EP2778011A1 - Baugruppe für einen Behälter und Schienenfahrzeug mit einer Baugruppe für einen Behälter - Google Patents

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EP2778011A1
EP2778011A1 EP14160284.7A EP14160284A EP2778011A1 EP 2778011 A1 EP2778011 A1 EP 2778011A1 EP 14160284 A EP14160284 A EP 14160284A EP 2778011 A1 EP2778011 A1 EP 2778011A1
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EP
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container
assembly
protective element
compressed air
protective
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EP14160284.7A
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Matthias Donath
Daniel Himmelsbach
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Hydac Accessories GmbH
Alstom Transportation Germany GmbH
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Bombardier Transportation GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F1/00—Underframes
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    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0173—Railways

Definitions

  • the invention is in the field of installation equipment for containers in rail vehicle technology.
  • the invention also relates to a rail vehicle with an assembly for containers.
  • the invention relates to an assembly for a compressed air tank for a rail vehicle and a rail vehicle with an assembly for a compressed air tank.
  • components for a vehicle which are both dependent on the function of the component itself as well as the position of the component in the vehicle.
  • a component that is to be mounted on the underbody of a vehicle exposed to other loads, as a component to be installed in the interior.
  • components on the underbody are exposed to strong mechanical loads.
  • snow on the vehicle e.g. Melt on tunnels and can condense into a thicker layer of ice, fall into the track bed and / or hit the container or "splash" gravel. At very high speeds, gravel flight may also occur from the track bed.
  • the individual safety requirements are set up separately for the respective components.
  • the requirements in the case where a Container contains a more or less dangerous substance or a medium under high pressure stores and this container is still mounted on the underbody of a vehicle of course, be relatively high.
  • the safety requirements usually relate, for example, to the mechanical, electrical, thermal, biological, chemical and climatic stresses during the lifetime of a container.
  • the materials and construction of such containers may be selected accordingly.
  • the containers such as compressed air tanks, often pre-assembled by means of straps on a support frame and combined to form an assembly, which is then easy to mount on the vehicle.
  • a compressed air tank is to be made available, which withstands the mechanical stresses on the underbody of a rail vehicle.
  • an assembly for attachment to a vehicle chassis of a rail vehicle.
  • the assembly comprises a container for fluids and a protective element for the container, which at least partially surrounds the container at a defined distance from the outside of the container.
  • the protective element By separating the function of the container and the function of the mechanical protection provided by the protective element, it is possible to use lighter materials for the container or to choose thinner wall thicknesses for the container. By providing a predefined distance between the container and the protection, the container wall is not affected even if the protective element is deformed. As a result, the total weight of the assembly is reduced, which is advantageous in terms of operating costs in rail vehicles.
  • the protection element also ensures compliance with safety requirements, such as the requirement for gravel flight.
  • the wall thickness of the container can be reduced compared to known systems.
  • the protective element and the container can be designed such that, despite the additional protective element, the material expenditure is reduced overall. Another advantage is the reduction of assembly effort, since less force is needed to mount the comparatively lightweight assembly.
  • the container may be made of a different material than the protective element.
  • the material of the protective element can be chosen so that it opposes, for example punctiform loads a correspondingly high resistance.
  • the protective element substantially in the form of a half-shell and surrounds the container at a defined distance to the outside of the container. Due to the design of the protective element as a half shell, the protective element offers maximum protection for the container that surrounds it, while minimizing the cost of materials. This will continue to save weight.
  • the fixation on a defined distance from the container wall provides additional security, since, for example, a deformation of the protective element is not transmitted directly to the container under mechanical stress.
  • the achieved distance of the protective element to the container ensures a rapid flow of contaminants on the container, for example of water, which is located between the container and the protective element.
  • the protective element comprises a half-shell made of a bent sheet metal, at whose opposite end faces end plates are welded.
  • bent sheet metal enables cost-effective production.
  • the welded-on end plates additionally increase safety, since they also protect the container on the front sides (especially in the arrangement of the containers in which their longitudinal axes are parallel to the direction of travel of the vehicle).
  • the front panels cause a stiffening of the mudguard. For the same load of the mudguard thus a lower deformation is to be expected and the mudguard can be compared to an apron without front plates closer to the container.
  • the protective element in the form of a half-shell can also be carried out without front plates. This allows a further weight saving.
  • the protective element has a perforated protective plate.
  • a perforated mudguard allows for further weight savings of the assembly and allows permeability of the protective member, e.g. for water, so that no backwater can form to the container. Furthermore, a visual inspection of the container can be performed by the perforation.
  • Steel air tanks have - depending on their nominal volumes - a wall thickness of, for example, about 3.5 to 5.5 mm (DIN 5590, DIN EN 286-3).
  • the use of steel is a cost effective way to make the container.
  • this steel has other, desirable properties, such as sufficient elasticity.
  • the arrangement of the container with a protective plate can contribute to weight reduction.
  • the container is a compressed air tank.
  • the arrangement of the assembly and the protective element is particularly well suited to the safety requirements and the loads of a compressed air tank.
  • the compressed air tank is approved and designed for a maximum operating pressure (PS) of up to 10 bar. This increases safety and ensures some flexibility in the use of the container.
  • PS maximum operating pressure
  • the protective element allows a visual inspection of the container, for example by the provision of corresponding openings.
  • the simple visual inspection allows a safe operation of the container, since the container can be controlled at any time, without making any modifications.
  • the protective element complies with legal requirements due to the uncomplicated visual inspection (for example according to DIN 27205-7: 2006-04, Table 1).
  • containers which are essentially constructed of an aluminum alloy or a non-metallic material. This choice of materials allows for a reduction in container weight, while at the same time meeting safety requirements by using the additional protection element.
  • the protective element is designed to protect the container against mechanical stress, in particular against stone chipping.
  • the assembly can be easily used on the undercarriage of a rail vehicle, where containers with their necessary for the compressed air system drainage options at the lowest points and therefore are preferred mounted.
  • the assembly further comprises at least one container fastening element which surrounds the container on its outside and holds it.
  • the protective element is attached to the container fastening element. This allows an uncomplicated installation with few individual parts. In addition, the attachment of the protective element on the container fastening element further reduces the weight (saving additional frames, holders and supporting structures). In one embodiment, the protective element is fastened exclusively to the container fastening element. As a result, it is possible to dispense with additional fastening elements attached to the underbody of the vehicle, which allows a further weight saving.
  • the container fastener comprises a hinge band clamp.
  • a hinged band clamp is an easy-to-handle and cost-effective container fastener that provides sufficient strength.
  • the assembly further comprises a support frame, to which the container is fastened, preferably by means of the container fastening element.
  • the assembly comprises at least two containers, each container being fastened to a support frame by means of one, preferably two container fastening elements assigned to it and each container is partially surrounded by its own protective element which is attached to the respective container fastening element (s) of the associated container fastening element (s) Container is attached.
  • each container can still be dismantled or replaced without removing another container. This simplifies assembly and increases the safety of the assembly.
  • the protective element can be mounted independently of the container, ie, the protective element can be removed without having to remove the container. This allows easy, safe, and fast assembly of the assembly. In addition, so the protection element of the assembly (for example, if it is already mounted on the vehicle structure) can be replaced without having to replace the container, which reduces the cost.
  • the protective element is thus preferably detachably connected to the container. Preferably, the protective element is detachable on Container fastener mounted and can be removed without the container and / or the container fastener must be dismantled.
  • the protective element includes an opening to allow access to a nozzle in the container wall.
  • the opening ensures easy accessibility to the filler neck or drain port of the container.
  • a rail vehicle is provided with a subframe to which an assembly as described above is attached.
  • a kit for producing a compressed air assembly for a rail vehicle includes a compressed air tank; a container fixing member for fixing the compressed air container to a supporting structure, the container fixing member for fixing the compressed air container surrounding and holding the same on the outside thereof; and a protective member for the compressed air tank for attaching to the container fastening member for partially surrounding it at a defined distance from the compressed air tank on the outside thereof.
  • the kit also allows the manufacture of an assembly which is characterized by a reduction in weight while at the same time ensuring safe operation of the compressed air assembly.
  • the kit can be inexpensively and easily mounted by the arrangement of the container fastening element.
  • the invention can be used wherever containers are exposed to particular mechanical stresses and a weight reduction is desirable.
  • the invention can be used where exposed containers are arranged on the vehicle undercarriage.
  • the invention can be used when certain safety requirements are placed on the containers, such as with regard to mechanical strength, the necessary visual inspection of the container and easy accessibility.
  • FIG. 1a shows a schematic side view of an assembly according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1b shows a sectional view of the in FIG. 1a shown assembly according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 2 shows a schematic view of an assembly according to an embodiment of the invention from below.
  • FIG. 3 shows a schematic view of an assembly according to an embodiment of the invention from the front.
  • FIG. 4 shows an isometric view of an assembly according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 5a shows an isometric view of a container fastener of an assembly according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 5b shows a front view of the in FIG. 5a shown container fastener of an assembly according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 1a shows a schematic view of an assembly 100 according to embodiments of the invention.
  • the assembly includes a container 110 and a protective member 120 that partially surrounds the container 110.
  • the container shown may be a compressed air tank which is mounted in a rail vehicle and may be arranged both transversely and along the direction of travel of the rail vehicle.
  • the container is a cylindrical container which is surrounded by a half-shell as a protective element 120.
  • the container 110 may be a compressed air tank for a railway vehicle, which may be designed for pressures up to 10 bar.
  • the container 110 is in FIG. 1a by way of example by means of two container fastening elements 140, 150 to a support frame 160, or support frame 160, attached.
  • the container fasteners 140, 150 surround the container 110.
  • the container fasteners described herein may in one embodiment be a hinged band clamp or even a simple strap.
  • the number of container fasteners may be adjusted depending on the container size and specific application or storage and is not limited to the number shown in the figures.
  • a support frame for the undercarriage of a rail vehicle such as in FIG. 1a shown support frame 160, made of steel or aluminum profiles and is equipped with various containers, pneumatic equipment and piping.
  • the assembly described herein may comprise two or more containers, each being at least partially surrounded by a respective protective element.
  • a container and a protective element may each be secured together with one or more wrist strap brackets. It is advantageous that each protective element for each container individually and independently of the other containers or protective elements mounted on the support frame, or exchanged, can be.
  • the support frame can be attached as a pre-assembly to the rail vehicle structure of the underframe in the outdoor area.
  • the protective element 120 surrounding the container 110 can be fastened directly to the container 110, which, for example, makes it possible to save additional frames, holders and supporting structures.
  • the protective element is attached to the container fasteners 140, 150, with which the container 110 is attached to the support frame 160.
  • the container fasteners may be formed as hinge band clamps 140 and 150, and configured to permit attachment of the container to the support frame and attachment of the protective member to the container.
  • the protective element 120 may be formed from a steel sheet.
  • a sheet provided with a defined hole can be bent into a half-shell according to the container diameter.
  • the perforation with a size defined for the respective application reduces the weight of the assembly.
  • the perforation of the sheet also serves to visually inspect the container wall and the drainage of contaminants (e.g., (melting) water).
  • the protective element may have different slots, which serve for a simple mounting of the protective element (accessibility of the mounting tool) and on the other hand form the tolerance compensation of the screw-on.
  • FIG. 1a In addition, a cutout 130 is shown in the protective element 120 which is suitable for reading the nameplate of the container 110 of the assembly 100 despite the protective element. This fulfills important safety requirements of the Federal Railway Authority.
  • a strap or a mounted on the support frame 160 wrist band bracket clamp is first placed around the container and fixed by adjusting. Thereafter, the fender is also attached to the strap or the Gelenkbandkonsolenschelle, wherein the attachment is made so that the protective element is substantially parallel to the container wall and spaced therefrom. In one example, the protective element is screwed to the container with the hinge band clamps. According to one embodiment, then the attachment of the container takes place on the support frame 160. In another example, further containers can be attached to the support frame before the support frame is attached to the undercarriage of the rail vehicle, as mentioned above.
  • the assembly described above can be easily performed and thus meets the requirement of easy handling.
  • the assembly of the module is inexpensive, since the simple installation requires little effort.
  • the assembly may be performed by a one-man assembly / disassembly.
  • FIG. 1b shows a sectional view of the assembly 100 along the line AA, as shown in FIG Fig. 1a is shown.
  • the container 110, the protective member 120 and the support frame 160 are visible.
  • the distance the protective element 120 to the container wall clearly. The distance may vary due to manufacturing tolerances and depending on the container diameter thickness of the clamping band of 1.0 or 1.5 mm.
  • the distance between a container wall and the protective element is ideally between 25 and 35 mm, and is preferably about 25 mm. The distance is chosen so that the volume enclosed by the protective element is as small as possible in order to provide little storage space for snow, ice and other foreign bodies.
  • the distance should be chosen so as to ensure that a safe flow of any contamination between the container and the protective element that the container is clearly visible through the protective element. At the same time the distance is large enough to the container even with a deformation of the protective element (for example due to stone chipping) is still sufficiently protected.
  • the container attachment member 140 is shown in the background.
  • the attachment of the container to the support frame 160 takes place in the in FIG. 1b shown embodiment of the container fastener 140 by means of hinge band clamp and screws.
  • the protective member is also fixed to the Gelenkbandkosolenschelle 140.
  • the wristband coconut clamp may include welded mounting brackets for this purpose.
  • FIG. 2 shows a view of an assembly 200 from below according to embodiments of the invention. It can be seen in the view from below that the protective element 220 completely surrounds the lower part of the container, thereby protecting it at least from mechanical stresses from below, such as, for example, falling rocks. Due to the protection afforded by the protective element, the container may comprise or consist essentially of lighter materials, such as an aluminum alloy or a non-metallic material. In an alternative embodiment, the container may also comprise fiber reinforced plastic, such as a fiber reinforced thermoplastic.
  • the term “substantially” should be understood to mean that a large part of the container consists of said material and small portions of the container material may comprise further components.
  • the container material may typically be about 80% of the material of which it is “substantially built-up” and contain about 20% other components.
  • a container material is in particular stainless steel, for example stainless steel.
  • the advantage of weight reduction through the container protection also remains with the use of a steel container, since the wall thicknesses can be made weaker due to the reduced risk of serious mechanical damage by the protective element.
  • mechanical resistance to corrosion in embodiments of the present invention is only to be considered in the design of the protective element, while in the design of the container one can concentrate on the electrical, thermal, biological, chemical, climatic and pressure-specific stresses.
  • the large wall thicknesses of the previously used containers have the disadvantage that much material for the production of the desired (and required for mechanical resilience) container wall thicknesses must be used.
  • container wall thicknesses have the disadvantage that much material for the production of the desired (and required for mechanical resilience) container wall thicknesses must be used.
  • heavy components of the vehicle also increase the operating costs for the vehicle, which is not negligible especially in the ever-increasing energy costs.
  • the mounting of the heavy container is more difficult because a greater effort (for example, by another fitter) is needed. With an assembly according to embodiments described herein, it is possible to save weight despite the additional protection element.
  • the materials of the container for example, by the measures described above
  • the geometry of the protective element for example, by the half-shell geometry and the perforation
  • a pure steel container without protective element as provided in embodiments of the invention, for example, has three times the weight of a corresponding aluminum container. This makes it clear that despite the additional use of the mudguard weight can be saved.
  • the nameplate of the container is visible from below through a view cutout 230, in order to take into account the installation situation.
  • the protective element may have a plurality of viewing cutouts at locations corresponding to the locations of nameplates on the container. This allows, without disassembling a Component, visual inspection of both the container and the nameplates on the container.
  • FIG. 3 shows a front view of an assembly 300 according to embodiments of the invention.
  • a perforated face plate 325 is welded to the curved protective element 320.
  • a face plate is attached to both ends of the container. This results in a substantially trough shape of the protective element, which protects not only the bottom of the container, but also the front sides of the container with light weight.
  • the front panels are particularly important for longitudinally arranged in the direction of travel container. When arranged transversely to the direction of containers can be dispensed, for example, on end plates.
  • FIG. 3 Furthermore, the support frame 360, to which the container 310 is fixed by means of container fastener 350.
  • the support frame 360 is typically configured such that it can be attached to the undercarriage of a rail vehicle.
  • the protective element 320 has at least one opening (for example, opening 275 in FIG. 2 ) to allow or expose access to a filler neck or downcomer of the container. This promotes easy and safe handling. The container can be emptied so directly and easily without additional installation work.
  • FIG. 4 shows an embodiment of an assembly 400 in isometric view.
  • the assembly includes a container 410 and a protective member 420, which in the example shown, has a substantially perforated material tub shape.
  • the protective element 420 also has in the in FIG. 4 shown embodiment, a cutout 430, which can be used for visual inspection.
  • an opening 475 can be seen in the protective element 420, which can be used, for example, as a passage for a filler neck or drain neck 470 of the container 410.
  • the container is fastened by means of container fastening elements 440 and 450 respectively to a support frame 460 or 461.
  • the protective element 420 is attached to the container 410 by the container fasteners 440 and 450.
  • FIG. 5a shows an isometric view of a container attachment member 500 as may be used in an assembly according to embodiments of the invention for securing a container.
  • the container attachment member 500 is formed in this embodiment as a tension band.
  • the tension band comprises a band 510 with a plastic insulator insert (not shown) to be arranged between the container and the band, a first attachment component 520 for fastening the container to a support frame or the like, a locking element 530 for adjusting and locking the tension band 500 and a second attachment component 540 for attaching a protective element to the strap.
  • FIG. 5b a side view of the tension band 500 is shown.
  • the second fastening component 540 is designed as a mounting bracket, which may be attached to the band 510 of the tension band 500, in particular welded.
  • the FIGS. 5a and 5b show an example in which the second fastening component 540 of the tension band 500 is designed to hold a protective element, such as a protective element of the embodiments described above, spaced from a container held by a strap.
  • the second fastening component 540 of the tension band 500 is set up so that the protective element can be fastened to the tension band 500 by means of screws.
  • the protective element may, as described above, include corresponding elements, such as elongated holes, which allow a screwing on the strap.
  • the container of the assembly may be secured by means of straps to a support frame of an assembly while the protection member may be secured directly to the support frame. This also allows a separate, individual mounting of the individual containers with the associated protective elements allows.
  • the additional protection element ensures the required safety and meets customer requirements for protection against mechanical damage.
  • Mechanical damage can occur at speeds of 180-200 km / h, for example, by gravel flight, or even at lower speeds by so-called "icingropping" (ie snow on the vehicle, which may, for example, melt on tunnels and condense into a thicker ice sheet, falls into the track bed and can hit the container or "let splash” gravel).
  • icingropping ie snow on the vehicle, which may, for example, melt on tunnels and condense into a thicker ice sheet, falls into the track bed and can hit the container or "let splash” gravel.
  • the safety guidelines of the Federal Railway Authority are complied with despite the light construction by the arrangement of the assembly.

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Abstract

Es wird eine Baugruppe zum Anbringen an ein Fahrzeuguntergestell eines Schienenfahrzeugs beschrieben. Die Baugruppe (100) umfasst einen Behälter (110) für Fluide; und ein Schutzelement (120) für den Behälter, das den Behälter zumindest teilweise umgibt. Weiterhin wird ein Schienenfahrzeug mit einer Baugruppe (100) beschrieben und ein Bausatz zum Herstellen einer Druckluftbaugruppe für ein Schienenfahrzeug. Der Bausatz umfasst einen Druckluftbehälter (110); ein Behälterbefestigungselement (140; 150) zum Befestigen des Druckluftbehälters an einer tragenden Konstruktion. Dabei umgibt das Behälterbefestigungselement zum Befestigen des Druckluftbehälters diesen an dessen Außenseite und hält ihn. Außerdem umfasst der Bausatz ein Schutzelement (120) für den Druckluftbehälter (110) zum Befestigen an dem Behälterbefestigungselement (140; 150), um beabstandet vom Druckluftbehälter diesen an dessen Außenseite teilweise zu umgeben.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von Installationseinrichtungen für Behälter in der Schienenfahrzeugtechnik. Die Erfindung betrifft auch ein Schienenfahrzeug mit einer Baugruppe für Behälter. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Baugruppe für einen Druckluftbehälter für ein Schienenfahrzeug und ein Schienenfahrzeug mit einer Baugruppe für einen Druckluftbehälter.
    • Vorbekannter Stand der Technik
  • Im Fahrzeugbau, insbesondere im Schienenfahrzeugbau, müssen bei der Konzeption von Fahrzeugen eine ausreichende Sicherheit berücksichtigt und entsprechende Sicherheitsrichtlinien eingehalten werden. Zum Beispiel müssen die Bauteile eines Schienenfahrzeugs bei diversen Wetterbedingungen zuverlässig funktionieren. Auch unterschiedliche Lastfälle bei unregelmäßiger Beladung dürfen die Funktionsfähigkeit nicht beeinflussen. Hinzu kommen teilweise hohe Geschwindigkeiten, die ebenfalls zu Belastungen für die einzelnen Komponenten führen.
  • Deshalb werden an Bauteilen für ein Fahrzeug bestimmte Anforderungen gestellt, die sowohl abhängig von der Funktion des Bauteils selbst als auch von der Lage des Bauteils im Fahrzeug sind. Zum Beispiel ist ein Bauteil, das am Unterboden eines Fahrzeugs montiert werden soll, anderen Belastungen ausgesetzt, als ein Bauteil, das im Innenraum verbaut werden soll. Bei Schienenfahrzeugen sind insbesondere Bauteile am Unterboden starken mechanischen Belastungen ausgesetzt. Zum Beispiel kann Schnee auf dem Fahrzeug, der z.B. auf Tunnelstrecken anschmelzen und sich zu einer dickeren Eisschicht verdichten kann, ins Gleisbett fallen und/oder auf den Behälter treffen oder Schotter "hochspritzen" lassen. Bei sehr hohen Fahrgeschwindigkeiten kann auch Schotterflug aus dem Gleisbett auftreten.
  • Die einzelnen Sicherheitsanforderungen werden gesondert für die jeweiligen Bauteile aufgestellt. So werden zum Beispiel die Anforderungen in dem Fall, in dem ein Behälter eine mehr oder weniger gefährliche Substanz enthält oder ein Medium unter hohem Druck speichert und dieser Behälter auch noch am Unterboden eines Fahrzeugs montiert ist, natürlich relativ hoch sein. Dabei betreffen die Sicherheitsanforderungen üblicherweise zum Beispiel die mechanischen, elektrischen, thermischen, biologischen, chemischen und klimatischen Beanspruchungen während der Lebenszeit eines Behälters.
  • Druckbehälteranlagen müssen zum Beispiel gemäß Richtlinie des Eisenbahn-Bundesamtes (EBA) den an der Einbaustelle auftretenden mechanischen Beanspruchungen ohne Beeinträchtigung ihrer Funktionsfähigkeit und ohne Änderung ihrer Betriebslage standhalten ("EBA-Verwaltungsrichtlinie für überwachungsbedürftige Anlagen der Schienenfahrzeuge der Eisenbahnen des Bundes gemäß § 33 Eisenbahn-Bau-und Betriebsordnung (EBO)", Anlage 4.2).
  • Weitere Anforderungen umfassen unter anderem die Möglichkeit einer einfach durchzuführenden Sichtprüfung und einer einfachen Montage sowie Demontage.
  • Um den Anforderungen und den Bedürfnissen der Kunden Rechnung zu tragen, können die Materialien und der Aufbau von derartigen Behältern entsprechend gewählt werden. Beispielsweise werden die Behälter, wie zum Beispiel Druckluftbehälter, oft mittels Spannbändern an einem Tragrahmen vormontiert und zu einer Baugruppe zusammengefasst, die dann leicht am Fahrzeug zu montieren ist.
    • Nachteile des Standes der Technik
  • Bisherige Lösungen führen jedoch zu einem hohen Gewicht der Baugruppe, was sowohl aus Kostengründen als auch im Hinblick auf die Montage ungünstig ist.
    • Problemstellung
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Baugruppe für einen Behälter für ein Schienenfahrzeug bereit zu stellen, die leicht zu montieren ist und gleichzeitig alle Sicherheitsanforderungen für Behälter erfüllt. Insbesondere soll ein Druckluftbehälter zur Verfügung gestellt werden, der den mechanischen Beanspruchungen am Unterboden eines Schienenfahrzeugs standhält.
    • Erfindungsgemäße Lösung
  • Diese Aufgabe wird durch eine Baugruppe nach Anspruch 1 gelöst. Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Schienenfahrzeug nach Anspruch 14 und einen Bausatz nach Anspruch 15 gelöst. Weitere Ausführungsformen, Modifikationen und Verbesserungen ergeben sich anhand der folgenden Beschreibung und gemäß den beigefügten Ansprüchen.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird eine Baugruppe zum Anbringen an ein Fahrzeuguntergestell eines Schienenfahrzeugs bereitgestellt. Die Baugruppe umfasst einen Behälter für Fluide und ein Schutzelement für den Behälter, das den Behälter in einem definierten Abstand zur Außenseite des Behälters zumindest teilweise umgibt.
  • Durch die Trennung der Funktion des Behälters und der Funktion des mechanischen Schutzes, die durch das Schutzelement übernommen wird, ist es möglich, leichtere Materialien für den Behälter zu verwenden oder dünnere Wandstärken für den Behälter zu wählen. Indem ein vordefinierter Abstand zwischen Behälter und Schutz vorgesehen ist, wird die Behälterwand auch bei einer Verformung des Schutzelementes nicht beeinträchtigt. Dadurch wird das Gesamtgewicht der Baugruppe verringert, was bezüglich Betriebskosten bei Schienenfahrzeugen von Vorteil ist. Das Schutzelement gewährleistet zudem, Sicherheitsanforderungen, wie zum Beispiel die Anforderung hinsichtlich Schotterflug, einzuhalten.
  • Mit einer hierin beschriebenen Baugruppe ist es auch möglich, Material und Materialkosten einzusparen. Dadurch, dass die Schutzfunktion von dem Schutzelement übernommen wird, können die Wandstärken des Behälters im Vergleich zu bekannten Systemen verringert werden. In einer Baugruppe gemäß einer Ausführungsform können das Schutzelement und der Behälter derart gestaltet werden, dass trotz des zusätzlichen Schutzelements der Materialaufwand insgesamt verringert wird. Ein weiterer Vorteil ist die Reduzierung des Montageaufwands, da weniger Kraft nötig ist, um die vergleichsweise leichte Baugruppe zu montieren.
  • Darüber hinaus ist es möglich, an die jeweilige Funktion angepasste Materialien zu verwenden. So kann gemäß einer Ausführungsform der Behälter aus einem anderen Material bestehen als das Schutzelement. Dabei kann das Material des Schutzelements so gewählt werden, dass es beispielsweise punktförmigen Belastungen einen entsprechend hohen Widerstand entgegensetzt.
  • In einer Ausführungsform weist das Schutzelement im Wesentlichen die Form einer Halbschale auf und umgibt den Behälter in einem definierten Abstand zur Außenseite des Behälters. Durch die Ausgestaltung des Schutzelementes als Halbschale bietet das Schutzelement größtmöglichen Schutz für den Behälter, den es umgibt, bei gleichzeitig minimiertem Materialaufwand. Damit wird weiter Gewicht eingespart. Die Fixierung auf einen definierten Abstand zur Behälterwand sorgt für zusätzliche Sicherheit, da beispielsweise eine Verformung des Schutzelements unter mechanischer Beanspruchung nicht direkt auf den Behälter übertragen wird. Außerdem gewährleistet der erreichte Abstand des Schutzelementes zum Behälter ein rasches Abfließen von Verunreinigungen am Behälter, zum Beispiel von Wasser, das sich zwischen dem Behälter und dem Schutzelement befindet.
  • In einer Ausgestaltung der Baugruppe umfasst das Schutzelement eine Halbschale aus einem gebogenen Blech, an dessen einander gegenüberliegenden Stirnseiten Stirnbleche angeschweißt sind. Durch die Verwendung von gebogenem Blech wird eine kostengünstige Herstellung ermöglicht. Die angeschweißten Stirnbleche erhöhen die Sicherheit zusätzlich, da diese den Behälter auch an den Stirnseiten schützen (vor allem bei der Anordnung der Behälter, bei denen ihre Längsachsen parallel zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges liegen). Zudem bewirken die Stirnbleche eine Versteifung des Schutzbleches. Bei gleicher Belastung des Schutzbleches ist somit eine geringere Verformung zu erwarten und das Schutzblech kann gegenüber einem Schutzblech ohne Stirnbleche näher am Behälter angeordnet werden. Das Schutzelement in Form einer Halbschale kann aber auch ohne Stirnbleche ausgeführt werden. Dadurch wird eine weitere Gewichtseinsparung ermöglicht.
  • Gemäß einer Ausführungsform weist das Schutzelement ein gelochtes Schutzblech auf. Ein gelochtes Schutzblech ermöglicht eine weitere Gewichtseinsparung der Baugruppe und erlaubt eine Durchlässigkeit des Schutzelements, z.B. für Wasser, so dass sich kein Rückstau zum Behälter bilden kann. Weiterhin kann durch die Lochung eine Sichtprüfung des Behälters durchgeführt werden.
  • Luftbehälter aus Stahl weisen - je nach ihren Nennvolumina- eine Wandstärke von beispielsweise ungefähr 3,5 bis 5,5 mm auf (DIN 5590, DIN EN 286-3). Die Verwendung von Stahl ist eine kostengünstige Möglichkeit, den Behälter herzustellen. Dazu hat Stahl weitere, wünschenswerte Eigenschaften, wie z.B. ausreichende Elastizität.
  • Insbesondere in einer Ausführungsform, in der der Behälter im Wesentlichen aus nichtrostendem Stahl besteht, kann die Anordnung des Behälters mit einem Schutzblech zur Gewichtsreduktion beitragen.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Baugruppe ist der Behälter ein Druckluftbehälter. Die Anordnung der Baugruppe und des Schutzelementes eignet sich besonders gut für die Sicherheitsanforderungen und die Belastungen eines Druckluftbehälters.
  • In einer Ausführungsform ist der Druckluftbehälter für einen maximalen Betriebsüberdruck (PS) von bis zu 10 bar zugelassen und ausgelegt. Dies erhöht die Sicherheit und gewährleistet eine gewisse Flexibilität bei der Verwendung des Behälters.
  • In einer Ausgestaltung der Baugruppe ermöglicht das Schutzelement eine Sichtprüfung des Behälters, beispielsweise durch das Vorsehen von entsprechenden Öffnungen. Die einfache Sichtprüfung ermöglicht ein sicheres Betreiben des Behälters, da der Behälter jederzeit kontrolliert werden kann, ohne Umbauten vorzunehmen. Zudem erfüllt das Schutzelement durch die unkomplizierte Sichtprüfung gesetzliche Anforderungen (z.B. nach DIN 27205-7:2006-04; Tabelle1).
  • Neben Luftbehältern aus Stahl gibt es beispielsweise Behälter, die im Wesentlichen aus einer Aluminiumlegierung oder einem nicht-metallischen Werkstoff aufgebaut sind. Diese Auswahl an Materialien erlaubt eine Reduzierung des Behältergewichts, während gleichzeitig die Sicherheitsbestimmungen durch Verwendung des zusätzlichen Schutzelements eingehalten werden können.
  • In einer Ausführungsform ist das Schutzelement ausgelegt, den Behälter gegen mechanische Beanspruchung, insbesondere gegen Steinschlag, zu schützen. Dadurch kann die Baugruppe problemlos am Untergestell eines Schienenfahrzeugs eingesetzt werden, wo Behälter mit ihren für das Druckluftsystem notwendigen Entwässerungsmöglichkeiten an den tiefsten Stellen und deshalb bevorzugt montiert werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Baugruppe weiterhin wenigstens ein Behälterbefestigungselement, das den Behälter an seiner Außenseite umgibt und ihn hält. Durch das Behälterbefestigungselement wird sowohl eine einfache, als auch eine sichere Art der Befestigung zur Verfügung gestellt.
  • In einer Ausgestaltung ist auch das Schutzelement am Behälterbefestigungselement befestigt. Dies ermöglicht eine unkomplizierte Montage mit wenigen Einzelteilen. Zudem reduziert die Befestigung des Schutzelementes am Behälterbefestigungselement das Gewicht weiterhin (Einsparung von zusätzlichen Rahmen, Haltern und Tragkonstruktionen). In einer Ausführungsform ist das Schutzelement ausschließlich am Behälterbefestigungselement befestigt. Dadurch kann auf zusätzliche, am Fahrzeugunterboden angebrachte Befestigungselemente verzichtet werden, wodurch eine weitere Gewichtseinsparung ermöglicht wird.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Behälterbefestigungselement eine Gelenkbandkonsolenschelle. Eine Gelenkbandkonsolenschelle ist ein einfach handzuhabendes und kostengünstiges Behälterbefestigungselement, das ausreichende Festigkeit gewährleistet.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Baugruppe weiterhin einen Tragrahmen, an dem der Behälter, bevorzugt mittels des Behälterbefestigungselements, befestigt ist. Dadurch kann eine Vormontage durchgeführt werden, die die Endmontage am Schienenfahrzeug erleichtert und zeitlich verkürzt.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Baugruppe wenigstens zwei Behälter, wobei jeder Behälter mittels eines, bevorzugt zweier ihm zugeordneter Behälterbefestigungselemente an einem Tragrahmen befestigt ist und jeder Behälter von einem eigenen Schutzelement teilweise umgeben ist, welches an dem/den jeweiligen Behälterbefestigungselement/en des zugehörigen Behälters befestigt ist. Durch die Zuordnung eines Schutzelementes zu einem Behälter kann weiterhin jeder Behälter ohne Ausbau eines anderen Behälters demontiert oder ausgetauscht werden. Dies vereinfacht die Montage und erhöht die Sicherheit der Baugruppe. Außerdem ist es so möglich, mehrere Behälter zu einer vormontierten Baugruppe zusammenzufassen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Schutzelement unabhängig vom Behälter montiert werden, d.h., dass das Schutzelement entfernt werden kann, ohne den Behälter entfernen zu müssen. Dies ermöglicht eine einfache, sichere, und schnelle Montage der Baugruppe. Außerdem kann so das Schutzelement der Baugruppe (zum Beispiel wenn diese bereits an der Fahrzeugstruktur montiert ist) ausgetauscht werden, ohne den Behälter auswechseln zu müssen, was die Kosten reduziert. Das Schutzelement ist damit bevorzugt lösbar mit dem Behälter verbunden. Bevorzugt ist das Schutzelement lösbar am Behälterbefestigungselement montiert und kann entfernt werden, ohne dass der Behälter und/oder das Behälterbefestigungselement demontiert werden müssen.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Schutzelement eine Öffnung, um einen Zugang zu einem Stutzen in der Behälterwand zu ermöglichen. Die Öffnung gewährleistet eine leichte Zugänglichkeit zum Füllstutzen oder Ablaufstutzen des Behälters.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Schienenfahrzeug mit einem Untergestell, an dem eine Baugruppe wie oben beschrieben befestigt ist.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Bausatz zum Herstellen einer Druckluftbaugruppe für ein Schienenfahrzeug zur Verfügung gestellt. Der Bausatz umfasst einen Druckluftbehälter; ein Behälterbefestigungselement zum Befestigen des Druckluftbehälters an einer tragenden Konstruktion, wobei das Behälterbefestigungselement zum Befestigen des Druckluftbehälters diesen an dessen Außenseite umgibt und ihn hält; und ein Schutzelement für den Druckluftbehälter zum Befestigen an dem Behälterbefestigungselement um in einem definierten Abstand vom Druckluftbehälter diesen an dessen Außenseite teilweise zu umgeben.
  • Ähnlich wie oben in Bezug zur Baugruppe beschrieben, ermöglicht auch der Bausatz die Herstellung einer Baugruppe, die durch eine Gewichtsreduktion bei gleichzeitig sicherem Betrieb der Druckluftbaugruppe gekennzeichnet ist. Zudem kann durch die Anordnung des Behälterbefestigungselements der Bausatz kostengünstig und einfach montiert werden.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.
  • Die Erfindung kann überall dort eingesetzt werden, wo Behälter besonderen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind und eine Gewichtsreduzierung wünschenswert ist. Insbesondere kann die Erfindung dort eingesetzt werden, wo freiliegende Behälter am Fahrzeuguntergestell angeordnet sind. Außerdem kann die Erfindung eingesetzt werden, wenn bestimmte Sicherheitsanforderungen an die Behälter gestellt werden, wie zum Beispiel hinsichtlich mechanischer Belastbarkeit, der notwendigen Sichtprüfung des Behälters und leichte Zugänglichkeit.
    • Figuren
  • Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen ähnliche Teile.
  • Figur 1a zeigt eine schematische Seitenansicht einer Baugruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Figur 1b zeigt eine Schnittansicht der in Figur 1a gezeigten Baugruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Baugruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung von unten.
  • Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht einer Baugruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung von vorne.
  • Figur 4 zeigt eine isometrische Ansicht einer Baugruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Figur 5a zeigt eine isometrische Ansicht eines Behälterbefestigungselements einer Baugruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Figur 5b zeigt eine Vorderansicht des in Figur 5a gezeigten Behälterbefestigungselements einer Baugruppe gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    • Ausführungsbeispiele
  • Figur 1a zeigt eine schematische Ansicht einer Baugruppe 100 gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Die Baugruppe umfasst einen Behälter 110 und ein Schutzelement 120, das den Behälter 110 teilweise umgibt. Der dargestellte Behälter kann ein Druckluftbehälter sein, der in einem Schienenfahrzeug angebracht ist und sowohl quer als auch längs der Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs angeordnet sein kann.
  • In dem in Figur 1a dargestellten Beispiel ist der Behälter ein zylindrischer Behälter, der von einer Halbschale als Schutzelement 120 umgeben ist. Typischerweise kann der Behälter 110 ein Druckluftbehälter für ein Schienenfahrzeug sein, der für Drücke bis zu 10 bar ausgelegt sein kann.
  • Der Behälter 110 ist in Figur 1a beispielhaft mittels zwei Behälterbefestigungselementen 140, 150 an einem Traggestell 160, oder Tragrahmen 160, befestigt. Typischerweise umgeben die Behälterbefestigungselemente 140, 150 den Behälter 110. Die hierein beschriebenen Behälterbefestigungselemente können in einer Ausführungsform eine Gelenkbandkonsolenschelle oder auch ein einfaches Spannband sein. Die Anzahl der Behälterbefestigungselemente kann je nach Behältergröße und spezieller Anwendung oder Lagerung angepasst werden und ist nicht auf die in den Figuren gezeigte Anzahl beschränkt.
  • Typischerweise besteht ein Tragrahmen für das Untergestell eines Schienenfahrzeugs, wie zum Beispiel der in Figur 1a gezeigte Tragrahmen 160, aus Stahl- oder Aluminiumprofilen und wird mit verschiedenen Behältern, Druckluftgeräten und Rohrleitungen ausgestattet. In der Seitenansicht der Figur 1a ist beispielhaft nur ein Behälter 110 gezeigt. Die hierin beschriebene Baugruppe kann allerdings in weiteren Ausführungsformen zwei oder mehrere Behälter umfassen, die jeweils von je einem Schutzelement zumindest teilweise umgeben sind. Zum Beispiel können ein Behälter und ein Schutzelement jeweils mit einer oder mehreren Gelenkbandkonsolenschelle(n) aneinander befestigt werden. Dabei ist es von Vorteil, dass jedes Schutzelement für jeden Behälter einzeln und unabhängig von den anderen Behältern oder Schutzelementen am Tragrahmen montiert, oder ausgetauscht, werden kann. Derart ausgestattet kann der Tragrahmen als Vormontagebaugruppe an der Schienenfahrzeugstruktur des Untergestells im Außenbereich befestigt werden.
  • Das den Behälter 110 umgebende Schutzelement 120 kann direkt am Behälter 110 befestigt werden, was zum Beispiel eine Einsparung von zusätzlichen Rahmen, Haltern und Tragkonstruktionen ermöglicht. In einer Ausführungsform der Erfindung (wie in Figur 1a dargestellt) wird das Schutzelement an den Behälterbefestigungselementen 140, 150 befestigt, mit denen der Behälter 110 am Tragrahmen 160 befestigt ist. Beispielsweise können die Behälterbefestigungselemente als Gelenkbandkonsolenschellen 140 und 150 ausgebildet sein, und derart ausgestattet sein, dass sie eine Befestigung des Behälters am Tragrahmen und eine Befestigung des Schutzelementes am Behälter ermöglichen.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann das Schutzelement 120 aus einem Stahlblech geformt sein. Zum Beispiel kann ein mit einer definierten Lochung versehenes Blech entsprechend dem Behälterdurchmesser zu einer Halbschale gebogen werden. Die Lochung mit für den jeweiligen Anwendungsbereich definierter Größe reduziert das Gewicht der Baugruppe. Die Lochung des Blechs dient außerdem der Sichtkontrolle der Behälterwand und dem Abfluss von Verunreinigungen (z.B. (Schmelz-)Wasser). Weiterhin kann das Schutzelement verschiedene Langlöcher aufweisen, die zum einen der einfachen Montage des Schutzelementes dienen (Zugänglichkeit des Montagewerkzeuges) und zum anderen den Toleranzausgleich der Anschraubpunkte bilden.
  • In Figur 1a ist zusätzlich ein Ausschnitt 130 in dem Schutzelement 120 gezeigt, das dafür geeignet ist, das Typenschild des Behälters 110 der Baugruppe 100 trotz des Schutzelementes lesen zu können. Damit werden wichtige Sicherheitsanforderungen des Eisenbahn-Bundesamtes erfüllt.
  • Bei der Montage der Baugruppe 100 gemäß der in Figur 1a gezeigten Ausführungsform der Erfindung wird zunächst ein Spannband oder eine am Tragrahmen 160 montierte Gelenkbandkonsolenschelle um den Behälter gelegt und durch Einstellen befestigt. Danach wird das Schutzblech ebenfalls an dem Spannband oder der Gelenkbandkonsolenschelle befestigt, wobei die Befestigung so erfolgt, dass das Schutzelement im Wesentlichen parallel zur Behälterwand und zu dieser beabstandet ist. In einem Beispiel wird das Schutzelement am Behälter mit den Gelenkbandkonsolenschellen angeschraubt. Gemäß einer Ausführungsform erfolgt dann die Befestigung des Behälters an dem Tragrahmen 160. In einem weiteren Beispiel können an dem Tragrahmen noch weitere Behälter befestigt werden, bevor der Tragrahmen an dem Untergestellt des Schienenfahrzeugs angebracht wird, wie oben erwähnt.
  • Die vorgehend beschriebene Montage kann einfach durchgeführt werden und erfüllt damit auch die Forderung einer einfachen Handhabbarkeit. Zudem ist die Montage der Baugruppe kostengünstig, da die einfache Montage wenig Aufwand erfordert. Zum Beispiel kann die Baugruppe durch eine Ein-Mann-Montage/Demontage durchgeführt werden.
  • Figur 1b zeigt eine Schnittansicht der Baugruppe 100 entlang der Linie A-A, wie sie in Fig. 1a gezeigt ist. Bei der Schnittansicht sind der Behälter 110, das Schutzelement 120 und der Tragrahmen 160 sichtbar. Bei der in Figur 1b gezeigten Ansicht wird der Abstand des Schutzelementes 120 zur Behälterwand deutlich. Der Abstand kann aufgrund von Fertigungstoleranzen und der vom Behälterdurchmesser abhängigen Materialdicke des Spannbandes von 1,0 bzw. 1,5 mm variieren. Der Abstand zwischen einer Behälterwand und dem Schutzelement ist idealerweise zwischen 25 und 35 mm, und beträgt vorzugsweise ca. 25 mm. Der Abstand ist so gewählt, dass das von dem Schutzelement umschlossene Volumen möglichst gering ist, um Schnee, Eis und anderen Fremdkörpern wenig Stauraum zu bieten. Der Abstand sollte dabei möglichst so gewählt werden, dass ein sicheres Abfließen eventueller Verunreinigungen zwischen Behälter und Schutzelement gewährleistet wird, dass der Behälter durch das Schutzelement gut erkennbar ist. Zugleich ist der Abstand groß genug, um den Behälter auch bei einer Verformung des Schutzelementes (zum Beispiel aufgrund Steinschlag) noch ausreichend geschützt ist.
  • Außerdem ist in der Figur 1b das Behälterbefestigungselement 140 im Hintergrund gezeigt. Die Befestigung des Behälters am Tragrahmen 160 erfolgt in der in Figur 1b gezeigten Ausführungsform über das Behälterbefestigungselement 140 mittels Gelenkbandkonsolenschelle und Schrauben. Außerdem ist in dieser Ausführungsform das Schutzelement ebenfalls an der Gelenkbandkosolenschelle 140 befestigt. Typischerweise kann die Gelenkbandkosolenschelle zu diesem Zweck angeschweißte Befestigungsbügel umfassen.
  • Figur 2 zeigt eine Ansicht einer Baugruppe 200 von unten gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Man kann in der Ansicht von unten sehen, dass das Schutzelement 220 den unteren Teil des Behälters komplett umgibt und ihn dadurch zumindest vor mechanischen Belastungen von unten, wie zum Beispiel Steinschlag schützt. Durch den Schutz, der durch das Schutzelement gewährleistet wird, kann der Behälter leichtere Materialien, wie zum Beispiel eine Aluminiumlegierung oder einen nicht-metallischen Werkstoff umfassen oder im Wesentlichen aus diesen Materialien bestehen. In einer alternativen Ausführungsform kann der Behälter auch faserverstärktem Kunststoff umfassen, wie zum Beispiel einem faserverstärkten Thermoplast.
  • Dabei sollte der Ausdruck "im Wesentlichen" so verstanden werden, dass ein Großteil des Behälters aus dem genannten Material besteht und geringe Anteile des Behältermaterials weitere Komponenten umfassen können. Beispielsweise kann das Behältermaterial typischerweise zu etwa 80%, aus dem Material bestehen, aus dem es "im Wesentlichen aufgebaut" ist und etwa 20% weitere Komponenten enthalten.
  • Ein weiteres Beispiel für ein Behältermaterial ist insbesondere nichtrostender Stahl, zum Beispiel Edelstahl. Der Vorteil der Gewichtsreduzierung durch den Behälterschutz bleibt auch bei der Verwendung eines Stahlbehälters erhalten, da die Wandstärken aufgrund des verringerten Risikos hinsichtlich schwerer, mechanischer Beschädigungen durch das Schutzelement schwächer ausgelegt werden können. Mit anderen Worten ist die mechanische Festigkeit gegen Korrosion bei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nur noch bei der Auslegung des Schutzelementes zu berücksichtigen, während man sich bei der Konstruktion des Behälters auf die elektrischen, thermischen, biologischen, chemischen, klimatischen und druckspezifischen Beanspruchungen konzentrieren kann.
  • Insbesondere die großen Wandstärken der bisher verwendeten Behälter haben den Nachteil, dass viel Material für die Produktion der gewünschten (und für die mechnische Belastbarkeit benötigten) Behälterwandstärken verwendet werden muss. Zudem steigen mit schweren Bauteilen des Fahrzeugs auch die Betriebskosten für das Fahrzeug, was insbesondere bei den stetig steigenden Energiekosten nicht zu vernachlässigen ist. Auch wird die Montage der schweren Behälter schwieriger, da ein größerer Kraftaufwand (zum Beispiel durch einen weiteren Monteur) benötigt wird. Mit einer Baugruppe nach hierin beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, trotz des zusätzlichen Schutzelementes Gewicht einzusparen.
  • In Allgemeinen können in einer Baugruppe nach Ausführungsformen der Erfindung die Materialien des Behälters (zum Beispiel durch die oben beschriebenen Maßnahmen) und die Geometrie des Schutzelementes (zum Beispiel durch die Halbschalengeometrie und die Lochung) so ausgelegt werden, dass im Vergleich zu bisher verwendeten Systemen Gewicht eingespart wird. Ein reiner Stahlbehälter ohne Schutzelement, wie es in Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen ist, weist zum Beispiel das dreifache Gewicht eines entsprechenden Aluminium-Behälters auf. Damit wird deutlich, dass trotz der zusätzlichen Verwendung des Schutzbleches Gewicht eingespart werden kann.
  • In der Figur 2 ist das Typenschild des Behälters durch ein Sichtausschnitt 230 von unten einsehbar, um der Einbausituation Rechnung zu tragen. In einer Ausführungsform kann das Schutzelement mehrere Sichtausschnitt an Stellen aufweisen, die den Stellen von Typenschildern auf dem Behälter entsprechen. Dadurch kann, ohne Demontage eines Bauteils, die visuelle Prüfung sowohl des Behälters als auch der Typenschilder auf dem Behälter gewährleistet werden.
  • Figur 3 zeigt eine Vordersansicht einer Baugruppe 300 nach Ausführungsformen der Erfindung. In der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform ist an das gebogen geformte Schutzelement 320 noch ein gelochtes Stirnblech 325 angeschweißt. Typischerweise wird an beiden Stirnseiten des Behälters ein Stirnblech angebracht. Dies ergibt im Wesentlichen eine Wannenform des Schutzelementes, die bei leichtem Gewicht nicht nur die Unterseite des Behälters, sondern auch die Stirnseiten des Behälters schützt. Die Stirnbleche sind insbesondere für in Fahrtrichtung längs angeordnete Behälter von Bedeutung. Bei quer zur Fahrtrichtung angeordneten Behältern kann zum Beispiel auf Stirnbleche verzichtet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform zeigt Figur 3 weiterhin den Tragrahmen 360, an den der Behälter 310 mittels Behälterbefestigungselement 350 befestigt ist. Der Tragrahmen 360 ist typischerweise derart ausgestaltet, dass er am Untergestell eines Schienenfahrzeugs befestigt werden kann.
  • Außerdem ist in der in Figur 3 gezeigten Vorderansicht einer Ausführungsform der Erfindung eine Anlage 370 für einen Ablassstutzen des Behälters 310 zu sehen. In einer Ausführungsform weist das Schutzelement 320 dabei zumindest eine Öffnung auf (zum Beispiel Öffnung 275 in Figur 2), um einen Zugang zu einem Füllstutzen oder Ablaufstutzen des Behälters zu ermöglichen oder diesen freizulegen. Dies fördert eine einfache und sichere Handhabung. Der Behälter kann so direkt und unkompliziert ohne zusätzlichen Montageaufwand geleert werden.
  • Figur 4 zeigt eine Ausführungsform einer Baugruppe 400 in isometrischer Ansicht. Die Baugruppe enthält einen Behälter 410 und ein Schutzelement 420, das in dem gezeigten Beispiel im Wesentlichen eine Wannenform aus gelochtem Material aufweist. Das Schutzelement 420 weist außerdem in der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform ein Ausschnitt 430 auf, das zur Sichtkontrolle genutzt werden kann. In Figur 4 kann desweiteren eine Öffnung 475 in dem Schutzelement 420 gesehen werden, die zum Beispiel als Durchgang für einen Füllstutzen oder Ablaufstutzen 470 des Behälters 410 verwendet werden kann.
  • Der Behälter ist mittels Behälterbefestigungselementen 440 und 450 jeweils an einem Tragrahmen 460, beziehungsweise 461 befestigt. In der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform ist das Schutzelement 420 am Behälter 410 durch die Behälterbefestigungselemente 440 und 450 befestigt.
  • Figur 5a zeigt eine isometrische Ansicht eines Behälterbefestigungselements 500, wie es in einer Baugruppe nach Ausführungsformen der Erfindung zum Befestigen eines Behälters verwendet werden kann. Das Behälterbefestigungselement 500 ist in dieser Ausführungsform als Spannband ausgebildet. Das Spannband umfasst ein Band 510 mit einer (hier nicht dargestellten) zwischen Behälter und Band anzuordnenden Isoliereinlage aus Kunststoff, eine erste Befestigungskomponente 520 zur Befestigung des Behälters an einem Tragrahmen oder dergleichen, ein Feststellelement 530 zum Einstellen und Feststellen des Spannbandes 500 und eine zweite Befestigungskomponente 540 zur Befestigung eines Schutzelementes am Spannband.
  • In Figur 5b ist eine Seitenansicht des Spannbandes 500 gezeigt. Typischerweise ist die zweite Befestigungskomponente 540 als Befestigungsbügel ausgeführt, der an dem Band 510 des Spannbandes 500 befestigt, insbesondere angeschweißt sein kann. Die Figuren 5a und 5b zeigen ein Beispiel, in dem die zweite Befestigungskomponente 540 des Spannbandes 500 ausgelegt ist, ein Schutzelement, wie zum Beispiel ein Schutzelement der oben beschriebenen Ausführungsformen, beabstandet zu einem mittels Spannband gehaltenen Behälter zu halten. Typischerweise ist die zweite Befestigungskomponente 540 des Spannbandes 500 eingerichtet, dass das Schutzelement mittels Schrauben am Spannband 500 befestigt werden kann. Das Schutzelement kann, wie oben beschrieben, entsprechende Elemente umfassen, wie zum Beispiel Langlöcher, die ein Anschrauben am Spannband ermöglichen.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann der Behälter der Baugruppe mittels Spannbändern an einem Tragrahmen einer Baugruppe befestigt werden, während das Schutzelement unmittelbar am Tragrahmen befestigt werden kann. Dies ermöglicht ebenfalls eine getrennte, einzelne Montage der einzelnen Behälter mit den zugehörigen Schutzelementen ermöglicht.
  • Durch die oben beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, eine Reduzierung des Fahrzeuggewichtes zu erzielen, insbesondere da es die erfindungsgemäße Baugruppe erlaubt, Druckluftbehälter aus Aluminium zu verwenden. Das zusätzliche Schutzelement gewährleistet die benötigte Sicherheit und erfüllt die Kundenanforderungen bezüglich Schutz vor mechanischer Beschädigung. Mechanische Beschädigung kann bei Geschwindigkeiten ab 180-200 km/h zum Beispiel durch Schotterflug auftreten, oder schon bei geringeren Geschwindigkeiten durch sogenanntes "Icedropping" (d.h. Schnee auf dem Fahrzeug, der zum Beispiel auf Tunnelstrecken anschmelzen und sich zu einer dickeren Eisschicht verdichten kann, fällt ins Gleisbett und kann auf den Behälter treffen oder Schotter "hochspritzen" lassen). Zudem werden durch die Anordnung der Baugruppe die Sicherheitsrichtlinien des Eisenbahn-Bundesamtes trotz leichter Bauweise eingehalten.
  • Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können beliebig miteinander kombiniert werden.
  • Wenngleich hierin spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben worden sind, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die gezeigten Ausführungsformen geeignet zu modifizieren, ohne vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die nachfolgenden Ansprüche stellen einen ersten, nicht bindenden Versuch dar, die Erfindung allgemein zu definieren.
    • Bezugszeichenliste
    • 100
    Baugruppe
    110
    Behälter
    120
    Schutzelement
    130
    Ausschnitt (oder Öffnung)
    140
    Behälterbefestigungselement
    150
    Behälterbefestigungselement
    160
    Tragrahmen
    200
    Baugruppe
    210
    Behälter
    220
    Schutzelement
    230
    Ausschnitt
    240
    Behälterbefestigungselement
    250
    Behälterbefestigungselement
    275
    Öffnung
    300
    Baugruppe
    310
    Behälter
    320
    Schutzelement
    325
    Stirnblech
    350
    Behälterbefestigungselement
    360
    Tragrahmen
    370
    Füllstutzen/ Ablaufstutzen
    400
    Baugruppe
    410
    Behälter
    420
    Schutzelement
    430
    Ausschnitt
    440
    Behälterbefestigungselement
    450
    Behälterbefestigungselement
    470
    Füllstutzen/ Ablaufstutzen
    475
    Öffnung

Claims (15)

  1. Baugruppe (100; 200; 300; 400) zum Anbringen an ein Fahrzeuguntergestell eines Schienenfahrzeugs, umfassend:
    einen Behälter (110; 210; 310; 410) für Fluide; und
    ein Schutzelement (120; 220; 320; 420) für den Behälter (110; 210; 310; 410), das den Behälter in einem definierten Abstand zur Außenseite des Behälters (110; 210; 310; 410) zumindest teilweise umgibt.
  2. Baugruppe nach Anspruch 1,
    wobei das Schutzelement (120; 220; 320; 420) im Wesentlichen die Form einer Halbschale aufweist ; und/oder
    wobei das Schutzelement (120; 220; 320; 420) eine Halbschale aus einem gebogenem Blech umfasst, an dessen einander gegenüberliegenden Stirnseiten Stirnbleche angeschweißt sind.
  3. Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Schutzelement (120; 220; 320; 420) ein gelochtes Schutzblech ist.
  4. Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Behälter (110; 210; 310; 410) ein Druckluftbehälter ist.
  5. Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Schutzelement (120; 220; 320; 420) eine Sichtprüfung des Behälters (110; 210; 310; 410) ermöglicht.
  6. Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Behälter (110; 210; 310; 410) im Wesentlichen aus nichtrostendem Stahl, Aluminium, einer Aluminiumlegierung, oder einem nicht-metallischen Werkstoff ausgebildet ist.
  7. Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Schutzelement (120; 220; 320; 420) ausgelegt ist, den Behälter (110; 210; 310; 410) gegen mechanische Beanspruchung, insbesondere gegen Steinschlag, zu schützen.
  8. Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, weiterhin umfassend wenigstens ein Behälterbefestigungselement (140; 150; 240; 250; 350; 440; 450), das den Behälter (110; 210; 310; 410) an seiner Außenseite umgibt und ihn hält.
  9. Baugruppe nach Anspruch 8, wobei das Schutzelement (120; 220; 320; 420) am Behälterbefestigungselement (140; 150; 240; 250; 350; 440; 450) befestigt ist.
  10. Baugruppe nach einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei das Behälterbefestigungselement (140; 150; 240; 250; 350; 440; 450) eine Gelenkbandkonsolenschelle umfasst.
  11. Baugruppe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Baugruppe (100; 200; 300; 400) weiterhin einen Tragrahmen (160; 260; 360; 460; 461) umfasst, an dem der Behälter (110; 210; 310; 410) befestigt ist, bevorzugt mittels des Behälterbefestigungselements (140; 150; 240; 250; 350; 440; 450).
  12. Baugruppe nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Baugruppe wenigstens zwei Behälter umfasst, wobei jeder Behälter (110; 210; 310; 410) mittels eines ihm zugeordneten Behälterbefestigungselements (140; 150; 240; 250; 350; 440; 450) an einem Tragrahmen (160; 260; 360; 460; 461) befestigt ist und jeder Behälter (110; 210; 310; 410) von einem eigenen Schutzelement (120; 220; 320; 420) teilweise umgeben ist, welches an dem jeweiligen Behälterbefestigungselement (140; 150; 240; 250; 350; 440; 450) des zugehörigen Behälters (110; 210; 310; 410) befestigt ist.
  13. Baugruppe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Schutzelement (120; 220; 320; 420) unabhängig vom Behälter (110; 210; 310; 410) montiert werden kann.
  14. Schienenfahrzeug mit einem Untergestell, an dem eine Baugruppe (100; 200; 300; 400) nach einem der vorangehenden Ansprüche befestigt ist.
  15. Bausatz zum Herstellen einer Druckluftbaugruppe für ein Schienenfahrzeug, umfassend:
    einen Druckluftbehälter (110; 210; 310; 410);
    ein Behälterbefestigungselement (140; 150; 240; 250; 350; 440; 450) zum Befestigen des Druckluftbehälters (110; 210; 310; 410) an einer tragenden Konstruktion, wobei das Behälterbefestigungselement (140; 150; 240; 250; 350; 440; 450) zum Befestigen des Druckluftbehälters (110; 210; 310; 410) diesen an dessen Außenseite umgibt und ihn hält; und
    ein Schutzelement (120; 220; 320; 420) für den Druckluftbehälter (110; 210; 310; 410) zum Befestigen an dem Behälterbefestigungselement (140; 150; 240; 250; 350; 440; 450), um mit einem definierten Abstand zur Außenseite des Druckluftbehälters (110; 210; 310; 410) diesen an dessen Außenseite teilweise zu umgeben.
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