-
Die Erfindung betrifft eine Türanordnung für ein Schienenfahrzeug mit einem Türflügel zum zumindest teilweisen Verschließen einer Türöffnung des Schienenfahrzeugs, mit einem Türflügelgegenstück, zu dem der Türflügel zum Öffnen und Schließen der Türöffnung bewegbar ist, mit mindestens einem Dichtungselement, das mindestens eine Hohlkammer aufweist und bei geschlossener Türöffnung zwischen dem Türflügel und dem Türflügelgegenstück angeordnet ist, und mit einer Heizeinrichtung, die in das mindestens eine Dichtungselement integriert ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Türanordnung.
-
-
Um die Abdichtung und Isolierung gegenüber der Außenseite von Schienenfahrzeugen an den Außentüren auch beim Betrieb des Schienenfahrzeugs in sehr kalten klimatischen Regionen zu gewährleisten, werden üblicherweise Dichtungselemente eingesetzt, die anstelle von Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) aus Silikon bestehen.
-
Eine weitere Forderung der Betreiber eines Schienenfahrzeugs in den genannten klimatischen Regionen ist, die Betriebsfähigkeit der Türanordnung, also das Öffnen und Schließen der Türöffnung, auch bei einem Eisbesatz von bis zu 5 mm sicherzustellen. Erreicht wird dies, indem der Antrieb der Türflügel so groß dimensioniert wird, dass seine Öffnungskraft ausreicht, um das Eis beim Ausschwenken der Tür zu brechen.
-
Problematisch ist allerdings, dass durch das gewaltsame Aufbrechen des Eises relativ große Reaktionskräfte auftreten, die der Antriebsmechanismus aufnehmen muss. Hinzu kommt, dass das Eis beim Zerbrechen einen scharfen Grat bildet und dadurch eine Gefahrenquelle für Personen darstellt, die durch die Türöffnung treten. Dabei befindet sich das scharfkantige Eis genau an der Schließkante, die normalerweise sehr aufwendig gestaltet ist, da sie im Regulärfall, das heißt ohne Eisbesatz, eine Verletzung von Personen, die an die Kante stoßen, gerade verhindern soll. Mit anderen Worten kann trotz der aufwendig gestalteten Schließkante diese in kalten klimatischen Regionen aufgrund Eisbesatz dennoch zu Verletzungen führen.
-
Unabhängig davon wird durch das gewaltsame Aufbrechen des Eises im Bereich der Schließkante, bei dem mit einem relativ weichen Material (Dichtungselement) ein wesentlich härteres Material (Eis) zerstört wird, das Dichtungselement in Mitleidenschaft gezogen und dadurch gegebenenfalls so stark beschädigt, dass die Dichtwirkung nicht mehr in ausreichendem Maße gewährleistet ist.
-
Es ist daher aus dem Stand der Technik bekannt, die beim Zerbrechen des Eisbesatzes auftretenden scharfen Grate durch Personal von Hand zu entfernen, um eine Gefährdung von Passagieren zu verhindern. Dies erfordert aber einen großen Personal- und Zeitaufwand.
-
Die
DE 692 05 726 T2 , die
DE 200 12 201 U1 und die
DE 196 51 733 A1 beschreiben Dichtungselemente für Türanordnungen, insbesondere für den Kraftfahrzeugbereich, die aus extrudierten Hohlkammerprofilen bestehen, bei denen eine Heizeinrichtung in die extrudierte Dichtmasse eingebettet ist. Bei der
DE 692 05 726 T2 ist beispielsweise ein Heizdraht spiralförmig umlaufend in das extrudierte Gummimaterial eingebettet. Gemäß der
DE 200 12 201 U1 wird neben einem eingebetteten Heizdraht auch ein Streifen aus leitfähigem Gummi vorgeschlagen, der auf die Außenseite des Dichtungselements aufgebracht ist. Leitfähiges Gummi wird auch gemäß der
DE 196 51 733 A1 verwendet, wobei dieses in einen Teil des Extrusionsmaterials eingebettet ist und zusätzlich von außen in diesem Teilbereich isoliert ist.
-
Aus der
DE 38 83 238 T2 ist ferner eine Heizeinrichtung für ein Dichtungselement einer Türanordnung bekannt, bei dem über eine Steuereinrichtung zwischen einem Schwach-Leistungsanschluss und einem Stark-Leistungsanschluss im Bedarfsfall umgeschaltet wird.
-
Die zuvor beschriebenen Heizeinrichtungen bzw. Dichtungselemente sind allerdings, da sie für den Kraftfahrzeugbereich konzipiert wurden, nicht geeignet, die Betriebsfähigkeit von Türanordnungen von Schienenfahrzeugen sicherzustellen, die in sehr kalten klimatischen Regionen betrieben werden, beispielsweise in Skandinavien, wo durchaus auch Temperaturen von –40°C auftreten. Aus diesem Grund haben Heizeinrichtungen für Dichtungselemente bei solchermaßen eingesetzten Schienenfahrzeugen noch keine Verwendung gefunden.
-
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Türanordnung für ein Schienenfahrzeug zu schaffen, die die Betriebsfähigkeit auch in sehr kalten klimatischen Regionen zuverlässig sicherstellt.
-
Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung bei einer Türanordnung für ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Heizeinrichtung eine Heizstabanordnung mit mindestens einem elektrischen Heizstab aufweist, der in das Dichtungselement integriert ist und insbesondere in die mindestens eine Hohlkammer eingesetzt ist.
-
Indem ein oder mehrere elektrische Heizstäbe, das heißt ein oder mehrere stabförmige Heizleiter, als maßgeblicher Bestandteil einer Heizeinrichtung für ein Dichtungselement eingesetzt werden, kann mit einfachen Mitteln – hier kann auf handelsübliche stabförmige Heizleiter zurückgegriffen werden – auch sehr niedrigen Temperaturen und damit einem sehr großen Eisbesatz entgegengewirkt werden. Dabei wird durch die Erwärmung der Dichtungselemente das Eis an der aufzubrechenden Stelle zumindest geschwächt, wenn nicht sogar vollständig entfernt, und damit die mechanische Belastung des Türantriebes verringert. Des Weiteren wird die Bildung eines scharfen Grates verhindert und sichergestellt, dass das Dichtungselement beim Aufbrechen des Eises nicht mehr nennenswert in Mitleidenschaft gezogen wird.
-
Ein weiterer Vorteil ist, dass handelsübliche Heizstäbe relativ kostengünstig sind und ohne weiteres verfügbar sind, was im Falle eines Austausches eines gegebenenfalls defekten Heizstabes den Aufwand für Austausch und Montage deutlich reduziert.
-
Ein Heizstab von mehreren Millimetern Dicke kann auch mit einer höheren Leistung als ein im Vergleich dazu relativ dünner Heizdraht beaufschlagt werden und ist aufgrund seines im Vergleich zu einem Heizdraht erheblich größeren Durchmessers auch deutlich robuster, was bei der Verwendung bei Türflügeln von Schienenfahrzeugen deshalb von Vorteil ist, da hier beim Öffnen und Schließen der Türen und auch während der Fahrt vergleichsweise hohe Belastungen durch Vibrationen und Erschütterungen auftreten können.
-
Schließlich kann der Heizstab aufgrund seiner vorzugsweise länglichen Form – grundsätzlich wären auch gebogene Heizstäbe beispielsweise für den Eckbereich von Türflügeln denkbar – mit einfachen Mitteln in bereits fertig extrudierte Profile eingesetzt werden, da diese naturgemäß über mindestens eine Hohlkammer verfügen, die erfindungsgemäß gleichzeitig als Aufnahme für den Heizstab fungiert. Es bedarf daher keiner aufwendigen Vorrichtung, die beim Extrudieren des Dichtungselements einen Heizdraht in das zähflüssige Extrusionsmaterial einbettet. Auch müssen keine separaten Heizelemente durch Verkleben außen am Dichtungselement fixiert werden.
-
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Türanordnung ist das mindestens eine Dichtungselement am Türflügel, insbesondere an der Stirnkante des Türflügels, bei der es sich um ein C-förmiges Profil handeln kann, befestigt. Alternativ oder zusätzlich kann das mindestens eine Dichtungselement auch am Türflügelgegenstück, bei dem es sich um einen Türflügel oder einen Türrahmen handeln kann, insbesondere an der Stirnkante des Türflügelgegenstücks, bei dem es sich ebenfalls um ein C-förmiges Profil handeln kann, befestigt sein. Das heißt sowohl der Türflügel als auch das Türflügelgegenstück kann jeweils mit einem Dichtungselement versehen sein, das mit der beschriebenen und im Folgenden noch näher erläuterten Heizeinrichtung ausgestattet ist. Es ist aber auch denkbar, dass in dem Fall, dass sowohl der Türflügel als auch das Türflügelgegenstück jeweils ein Dichtungselement aufweisen, nur eines der beiden Dichtungselemente mit einer solchen Heizeinrichtung ausgestattet ist.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Türanordnung weist das mindestens eine Dichtungselement eine weitere Hohlkammer auf, in die vorzugsweise eine Fingereinklemmschutz-Kontaktleiste integrierbar ist. Ein solches Dichtungselement kann durch Extrusion auf besonders einfache Weise hergestellt werden.
-
Die mindestens eine Hohlkammer, insbesondere die Hohlkammer, in die der elektrische Heizstab eingesetzt ist, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Türanordnung verformbar und/oder komprimierbar. Mit anderen Worten ist trotz des integrierten Heizstabes noch genügend Raum verfügbar, um die Hohlkammer im Bedarfsfall noch zu verformen und/oder zu komprimieren, beispielsweise dann, wenn das Dichtungselement zum Erreichen einer optimalen Dichtwirkung bei geschlossener Türöffnung an ein entsprechendes Gegenstück, gegebenenfalls ebenfalls ein Dichtungselement, gedrückt wird.
-
Ist der Querschnitt der mindestens einen mit dem Heizstab versehenen Hohlkammer größer als der Querschnitt des mindestens einen Heizstabes, kann neben der Verformbarkeit und/oder Komprimierbarkeit zusätzlich auch erreicht werden, dass im Innern der länglichen Hohlkammer eine Wärmeübertragung über die darin befindliche Luft stattfindet, so dass ein oder mehrere Heizstäbe nicht zwingend die gesamte Länge der Hohlkammer einnehmen müssen.
-
Die Heizstabanordnung und vorzugsweise auch die mindestens eine Hohlkammer kann sich über den größten Teil der Länge, insbesondere über die gesamte Länge, des Dichtungselements erstrecken. Auf diese Weise wird entlang der Schließkante eine optimale Erwärmung des Dichtungselements sichergestellt.
-
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Türanordnung weist die Heizstabanordnung mehrere, vorzugsweise längliche, Heizstäbe auf, die der Länge nach aneinandergereiht in der mindestens einen Hohlkammer angeordnet sind. Die Heizstäbe können voneinander beabstandet sein und müssen nicht unmittelbar an den jeweils benachbarten Heizstab anschließen. Die gegebenenfalls noch vorhandene Luft in der Hohlkammer gewährleistet durch ihre Wärme leitenden Eigenschaften, dass auch in den Bereichen, in denen kein Heizstab vorhanden ist, dennoch eine ausreichende Erwärmung des Dichtungselements sichergestellt ist.
-
Für das vorzugsweise extrudierte Dichtungselement sind verschiedene Materialien denkbar. So kann das mindestens eine Dichtungselement zumindest abschnittsweise aus EPDM bestehen, was ein relativ kostengünstiger Werkstoff ist, der erfindungsgemäß aufgrund der besonders wirkungsvollen Heizeinrichtung ohne weiteres eingesetzt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann das mindestens eine Dichtungselement aber auch zumindest abschnittsweise aus Silikon bestehen, was gegenüber anderen Materialien eine relativ geringe Kälteempfindlichkeit aufweist.
-
Wie bereits angedeutet kann aufgrund der speziellen erfindungsgemäß verwendeten Heizeinrichtung im Dichtungselement der Türflügel und/oder das Türflügelgegenstück ohne weiteres Bestandteil einer Außentür sein und das mindestens eine Dichtungselement so angeordnet sein, dass es zumindest abschnittsweise der äußeren Umgebung des Schienenfahrzeugs, die beispielsweise eine Lufttemperatur von –40°C aufweisen kann, ausgesetzt ist.
-
Eine Steuereinrichtung, die gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Türanordnung vorgesehen ist, kann so ausgebildet sein, dass der mindestens eine Heizstab bedarfsgerecht betreibbar ist. So ist es denkbar, dass der Heizstab abhängig von der Außentemperatur, die beispielsweise über Temperatursensoren ermittelt wird, betrieben wird. Alternativ oder zusätzlich ermöglicht die Steuereinrichtung auch den Betrieb des Heizstabes abhängig vom Betriebszustand des Schienenfahrzeugs. So kann der Heizstab während des Betriebs, das heißt während der Fahrt, auf einer relativ niedrigen Heizstufe, die also niedriger als die maximale Heizstufe ist, betrieben werden, so dass nach dem Schließen der Türen ein Wiederanfrieren durch den kalten Fahrtwind vermieden wird. Es wäre auch denkbar, den Heizstab so anzusteuern, dass dieser während einer längeren Fahrt abgeschaltet ist und erst kurz vor der Ankunft am nächsten Bahnhof in Betrieb genommen wird. Auch während des Stillstands des Schienenfahrzeugs kann der Heizstab im Bedarfsfall über die Steuereinrichtung betrieben werden, ebenfalls vorzugsweise auf einer Heizstufe, die niedriger als die maximale Heizstufe ist. Dabei kann der mindestens eine Heizstab kontinuierlich oder zyklisch betrieben werden.
-
Die Aufgabe wird schließlich gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung durch ein Schienenfahrzeug mit einer Türanordnung gelöst, wie sie zuvor beschrieben wurde.
-
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Türanordnung und das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug auszugestalten und weiterzubilden. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Kombination mit der beigefügten Zeichnung.
-
In 1 ist schematisch in einem horizontalen Schnitt ein Teil einer Türanordnung 1 eines Schienenfahrzeugs (nicht dargestellt) im geschlossenen Zustand dargestellt.
-
Die Türanordnung 1 weist einen ersten Türflügel 2a und ein als zweiter Türflügel ausgebildetes Türflügelgegenstück 2b auf, die relativ zueinander bewegbar sind. Werden die Türflügel 2a und 2b voneinander wegbewegt, so wird eine Türöffnung 3 freigegeben. Werden die Türflügel 2a und 2b solange aufeinander zubewegt, bis sie sich berühren, ist, wie in 1 dargestellt, die Türöffnung 3 geschlossen.
-
Beide Türflügel 2a und 2b sind im in 1 dargestellten Fall Bestandteil einer Außentür 10, wodurch die beiden Dichtungselemente 4a und 4b der äußeren Umgebung des Schienenfahrzeugs ausgesetzt sind.
-
Der Türflügel 2a weist ein an seiner Stirnkante 9a verankertes Dichtungselement 4a und der Türflügel 2b ein ebenfalls an seiner Stirnkante 9b verankertes Dichtungselement 4b auf, wobei die beiden Dichtungselemente 4a und 4b von Hohlkammerprofilen gebildet werden, die so geformt sind, dass sie im sich berührenden Zustand dichtend zusammenwirken.
-
Das Dichtungselement 4a und das Dichtungselement 4b weisen jeweils eine sich in vertikaler Richtung entlang der Stirnkante 9a bzw. 9b erstreckende Hohlkammer 5a auf, in die ein Heizstab 8a bzw. 8b eingesetzt ist. Die Heizstäbe 8a und 8b bilden eine Heizstabanordnung 7, die als Heizeinrichtung 6 für das Dichtungselement 4a bzw. 4b dient und die Schließkante 12 eisfrei hält.
-
Das Dichtungselement 4a des Türflügels 2a weist zusätzlich zu der Hohlkammer 5a noch eine weitere Hohlkammer 5b auf, in die eine Fingereinklemmschutz-Kontaktleiste integrierbar ist.
-
Wie in 1 deutlich zu erkennen ist, ist der Querschnitt der jeweiligen Hohlkammer 5a größer als der Querschnitt des Heizstabes 8a bzw. 8b, so dass die Hohlkammer 5a verformbar und komprimierbar bleibt und außerdem eine Wärmeübertragung über die in der Hohlkammer 5a befindliche Luft zulässt.
-
Im vorliegenden Fall ist jeweils nur ein Heizstab 8a bzw. 8b je Dichtungselement 4a bzw. 4b im Schnitt dargestellt, obwohl in vertikaler Richtung auch mehrere Heizstäbe übereinander angeordnet sein können. Die Heizstabanordnung 7 erstreckt sich auf diese Weise über die gesamte Länge der Hohlkammern 5a bzw. über die gesamte Länge des Dichtungselements 4a bzw. 4b. Dadurch können die Türflügel 2a und 2b über die Gesamthöhe der Türöffnung 3 im Bereich der Schließkante 12 eisfrei gehalten werden.
-
Schließlich ist – lediglich schematisch – in 1 noch eine Steuereinrichtung 11 dargestellt, die so ausgebildet ist, dass die Heizstäbe 8a und 8b abhängig von der Außentemperatur und abhängig vom Betriebszustand (Fahrbetrieb bzw. Stillstand) bedarfsgerecht beheizbar sind.
