DE102013016698A1

DE102013016698A1 - Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Inneneinrichtungsteils im Rohbau eines Schienenfahrzeugs

Info

Publication number: DE102013016698A1
Application number: DE102013016698.5A
Authority: DE
Inventors: Yüksel Taylan
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2013-10-09
Filing date: 2013-10-09
Publication date: 2015-04-09
Also published as: WO2015051953A1; RU166896U1; DE202013012516U1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung (16) zur Befestigung eines Inneneinrichtungsteils (14) eines Schienenfahrzeugs im Rohbau (10) dieses Schienenfahrzeugs, mit einem ersten Anbindungsbereich zur Anbindung an eine Komponente (12) des Rohbaus (10), einem zweiten Anbindungsbereich zur Anbindung an das Inneneinrichtungsteil (14) und einem zwischen den ersten Anbindungsbereich und den zweiten Anbindungsbereich zwischengeschalteten Zwischenelement (18). Es ist vorgesehen, dass das Zwischenelement (18) zur thermischen Entkopplung des Inneneinrichtungsteils (14) vom Rohbau (10) als ein Element aus einem duroplastischen Glasfaserverbundwerkstoff ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines Zwischenelements (18) aus einem duroplastischen Glasfaserverbundwerkstoff in einer Befestigungseinrichtung (16) zur Befestigung eines Inneneinrichtungsteils (14) in einem Rohbau (10) eines Schienenfahrzeugs und ein entsprechendes Schienenfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Inneneinrichtungsteils eines Schienenfahrzeugs in dessen Rohbau. Die Befestigungseinrichtung weist dabei einen ersten Anbindungsbereich zur Anbindung an den Rohbau, einen zweiten Anbindungsbereich zur Anbindung an das Inneneinrichtungsteil und ein zwischen den ersten und den zweiten Anbindungsbereich zwischengeschaltetes Zwischenelement auf.
Die DE 10 2011 114 356 A1 zeigt eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Inneneinrichtungsteils in einem Rohbau eines Schienenfahrzeugs, mit einem rohbauseitigen Anbindungsbereich, einem inneneinrichtungsseitigen Anbindungsbereich und einem plattenförmigen Zwischenelement, das zwischen der Anbindungsfläche des rohbauseitigen Anbindungsbereichs und der Anbindungsfläche des inneneinrichtungsseitigen Anbindungsbereichs angeordnet ist. Dabei bildet dieses plattenförmige Zwischenelement zusammen mit einer Fixiereinrichtung den rohbauseitigen Anbindungsbereich. Das Inneneinrichtungsteil ist beispielsweise ein Teil des Innenausbaus oder der Inneneinrichtung des Schienenfahrzeugs. Die Anbindung des Inneneinrichtungsteils an den Rohbau erfolgt über das plattenförmige Zwischenelement.
Derartige Befestigungseinrichtungen lassen bei Einsatz des Schienenfahrzeugs in einem Temperaturbereich deutlich unterhalb von 0°C in der Regel Kältebrücken entstehen, die zu Kondensatbildung im Innenraum des Schienenfahrzeugs führen können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen anzugeben um die vorstehend genannten Schwierigkeiten zu überwinden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei der erfindungsgemäßen Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Inneneinrichtungsteils in dem Rohbau des Schienenfahrzeugs ist vorgesehen, dass das Zwischenelement zur thermischen Entkopplung des Inneneinrichtungsteils vom Rohbau als ein Element aus einem duroplastischen Glasfaserverbundwerkstoff ausgebildet ist. Dabei erfolgt die mechanische Anbindung des Inneneinrichtungsteils an den Rohbau vollständig oder zumindest teilweise über dieses Zwischenelement.
Die erfindungsgemäße Befestigungseinrichtung hat den Vorteil, dass durch die Verwendung eines solchen Zwischenelements eine gute thermische Entkopplung des Innenausbaus und der Einrichtungsgegenstände von dem Rohbau eines Schienenfahrzeugs gewährleistet ist. Durch diese Maßnahme lassen sich Kältebrücken an den Befestigungspunkten der Inneneinrichtungsteile eines Schienenfahrzeugs in dessen Rohbau verhindern.
Das Inneneinrichtungsteil ist beispielsweise ein Teil des Innenausbaus oder der Inneneinrichtung des Schienenfahrzeugs. Das Zwischenelement ist bevorzugt als ein plattenförmiges Zwischenelement ausgestaltet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Verbundwerkstoff eine Wärmeleitfähigkeit λ im Bereich von 0.20 W/mK ≤ λ ≤ 0.38 W/mK auf.
Die Dicke (Stärke) d des Zwischenelements liegt bevorzugt im Bereich zwischen 5.5 mm ≤ d ≤ 10 mm. Bei einer Dicke d unterhalb von 5.5 mm ist die thermische Entkopplung in der Regel nicht mehr gewährleistet. Bei einer Dicke D oberhalb von 10 mm ist der absolute Setzbetrag aufgrund des Setzverhaltens zu groß für diese Anwendung. Durch entsprechende Messungen wurde eine Dicke d des Zwischenelements von etwa 6 mm als besonders bevorzugt für diese Anwendung experimentell bestimmt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Verbundwerkstoff folgende mechanische Eigenschaften aufweist:

– eine Druckfestigkeit (Compressive Strength) R_c im Bereich 500 N/mm² ≤ R_c ≤ 700 N/mm² und
– eine Biegefestigkeit (Flexural Strength) R_f im Bereich 400 N/mm² ≤ R_f ≤ 800 N/mm².

Das aus Biegeversuchen bestimmbare/bestimmte Elastizitätsmodul (E-Modul) E des Verbundwerkstoffs liegt bevorzugt im Bereich von 15000 N/mm² ≤ E ≤ 25000 N/mm², besonders bevorzugt bei 20000 N/mm².
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Verbundwerkstoff einen Längenausdehnungskoeffizient α im Bereich von 10 1/K ≤ α ≤ 20 1/K aufweist.
Duroplastische Verbundwerkstoffe mit den vorgenannten Eigenschaften sind beispielsweise die unter dem Markennamen DOGLAS von der Firma DOTHERM GmbH & Co. KG angeboteten duroplastischen Verbundwerkstoffe. Diese zeichnen sich durch Hochdruckfestigkeit, elektrisch und thermisch isolierende Eigenschaften, hohen Einsatztemperaturbereich –180°C ≤ T ≤ 300°C, geringes Setzverhalten und chemische Resistenz aus.
Die duroplastischen Verbundwerkstoffe mit den oben genannten Eigenschaften bezüglich Wärmeleitfähigkeit, Druck- und Biegefestigkeit, E-Modul und Längenausdehnungskoeffizient werden unter folgenden Bezeichnungen angeboten: DOGLAS 180 G, DOGLAS 180 H, DOGLAS 230R, DOGLAS 250 G, DOGLAS 250 M, DOGLAS 250 HQ.
Besonders bevorzugt ist das Zwischenelement aus dem Verbundwerkstoff mit der Bezeichnung DOGLAS 180 G. Gemäß Datenblatt des Herstellers hat dieser duroplastische Verbundwerkstoff die folgenden Eigenschaften:

– eine Dauereinsatztemperatur von maximal 180°C und eine maximale Einsatztemperatur von 210°C,
– eine Wärmeleitfähigkeit λ im Bereich von 0.3 W/mK ≤ λ ≤ 0.4 W/mK, insbesondere von 0.35 W/mK,
– einen Längenausdehnungskoeffizient α im Bereich von 10 1/K ≤ α ≤ 20 1/K,
– eine Druckfestigkeit R_c im Bereich 550 N/mm² ≤ R_c ≤ 650 N/mm², vorzugsweise von 600 N/mm²,
– eine Biegefestigkeit R_f im Bereich 400 N/mm² ≤ R_f ≤ 500 N/mm², vorzugsweise von 450 N/mm²,
– eine Zugfestigkeit (Tensile Strength) R_t im Bereich 350 N/mm² ≤ R_t ≤ 450 N/mm², vorzugsweise von 400 N/mm², und
– ein mittels Biegeversuch bestimmbares/bestimmtes Elastizitätsmodul E von 15000 N/mm² ≤ E ≤ 25000 N/mm², vorzugsweise bei 20000 N/mm².

Die elektrische Durchschlagfestigkeit liegt bei etwa 30 kV/mm; die Kriechstromfestigkeit ist mit CTI 350 gemäß Prüfnorm IEC 112 angegeben.
Die Befestigungseinrichtung ist mit Vorteil derart eingerichtet, dass ein über die Befestigungseinrichtung verlaufender Kraftfluss zwischen Inneneinrichtungsteil und Rohbau immer über das Zwischenelement verläuft. Die Befestigung des Inneneinrichtungsteils im Rohbau mittels der Befestigungseinrichtung erfolgt also immer über das Zwischenelement als zentralem Element. Gleichzeitig wird dieses Zwischenelement zur thermischen Entkopplung des Inneneinrichtungsteils vom Rohbau genutzt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Befestigungseinrichtung weiterhin eine Fixiereinrichtung zur Anbindung des ersten Anbindungsbereichs an die Komponente des Rohbaus auf. Bevorzugt ist diese Anbindung eine unmittelbare Anbindung des Zwischenelements an die Komponente des Rohbaus. Dabei bilden das Zwischenelement und diese Fixiereinrichtung den ersten (rohbauseitigen) Anbindungsbereich.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Befestigungseinrichtung weiterhin eine weitere Fixiereinrichtung zur Anbindung des zweiten Anbindungsbereichs an das Inneneinrichtungsteil auf. Diese Anbindung ist eine unmittelbare Anbindung des Zwischenelements an das Inneneinrichtungsteil oder eine mittelbare Anbindung des Zwischenelements an das Inneneinrichtungsteil über diese weitere Fixiereinrichtung. Dabei bildet die weitere Fixiereinrichtung den zweiten Anbindungsbereich.
Ist die Anbindung des Zwischenelements an den Rohbau beziehungsweise die Rohbaukomponente als auch die Anbindung des Zwischenelements an das Inneneinrichtungsteil eine unmittelbare Anbindung, so ist mit Vorteil vorgesehen, dass eine einzige Fixiervorrichtung die eine Fixiereinrichtung und die weitere Fixiereinrichtung gemeinsam bildet. Die eine Fixiereinrichtung ist somit eine erste Fixiervorrichtungskomponente und die weitere Fixiereinrichtung ist eine zweite Fixiervorrichtungskomponente der Fixiervorrichtung.
Bei einer Ausführungsform dieser Fixiervorrichtung verspannt diese die Rohbaukomponente mit dem Zwischenelement und das Zwischenelement mit dem Inneneinrichtungsteil mittels einer Verschraubung.
Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung eines Zwischenelements aus einem duroplastischen Glasfaserverbundwerkstoff in einer Befestigungseinrichtung zur Befestigung eines Inneneinrichtungsteils in einem Rohbau eines Schienenfahrzeugs. Die Befestigungseinrichtung ist bevorzugt als eine vorgenannte Befestigungseinrichtung ausgestaltet.
Die Erfindung betrifft schließlich noch ein Schienenfahrzeug mit einem Rohbau, mindestens einem Inneneinrichtungsteil und mindestens einer Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Inneneinrichtungsteils in dem Rohbau. Es ist vorgesehen, dass das Befestigungsteil als vorstehend genanntes Befestigungsteil ausgebildet ist.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
1 eine Rohbaukomponente des Rohbaus eines Schienenfahrzeugs, ein Inneneinrichtungsteil des Schienenfahrzeugs und eine Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Inneneinrichtungsteils an der Rohbaukomponente und
2 ein plattenförmiges Zwischenelement für das Befestigungselement der 1.
Die 1 zeigt einen Teil des Rohbaus 10 eines Schienenfahrzeugs mit einer als C-Schiene ausgebildeten Rohbaukomponente 12 des Rohbaus 10 sowie ein Inneneinrichtungsteil 14 des Schienenfahrzeugs und eine Befestigungseinrichtung 16 zur Befestigung des Inneneinrichtungsteils 12 im Rohbau 10.
Die Befestigungseinrichtung 14 weist ein Zwischenelement 18, eine Fixiereinrichtung 20 zur Anbindung eines ersten Anbindungsbereichs der Befestigungseinrichtung 14 an die Komponente 12 des Rohbaus 10 und eine weitere Fixiereinrichtung 22 zur Anbindung eines zweiten Anbindungsbereichs der Befestigungseinrichtung 14 an das Inneneinrichtungsteil 14 auf. Das Zwischenelement 18 ist zur thermischen Entkopplung des Inneneinrichtungsteils 14 vom Rohbau 10 als ein Zwischenelement 18 aus einem duroplastischen Glasfaserverbundwerkstoff ausgebildet. Es hat weiterhin eine plattenförmige Gestalt.
Die Anbindung der Befestigungseinrichtung 14 an die Komponente 12 des Rohbaus 10 beinhaltet einerseits eine unmittelbare Anbindung des Zwischenelements 18 an diese Rohbaukomponente 12. Die Anbindung der Befestigungseinrichtung 14 an das Inneneinrichtungsteil 14 beinhaltet eine unmittelbare Anbindung des Zwischenelements 18 an dieses Inneneinrichtungsteil 14. Die beiden Fixiereinrichtungen 20, 22 werden im gezeigten Ausführungsbeispiel gemeinsam von einer einzigen Fixiervorrichtung 24 gebildet. Diese besteht aus einem in der C-Schiene angeordneten Nutenstein 26 und einer Schraube 28 zum Verschrauben des Zwischenelements 18 und einer Lasche 30 des Inneneinrichtungsteil 14 an der C-Schiene als Rohbaukomponente 12. Weiterhin umfasst die Vorrichtung 24 bevorzugt eine hier nicht gezeigte Sicherungsfeder und eine hier nicht gezeigte Unterlegscheibe. Es ergibt sich die Stapelfolge: Rohbaukomponente 12 – Zwischenelement 18 – Inneneinrichtungsteil 14. Mit anderen Worten verspannt die Fixiervorrichtung 24 die Lasche des Inneneinrichtungsteils 14 über das Zwischenelement 14 mit der Rohbaukomponente 12 beziehungsweise dem Rohbau 10.
Das Zwischenelement 18 ist ein Element aus dem duroplastischen Glasfaserverbundwerkstoff mit der Bezeichnung DOGLAS 180 G, wobei DOGLAS ein Markenname der DOTHERM GmbH & Co. KG ist. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch Hochdruckfestigkeit, elektrisch und thermisch isolierende Eigenschaften, einen hohen Einsatztemperaturbereich, geringes Setzverhalten und chemische Resistenz aus.
Die 2 zeigt das Zwischenelement 18 noch einmal im Detail. Es besteht aus einem plattenförmigen Grundkörper 32, in dem ein Durchbruch 34 ausgebildet ist. Der Grundkörper hat beispielsweise die Maße 40 × 40 mm. Die Stärke (Dicke) dieses plattenförmigen Grundkörpers 32 ist besonders bevorzugt 6 mm. Der Durchbruch 34 ist ein zentraler Durchbruch in Form einer Bohrung mit kreisförmigem Querschnitt. Dieser hat bevorzugt einen Durchmesser von 9 mm oder 11 mm.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011114356 A1 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Prüfnorm IEC 112 [0017]

Claims

Befestigungseinrichtung (16) zur Befestigung eines Inneneinrichtungsteils (14) eines Schienenfahrzeugs im Rohbau (10) dieses Schienenfahrzeugs, mit einem ersten Anbindungsbereich zur Anbindung an eine Komponente (12) des Rohbaus (10), einem zweiten Anbindungsbereich zur Anbindung an das Inneneinrichtungsteil (14) und einem zwischen den ersten Anbindungsbereich und den zweiten Anbindungsbereich zwischengeschalteten Zwischenelement (18), dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (18) zur thermischen Entkopplung des Inneneinrichtungsteils (14) vom Rohbau (10) als ein Element aus einem duroplastischen Glasfaserverbundwerkstoff ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff eine Wärmeleitfähigkeit λ im Bereich von 0.20 W/mK ≤ λ ≤ 0.38 W/mK aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff folgende mechanische Eigenschaften aufweist: – eine Druckfestigkeit R_c im Bereich 500 N/mm² ≤ R_c ≤ 700 N/mm² und – eine Biegefestigkeit R_f im Bereich 400 N/mm² ≤ R_f ≤ 800 N/mm².
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff ein Elastizitätsmodul E aus Biegeversuchen im Bereich von 15000 N/mm² ≤ E ≤ 25000 N/mm² aufweist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungseinrichtung (16) derart eingerichtet ist, dass ein über die Befestigungseinrichtung (16) verlaufender Kraftfluss zwischen Inneneinrichtungsteil (14) und Rohbau (10) immer über das Zwischenelement (18) verläuft.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Fixiereinrichtung (20) zur Anbindung des ersten Anbindungsbereichs an die Komponente (12) des Rohbaus (10).
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine weitere Fixiereinrichtung (22) zur Anbindung des zweiten Anbindungsbereichs an das Inneneinrichtungsteil (14).
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung (20) und die weitere Fixiereinrichtung (22) gemeinsam von einer einzigen Vorrichtung (24) gebildet werden.
Verwendung eines Zwischenelements (18) aus einem duroplastischen Glasfaserverbundwerkstoff in einer Befestigungseinrichtung (16) zur Befestigung eines Inneneinrichtungsteils (14) in einem Rohbau (10) eines Schienenfahrzeugs.
Schienenfahrzeug mit einem Rohbau (10), mindestens einem Inneneinrichtungsteil (14) und mindestens einer Befestigungseinrichtung (16) zur Befestigung des Inneneinrichtungsteils (14) in dem Rohbau (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsteil (16) als Befestigungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.