-
Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug aufweisend eine Kupplungsvorrichtung mit einem Kupplungsträger zur Verbindung der Kupplungsvorrichtung mit einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs, wobei der Kupplungsträger eine Befestigungsschnittstelle zur Befestigung an dem Wagenkasten aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Montage eines solchen Schienenfahrzeuges.
-
Kupplungen bei Schienenfahrzeugen dienen der Verbindung der Wagenkästen untereinander oder der Bildung von Zugverbänden. Aufgrund der gestiegenen Anforderungen hinsichtlich der Sicherheit im Crashfall ist der für die Integration der Kupplungen zur Verfügung stehende Bauraum in modernen Schienenfahrzeugen stark eingeschränkt.
-
Ein Beispiel für die Anordnung einer Kupplungsvorrichtung am Wagenkasten ist in der
CN 105 151 075 A gezeigt. Die um die Aufnahmefläche für die Befestigung der Kupplung am Wagenkasten angeordneten Crash-Elemente erschweren die Zugänglichkeit zur Trennfuge zwischen Kupplungsträger und Wagenkasten. Abdichtungsarbeiten bei der Montage des Schienenfahrzeugs und nach Wartungsarbeiten an der Kupplung sind somit mit einem erheblichen Aufwand verbunden.
-
Auch das in der
CN 103 112 471 A gezeigte Wagenkastenelement weist eine Aufnahmefläche zur Montage einer Kupplungsvorrichtung auf, die zumindest nach der Montage der Kupplungsvorrichtung nur schwer zugänglich ist. Auch hier ist die Aufnahmefläche von einer für den Crashfall vorgesehenen Energieverzehrstruktur umgeben, um im Falle eines Unfalls den Aufprall des Wagenkastens zu dämpfen.
-
EP 3 205 550 A1 beschreibt eine Kupplungsvorrichtung mit einem Kupplungsträger, der beispielsweise an einen Wagenkasten angeschweißt ist. Der Kupplungsträger weist eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme einer Kupplungsstange auf, die unter Zwischenlage von elastischen Elementen vom Kupplungsträger gehalten wird.
-
Des Weiteren führen auch der wachsende Bedarf nach einer optimalen Ausnutzung des Platzangebots für den Passagierraum und ästhetische Gesichtspunkte zu einer Verringerung des für die Kupplungsvorrichtung zur Verfügung stehenden Bauraums. Der Wagenkasten wird zunehmend um die Kupplung herum gebaut, die Kupplung ist im montierten Zustand größtenteils von Rohbau- und Verkleidungselementen des Wagenkastens umgeben.
-
Üblicherweise werden Kupplungen mit dem Wagenkasten verschraubt. Um mögliche Setzkraftverluste möglichst gering zu halten, sind die Befestigungsschnittstellen und Trennfugen von Kupplung und Wagenkasten sauber und fettfrei zu halten und möglichst mit keiner Beschichtung bzw. nur mit einer einfachen Grundierung zu versehen. Nach der Montage der Kupplung am Wagenkasten müssen die Trennfugen und angrenzende Bereiche daher nachträglich vor Korrosion geschützt werden. Dazu werden die Trennfugen sowie benachbarte Bereiche mit einer vor Korrosion schützenden Beschichtung versehen, insbesondere lackiert, und die Trennfugen werden abgedichtet. Für eine qualitativ gute Ausführung dieser Arbeitsschritte wird Bewegungsraum benötigt. Aufgrund des geringen Bauraums, der für die Kupplungsvorrichtung zur Verfügung steht, sind die die Kupplung umgebenden Bereiche nur schwer zugänglich und das Aufbringen des Korrosionsschutzes an der Trennfuge ist beschwerlich und aufwendig. Neben einer staubfreien und entsprechend temperierten Umgebung wird für einzelne Arbeitsschritte zudem zusätzliche Zeit benötigt, um z.B. Lackschichten aushärten zu lassen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist folglich, die Montage der Kupplung am Wagenkasten zu vereinfachen und den damit verbundenen Aufwand zu reduzieren.
-
Die Aufgabe wird durch ein Schienenfahrzeug gemäß Anspruch 1 sowie ein Montageverfahren gemäß Anspruch 8 gelöst.
-
Indem ein an der Befestigungsschnittstelle angeordnetes Dichtmittel vorgesehen ist, durch das die Befestigungsschnittstelle in montiertem Zustand nach außen abdichtbar ist, sind nach der Montage der Kupplungsvorrichtung keine Dichtungsarbeiten mehr an der Befestigungsschnittstelle erforderlich. Das Dichtmittel kann gemäß erfindungsgemäßem Verfahren vor der Befestigung der Kupplungsvorrichtung am Wagenkasten an der Befestigungsschnittstelle des Kupplungsträgers angeordnet werden.
-
Weitere Ausführungsformen, Modifikationen und Verbesserungen ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche.
-
Das Dichtmittel kann ein Dichtband, einen Dichtstreifen, einen Dichtring oder eine entsprechend der Befestigungsschnittstelle vorkonfektionierte Dichtung umfassen.
-
Idealerweise sind das Dichtmittel und/oder die Befestigungsschnittstelle derart ausgestaltet, dass das Dichtmittel nach einer Vormontage auf der Befestigungsschnittstelle vorfixiert ist und bei der Montage der Kupplungsvorrichtung am Wagenkasten an seiner vorbestimmten Position verbleibt. Bevorzugt verläuft das Dichtmittel über den gesamten Umfang der Befestigungsschnittstelle.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weist die Befestigungsschnittstelle eine Dichtmittelaufnahme zur Vormontage des Dichtmittels auf. Die Dichtmittelaufnahme ist idealerweise umlaufend, um im montierten Zustand der Kupplungsvorrichtung im Wesentlichen den gesamten Umfang der Trennfuge zwischen Kupplungsvorrichtung und Wagenkasten abzudichten. Die Dichtmittelaufnahme kann als Aussparung, Vertiefung oder Absatz ausgestaltet sein. Alternativ oder zusätzlich können formschlüssige Haltemittel an bzw. benachbart zur Befestigungsschnittstelle vorgesehen sein, wie Klammern oder Stifte, oder adhäsive Haltemittel.
-
Die Befestigungsschnittstelle des Kupplungsträgers kann formschlüssig mit einem Wagenkasten verbindbar sein. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Befestigungsschnittstelle des Kupplungsträgers einen Flansch. Ein Flansch ermöglicht eine formschlüssige Positionierung und Vorfixierung der Kupplungsvorrichtung an dem Wagenkasten sowie eine kraftschlüssige Verbindung über Befestigungsschrauben oder Bolzen. Das Dichtmittel kann mit der Montage des Flansches in einer axialen Richtung auf eine entsprechende Gegenfläche bzw. Aufnahmefläche des Wagenkastens gedrückt werden, um die erwünschte Dichtwirkung zu erzielen.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Kupplungsträger derart ausgestaltet, dass das Dichtmittel im montierten Zustand im Nebenschluss aufgenommen werden kann. Für die Kraftübertragung zwischen Wagenkasten und Kupplungsvorrichtung können benachbarte Bereiche des Befestigungsabschnittes ausgestaltet sein, während auf das Dichtmittel im montierten Zustand nur für die Dichtwirkung erforderliche Kräfte wirken. Dies kann erreicht werden, indem die Dichtung parallel zu einer stützenden Struktur, d.h. einem Kraftflussabschnitt angeordnet ist, der die zwischen Wagenkasten und Kupplungsvorrichtung wirkenden Kräfte überträgt. Der Kraftflussabschnitt kann von einem Fortsatz an der Befestigungsschnittstelle gebildet sein, beispielsweise von einem Steg, der im Wesentlichen über den gesamten Umfang der Befestigungsschnittstelle verläuft. Der Steg kann sich parallel zum Dichtmittel im Wesentlichen über den gesamten Umfang der Befestigungsschnittstelle erstrecken.
-
Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug umfasst einen Wagenkasten, der mit einer Aufnahmefläche zur Aufnahme des Kupplungsträgers ausgestattet ist. Die Aufnahme des Kupplungsträgers kann kraft- und/oder formschlüssig erfolgen. Die Aufnahmefläche weist einen Dichtabschnitt auf, auf welchem der Dichtkörper bei montierter Kupplungsvorrichtung dichtend aufliegt.
-
Der Dichtabschnitt kann in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wenigstens abschnittsweise beschichtet oder lackiert sein. Idealerweise überlappt das Dichtmittel den beschichteten oder lackierten Bereich, so dass unlackierte oder nicht gegen Korrosion geschützte Bereiche am Wagenkasten vollständig vor Umwelteinflüssen geschützt bzw. abgedichtet sind. Beispielsweise kann das Dichtmittel eine Dichtlippe aufweisen, die entlang des Umfangs der Kupplungsvorrichtung auf den lackierten bzw. beschichteten Bereichen des Dichtabschnitts aufliegt.
-
Es versteht sich, dass auch ein Vertauschen der Anordnung der Wirkelemente an Wagenkasten und Kupplungsvorrichtung im Geiste der Erfindung liegt. So kann z.B. der Dichtabschnitt alternativ auch am Kupplungsträger angeordnet sein, während die Dichtmittelaufnahme zur Anordnung des Dichtmittels entsprechend am Wagenkasten vorgesehen sein kann.
-
Um eine Anordnung des Dichtmittels im Nebenschluss zu vereinfachen, umfasst die an dem Wagenkasten angeordnete Aufnahmefläche einen Kraftflussabschnitt, der zur Übertragung von Kräften dient, die über die Kupplungsvorrichtung auf den Wagenkasten wirken, wobei der Kraftflussabschnitt separat vom Dichtabschnitt verläuft. Der Kraftflussabschnitt mit dem Dichtabschnitt kann auf einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein. Alternativ kann der Kraftflussabschnitt von dem Dichtabschnitt abgesetzt sein, so dass die über die Kupplungsvorrichtung in den Wagenkasten gelangenden Kräfte wenigstens größtenteils an dem Dichtabschnitt vorbeigeleitet werden.
-
Der Kraftflussabschnitt ist gegenüber dem Dichtabschnitt bevorzugt mit einer dünneren oder mit keiner Beschichtung versehen. Mögliche Setzerscheinungen, die nach Befestigung der Kupplungsvorrichtung an dem Wagenkasten auftreten können, werden auf diese Weise minimiert.
-
Die Befestigung des Kupplungsträgers an der Befestigungsfläche des Wagenkastens kann kraft- und/oder formschlüssig erfolgen. Neben einer Verbindung über einen verschraubbaren Flansch sind auch andere, beispielsweise rein formschlüssige Verbindungen denkbar. Auch entsprechend komplex gestaltete Trennfugen zwischen der Aufnahmefläche am Wagenkasten und der Befestigungsfläche an der Kupplungsvorrichtung können durch ein erfindungsgemäßes Dichtmittel gegen Umwelteinflüsse abgeschottet und geschützt werden. Das Dichtmittel kann für diesen Zweck mehrteilig ausgeführt sein.
-
Die Kupplungsvorrichtung kann insbesondere eine Scharfenbergkupplung umfassen. Scharfenbergkupplungen haben sich aufgrund Ihres vorteilhaften Funktionsprinzips im Schienenverkehr weitgehend durchgesetzt. Sie weisen unter anderem aufgrund ihres modularen Aufbaus, der z.B. eine sequentielle Anordnung einer Stoßsicherung vorsieht, eine relativ lange Bauform auf. Der Kupplungsträger, der die Schnittstelle zwischen Schienenfahrzeug und Kupplung bildet, kann zwischen für den Crashfall vorgesehenen Energieverzehrstrukturen des Wagenkastens versenkt bzw. in einer Vertiefung des Wagenkastens angeordnet sein.
-
Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Montage des Schienenfahrzeuges wird zunächst das Dichtmittel an der Dichtmittelaufnahme der Befestigungsschnittstelle der Kupplungsvorrichtung auf- oder eingebracht. Die Dichtung kann somit schon vor der Montage der Kupplungsvorrichtung positioniert bzw. vormontiert werden, so dass die Dichtung nach dem Aufsetzen der Befestigungsschnittstelle des Kupplungsträgers auf den Wagenkasten bereits montiert ist. Bevorzugt wird das Dichtmittel im Nebenschluss in den Kupplungsträger eingebracht.
-
Gemäß einer bevorzugten Variante des Verfahrens kann der Dichtabschnitt der Aufnahmefläche des Wagenkastens vor der Montage der Kupplungsvorrichtung mit einer Korrosionsschutzbeschichtung versehen und/oder lackiert werden.
-
Anschließend wir die Kupplungsvorrichtung kraft- und/oder formschlüssig am Wagenkasten befestigt.
-
Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen erfindungsgemäße Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
- 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Scharfenbergkupplung mit Kupplungsträger.
- 2 zeigt eine Schnittansicht einer in einem Wagenkasten montierten Kupplungsvorrichtung.
- 3 ist eine perspektivische Ansicht einer in die Wagenkastenstruktur eingebrachten Kupplungsvorrichtung.
- 4 ist eine detaillierte Schnittansicht der Befestigungsschnittstelle eines Kupplungsträgers sowie des angrenzenden Wagenkastens.
-
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs beschrieben.
-
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kupplungsvorrichtung 1 am Beispiel einer Scharfenbergkupplung. Die Kupplungsvorrichtung 1 weist einen Kupplungsträger 2 auf, welcher der Befestigung der Kupplungsvorrichtung 1 am Wagenkasten 9 dient. Dazu weist der Kupplungsträger 2 eine Befestigungsschnittstelle 3 auf, die zur Montage der Kupplungsvorrichtung 1 auf den Wagenkasten 9 aufgesetzt und kraft- bzw. formschlüssig mit diesem verbunden wird. An dem Kupplungsträger 2 sind weitere Elemente der Kupplung befestigt, wie die Stoßsicherung 4 und der an dem der Befestigungsschnittstelle 3 gegenüberliegenden Ende der Stoßsicherung 4 angeordnete Kupplungskopf 5. Die Befestigungsschnittstelle 3 umfasst einen Flansch 6, der mit Befestigungslöchern 7 zur Aufnahme von Befestigungsschrauben oder -bolzen versehen ist und eine Befestigungsfläche 8 aufweist. Zur Montage der Kupplungsvorrichtung 1 am Wagenkasten 9 wird die Befestigungsfläche 8 auf eine entsprechende Fläche am Wagenkasten 9 aufgesetzt.
-
In 2 ist die Anordnung einer Kupplungsvorrichtung 1 in einem Wagenkasten 9 gezeigt. Die Kupplungsvorrichtung 1 ist an einem Befestigungsabschnitt 10 des Wagenkastens 9 befestigt. Der Flansch 6 an dem Kupplungsträger 2 ist auf eine Aufnahmefläche 13 des Befestigungsabschnittes 10 aufgesetzt und mittels Befestigungsmitteln 11, die als Schrauben ausgeführt sind, kraft- und formschlüssig befestigt. Die Kupplungsvorrichtung 1 ist zwischen umgebenden Bereichen des Wagenkastens 9 versenkt, die insbesondere der Sicherheit im Crashfall und der Verkleidung des Wagenkastens 9 dienen, d.h. der Wagenkasten 9 ist um die Kupplungsvorrichtung 1 herumgebaut. Somit ist die Befestigungsschnittstelle 3 der Kupplungsvorrichtung 1 in ihrer Montageposition sehr schlecht zugänglich.
-
Um Setzerscheinungen in der Verschraubung des Kupplungsträgers 2 mit dem Wagenkasten 9 zu minimieren, sind die Trennfugen vor der Montage sauber und fettfrei zu halten und ggf. mit einer Grundierung, jedoch nicht mit einer Lackierung zu versehen. Nach der Befestigung der Kupplungsvorrichtung 1 am Wagenkasten 9 fehlt somit an den Trennfugen zwischen Befestigungsabschnitt 10 des Wagenkastens 9 und Befestigungsfläche 8 der Kupplungsvorrichtung 1 ein Schutz gegen Umwelteinflüsse bzw. Korrosion. Gemäß dem Stand der Technik ist dazu nach der Montage der Kupplungsvorrichtung 1 ein Anlackieren und Abdichten der Trennfugen üblich. Der für diese nachträglichen Arbeitsschritte benötigte Platz ist, wie in 2 gezeigt, kaum vorhanden.
-
Wie in 3 gezeigt, ist für den Schutz der Trennfugen erfindungsgemäß ein umlaufendes Dichtmittel 12 vorgesehen, das die Trennfuge über den gesamten Umfang der in 1 gezeigten Befestigungsfläche 8 des Kupplungsträgers 2 bedeckt und abdichtet. Das Dichtmittel 12 ist idealerweise derart ausgestaltet, dass es an der Kupplungsvorrichtung 1 vormontierbar ist. Um mit dem Dichtmittel 12 eine zuverlässige Abdichtung der Trennfuge zu erreichen, weist die Aufnahmefläche 13 des Befestigungsabschnitts 10 des Wagenkastens 9 bevorzugt einen Dichtabschnitt 14 auf, der im Zusammenspiel mit dem Dichtmittel 12 eine Abdichtung erzeugt. Idealerweise ist der Dichtabschnitt 14 eine ebene, glatte Fläche, auf der eine Dichtlippe 17 des Dichtmittels 12 dichtend aufliegen kann. Zur Reduzierung des Fertigungsaufwands liegt der Dichtabschnitt 14 idealerweise mit der Aufnahmefläche 13 auf einer gemeinsamen Ebene.
-
4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Schnittansicht der Trennfuge zwischen Aufnahmefläche 13 und Befestigungsfläche 8. An dem Kupplungsträger 2 ist das Dichtmittel 12 vormontiert. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Dichtmittel 12 als Dichtring ausgestaltet. Zur Befestigung des Dichtmittels 12 ist eine Dichtmittelaufnahme 15 vorgesehen, die als umlaufende Nut 18 ausgestaltet ist. Das bevorzugt aus einem Elastomer gefertigte Dichtmittel 12 kann in die Dichtmittelaufnahme 15 eingelegt bzw. eingepresst werden. Durch die elastische Verformung des Dichtmittels 12 ist dieses bis zur Befestigung des Kupplungsträgers 2 am Wagenkasten 9 in der Dichtmittelaufnahme 15 gesichert.
-
Das Dichtmittel 12 liegt in montiertem Zustand auf dem Dichtabschnitt 14 des Wagenkastens 9 auf. Der an den Kupplungsträger 2 angrenzende Bereich des Wagenkastens 9 ist mit einer Lackierung 16 versehen, welche die Oberfläche des Wagenkastens 9 gegen Umwelteinflüsse schützt. Die Lackierung 16 erstreckt sich auch über den Dichtabschnitt 14 der Aufnahmefläche 13 und bildet somit gemeinsam mit dem Dichtmittel 12 einen nahtlosen Schutz der Trennfuge zwischen Wagenkasten 9 und Kupplungsvorrichtung 1.
-
Zur Erzielung einer Dichtwirkung gegenüber der Umgebung weist das Dichtmittel 12 eine Dichtlippe 17 auf, die auf dem Dichtabschnitt 14 aufliegt und über eine in dem Dichtmittel 12 vorhandene Vorspannung auf die Oberfläche des Dichtabschnitts 14 an dem Wagenkasten 9 eine Dichtkraft aufbringt.
-
Die Dichtmittelaufnahme 15 ist derart ausgestaltet, dass das Dichtmittel 12 kraftschlüssig gehalten ist. Zur Montage kann das Dichtmittel 12 im Wesentlichen entgegen der axialen Richtung A in die Dichtmittelaufnahme 15 gedrückt werden. Indem die Dichtmittelaufnahme 15 geringfügig kleiner oder schmaler als das Dichtmittel 12 ausgestaltet ist, kann das Dichtmittel 12 nach dem Einsetzen in die Dichtmittelaufnahme 15 elastisch verformt verbleiben. Somit kann das Dichtmittel 12 eine Druckkraft auf die Dichtmittelaufnahme 15 ausüben, durch welche das Dichtmittel 12 reibschlüssig in seiner vormontierten Position gehalten wird. Beispielsweise kann für diesen Zweck eine Breite b einer umlaufenden Nut 18 der Dichtmittelaufnahme 15 kleiner sein als ein in diese Nut 18 eingesetzter Fortsatz des Dichtmittels 12.
-
Das Dichtmittel 12 ist im Nebenschluss angeordnet, d.h. in axialer Richtung A wirken nur geringe Kräfte auf das Dichtmittel 12, die gegenüber den Kräften, die zwischen Aufnahmefläche 13 und Befestigungsfläche 8 wirken, vernachlässigbar klein sind. Der von der Kupplungsvorrichtung 1 in den Wagenkasten 9 geleitete Kraftfluss verläuft im Wesentlichen durch einen Kraftflussabschnitt 19 an der Kupplungsvorrichtung 1, der als Steg ausgestaltet ist und dessen Stirnfläche Teil der Befestigungsfläche 8 ist. Der Kraftflussabschnitt 19 ist gegenüber einem Kraftflussabschnitt 20 am Wagenkasten 9 angeordnet, der die aus dem Kraftflussabschnitt 19 geleiteten Kräfte aufnimmt. Der Kraftflussabschnitt 20 ist Teil des Befestigungsabschnittes 10 des Wagenkastens 9 und der Aufnahmefläche 13. Im Gegensatz zum Dichtabschnitt 14 ist der Kraftflussabschnitt 20 nicht lackiert bzw. mit keiner Beschichtung versehen.
-
Die beschriebenen und dargestellten spezifischen Ausführungsformen sind für die Ausführung der Erfindung nicht bindend, sondern können im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet modifiziert werden, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kupplungsvorrichtung
- 2
- Kupplungsträger
- 3
- Befestigungsschnittstelle
- 4
- Stoßsicherung
- 5
- Kupplungskopf
- 6
- Flansch
- 7
- Befestigungsloch
- 8
- Befestigungsfläche
- 9
- Wagenkasten
- 10
- Befestigungsabschnitt
- 11
- Befestigungsmittel
- 12
- Dichtmittel
- 13
- Aufnahmefläche
- 14
- Dichtabschnitt der Aufnahmefläche
- 15
- Dichtmittelaufnahme
- 16
- Lackierung Wagenkasten
- 17
- Dichtlippe
- 18
- Nut
- 19
- Kraftflussabschnitt Kupplungsträger
- 20
- Kraftflussabschnitt Wagenkasten
- A
- axiale Richtung
- b
- Breite der Dichtmittelaufnahme
