dorn 3 in seine Endposition geschoben ist. Dadurch ist der plastisch verformte Nietkörper 9 so aufgeweitet, dass er den Niet 1 formschlüssig in der Bohrung des Wagenkastens 6 hält. In diesem gesetzten Zustand des Niets 1 liegt die Ausformung 5 des Dorns 3 an dem Kragen 4 des Nietkörpers an. Dies ermöglicht eine einfache optische Prüfung eines Setzvorganges. FIG. 2 shows an example and schematically a set rivet. The rivet 1 from FIG. 1 is shown, the mandrel 3 being pushed into its end position. As a result, the plastically deformed rivet body 9 is widened in such a way that it holds the rivet 1 in a form-fitting manner in the bore of the car body 6. In this set state of the rivet 1, the formation 5 of the mandrel 3 rests against the collar 4 of the rivet body. This enables a simple visual check of a setting process.

[0022] Fig. 3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Wagenkasten mit einer Isolierschicht. Es ist ein Schnitt durch einen Wagenkasten 6 eines Schienenfahrzeugs in Integralbauweise dargestellt, an welchem an der Innenseite eine thermische Isolierschicht 11 angeordnet ist. Der Schnitt ist durch eine Befestigungsstelle der thermischen Isolierschicht 11 mittels eines Niets 1 geführt. Ein Niet 1, ähnlich zu dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Niet 1 ist an einer Innenwand eines Wagenkastens 6 befestigt und eine thermische Isolierschicht 11 mittels dieses Niets 1 und eines Haltetellers 12 ist an die Innenwand gedrückt. Der Halteteller 12 verteilt die Andrückkraft auf die thermische Isolierung 11 über eine bestimmte Fläche und verhindert eine übermäßige Kompression an der Befestigungsstelle. FIG. 3 shows an example and schematically a car body with an insulating layer. A section through a car body 6 of a rail vehicle in an integral design is shown, on which a thermal insulating layer 11 is arranged on the inside. The cut is made through a fastening point of the thermal insulating layer 11 by means of a rivet 1. A rivet 1, similar to the rivet 1 shown in FIGS. 1 and 2, is fastened to an inner wall of a car body 6 and a thermal insulating layer 11 is pressed against the inner wall by means of this rivet 1 and a retaining plate 12. The holding plate 12 distributes the pressing force on the thermal insulation 11 over a certain area and prevents excessive compression at the fastening point.

[0023] Fig. 4 zeigt beispielhaft und schematisch einen Wagenkasten mit einer Isolierschicht und einem Niet mit Kunststoffnietkörper. Es ist die Befestigungsstelle aus Fig. 3 dargestellt, wobei der Niet 1 mit einem Nietkörper 10 aus Kunststoff ausgeführt ist. Ein solcher Nietkörper 10 ermöglicht eine geringere Setzkraft als plastisch zu verformende metallische Nietkörper, was beispielsweise bei der Anordnung von Befestigungsstellen an Spanten oder Spriegeln von Wagenkästen in Differentialbauweise vorteilhaft ist. 4 shows an example and schematically a car body with an insulating layer and a rivet with a plastic rivet body. The fastening point from FIG. 3 is shown, the rivet 1 being designed with a rivet body 10 made of plastic. Such a rivet body 10 enables a lower setting force than metal rivet bodies to be plastically deformed, which is advantageous, for example, when arranging fastening points on frames or bows of car bodies in a differential design.

LISTE DER BEZEICHNUNGEN LIST OF DESIGNATIONS

1 Niet 1 rivet

2 Nietkörper 3 Dorn 2 rivet bodies 3 mandrel

4 Kragen 4 collars

5 Ausformung 5 molding

6 Wagenkasten 6 car body

7 Anspitzung 7 Pointing

8 Setzwerkzeug 8 setting tool

9 plastisch verformter Nietkörper 10 Nietkörper aus Kunststoff 9 plastically deformed rivet body 10 rivet body made of plastic

11 Thermische Isolierschicht 11 Thermal insulation layer

12 Halteteller 12 retaining plates

13 Einkerbung 13 notch

Claims

1. A rivet (1) for fastening a thermal insulating layer (11) in a rail vehicle, comprising a rivet body (2) with a collar (4) at one end and one in the rivet body (2) from the side with the collar (4 ) protruding mandrel (3) which can be pushed into the rivet body (2) for setting the rivet (1), characterized in that the mandrel (3) is equipped with a recess (5) for receiving a setting tool by means of which the mandrel (3) is movable through the rivet body (2).

2. rivet (1) according to claim 1, characterized in that in the set state of the rivet (1) the formation of the mandrel (3) rests against the collar (4) of the rivet body (2).

3. rivet (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the rivet body (2) is made of a light metal alloy and the mandrel (3) is made of stainless steel.

4. rivet (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the rivet body (2) is made of plastic and the mandrel (3) is made of stainless steel.

5. rivet (1) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the mandrel (3) is equipped with a notch (13) for the positive fixing of a holding plate (12) which can be pushed onto the mandrel (3).

6. rivet (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the mandrel (3) is equipped at its end facing away from the rivet body (2) with a point (7).

7. rivet (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mandrel (3) is equipped with an eyelet at its end remote from the rivet body (2).

8. rivet (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the mandrel (3) has a length greater than 50mm.

In addition 3 sheets of drawings