EP4079593B1 - Schienenfahrzeug mit kabelloser erdung - Google Patents

Schienenfahrzeug mit kabelloser erdung

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Publication number
EP4079593B1
EP4079593B1 EP22169782.4A EP22169782A EP4079593B1 EP 4079593 B1 EP4079593 B1 EP 4079593B1 EP 22169782 A EP22169782 A EP 22169782A EP 4079593 B1 EP4079593 B1 EP 4079593B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
frame
rail vehicle
superstructure
grounding
sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP22169782.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4079593A8 (de
EP4079593A1 (de
Inventor
Klaus Stegemann
Gerrit Koopmann
Jens Loerakker
Arnold Belting
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Windhoff Bahn und Anlagentechnik GmbH
Original Assignee
Windhoff Bahn und Anlagentechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Windhoff Bahn und Anlagentechnik GmbH filed Critical Windhoff Bahn und Anlagentechnik GmbH
Publication of EP4079593A1 publication Critical patent/EP4079593A1/de
Publication of EP4079593A8 publication Critical patent/EP4079593A8/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4079593B1 publication Critical patent/EP4079593B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D17/00—Construction details of vehicle bodies
    • 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
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/50—Other details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/64—Connections between or with conductive parts having primarily a non-electric function, e.g. frame, casing, rail

Definitions

  • the invention relates to a rail vehicle according to the preamble of claim 1.
  • Standard rail vehicles are well-known in practice.
  • the frame refers to the elements of the rail vehicle's supporting structure, while the superstructure refers to the components, assemblies, or modules attached to this supporting structure. Fastening is achieved using bolts, such as rivets or typically screws.
  • the running gear also attached to the supporting structure, refers to the elements of the rail vehicle located between the supporting structure and the rails on which the rail vehicle travels.
  • the superstructures are connected to the frame via grounding cables, which are attached to at least one or be bolted to the respective element of the rail vehicle at both of their ends. Since the rails, the chassis, and the frame are all made of steel, i.e., electrically conductive materials, the grounding cables ensure grounding of the superstructure, as an electrically conductive connection exists from the superstructure via the frame and chassis to the rails, and via the rails to the ground.
  • the grounding cables have effective cross-sections of 95 mm2 or more.
  • the problem is that metal thieves can remove these grounding cables from the rail vehicle. Since, apart from the compromised grounding, the rail vehicle remains fully functional, there is a risk that the removal of the grounding cables will go unnoticed. Furthermore, there is a risk that the rail vehicle will continue to be used even after the loss of the grounding cables has been discovered, ultimately exposing the train's personnel to increased danger.
  • a rail vehicle car body which is specially equipped with so-called grounding components.
  • Each grounding component has a grounding holder designed in the form of a bracket, to which a grounding cable, referred to as a grounding rope, can be screwed.
  • a fastening element that consists of a blind rivet nut and an inserted fastening screw. Grounding lugs at the ends of grounding cables are clamped between the blind rivet nut and the head of the fastening screw.
  • the screw is not used to fasten the components; rather, the fastening element serves to create an electrical grounding point, i.e., to provide an electrically conductive connection for the grounding lugs. into a sheet metal or other component of a motor vehicle, especially in the case of repair, to replace broken ground bolts.
  • grounding components are intended for grounding electrical components to the car body shell.
  • the grounding of the electrical components is carried out – as is common practice in rail vehicle construction – using grounding cables that are connected to the grounding components by screws.
  • a stainless steel threaded insert may be incorporated in the grounding holder, which serves to screw on such a grounding cable.
  • the invention is based on the objective of improving a generic rail vehicle in such a way that it enables reliable and permanently secured grounding.
  • the invention proposes not to use external, separate grounding cables, but rather to provide contact elements made of an electrically conductive and corrosion-resistant material where contact surfaces already exist. This applies, for example, to the points where the superstructure is connected to the frame or the frame to the chassis.
  • corrosion-resistant means that the contact elements are protected against corrosion not only at the time of installation, but also fundamentally due to their material properties under the conditions encountered during the operation of the rail vehicle. Protection against corrosion in this context means that the contact element in question is not destroyed by corrosion.
  • Additional components such as the aforementioned grounding elements and grounding brackets known from rail vehicles, which are designed for use with grounding cables in a known manner, can therefore be omitted as proposed.
  • the present proposal does not require an additional grounding console. Instead, the existing contact surface required to attach the superstructure to the vehicle frame is used for grounding the components.
  • the contact elements are pressed together in an electrically conductive manner by means of bolts at the connection points, for example where the structure is connected to the frame, so that as a result the contact surfaces are held in an electrically conductive contact by means of the bolts.
  • the contact elements also connect electrically to the component of the rail vehicle to which they are attached, i.e., are electrically conductively connected either to the body or to the frame.
  • the inventive design of the rail vehicle simplifies, firstly, the assembly of the rail vehicle, since the grounding is automatically ensured when the superstructure is attached to the frame, which is required anyway, without the need for additional assembly steps such as installing a grounding cable.
  • the superstructure is grounded as long as it is attached to the rail vehicle frame.
  • the rail vehicle is better protected against vandalism, since no separate grounding cables are used that could be removed.
  • the contact elements are well protected in the area of the connection points where the superstructure is attached to the rail vehicle frame by means of bolts. This improved vandalism protection enhances the safety of the rail vehicle personnel and reduces the maintenance effort that would otherwise be required for replacing grounding cables.
  • the rail vehicle can be designed according to the invention by providing stainless steel sheets on the frame and on the superstructure in the area of fastening points, for example, screw connections. These sheets come into contact with each other when the superstructure is connected to the frame at the fastening points.
  • the fastening of the superstructure to the frame using screws is mentioned here only as an example, without limiting the invention to the design of the bolts as screws.
  • particularly reliable contact is achieved by inserting an electrically conductive sleeve into a bore in the frame, which is intended to receive the bolts.
  • This sleeve forms the contact element of the frame. It is particularly advantageous that this can be done at all screw connections. At the points where the structure is connected to the frame, such sleeves are provided as contact elements.
  • the sleeve has an inner diameter large enough to allow the bolt to be inserted and pass through it.
  • the sleeve is electrically connected to the frame. The clamping pressure applied during the manufacturing of the screw connection ensures excellent electrical contact between the bolt and the sleeve for grounding purposes.
  • the frame is preferably free of any surface coating in the area where it contacts the sleeve.
  • the sleeve advantageously connects to the frame at both ends in a watertight manner.
  • the sleeve can, for example, be welded into the frame of the rail vehicle, so that it connects to the frame at both ends in a watertight and electrically conductive way.
  • separate sealing elements such as O-rings or the like can be used, but especially electrically conductive sealing elements such as copper rings.
  • the corrosion-resistant contact elements can, for example, consist of an aluminum or copper alloy, which, due to its aluminum or copper content, can exhibit excellent electrical conductivity. While such materials as aluminum or copper oxidize, just like steel, and are therefore not ultimately corrosion-free, they form an oxide layer on their surface that protects the rest of the material from further oxidation. Thus, these materials are corrosion-resistant in the sense of this proposal. In contrast, the oxide layer known as rust on most types of steel does not form such a protective layer, so that the In most steel alloys, the component is destroyed by rust and is therefore neither corrosion-free nor corrosion-resistant.
  • an aluminum and copper-containing design of the contact elements can consist of an aluminum base component – e.g., a plate – being electroplated with a copper-containing surface layer, which, for example, can have a layer thickness of approximately 1 mm.
  • an aluminum component can be used, for instance, when it is to be welded as a contact element to a vehicle component that is also made of aluminum, as may be the case for weight-saving reasons, for example, for components of the vehicle body, such as a platform.
  • the copper coating can be mechanically removed where the contact element is to be welded to the vehicle component, thus enabling this welding process without any problems.
  • the contact elements can preferably be made of a non-corrosive stainless steel alloy, so that the contact element is both corrosion-resistant and corrosion-free. This ensures good electrical conductivity, which is maintained throughout the entire service life, since no oxide layer forms on the surface of the stainless steel contact element, which would have different electrical properties than the base material beneath the surface.
  • Good electrical contact between the sleeve and the frame can be achieved by the sleeve making electrically conductive contact with the frame along its circumference.
  • the sleeve can be pressed into the bore of the frame.
  • the sleeve can have a circumferential collar on the side facing the structure, so that it adheres to the frame of the
  • the rail vehicle is provided with the largest possible contact surface to which a corresponding contact surface of the superstructure can be attached when the superstructure is connected to the frame.
  • the aforementioned sleeves can be omitted and the number of components reduced if a plate forms the frame-side contact element.
  • the plate is placed on the frame, thus replacing the collar of one of the aforementioned sleeves that would otherwise rest on the frame.
  • the plate can be large enough to extend over two or more bores arranged in the frame to accommodate the bolts, allowing several sleeves to be replaced by this single plate. With a suitable material selection, the plate can be welded to the frame all around, preventing moisture from penetrating underneath and thus protecting the inner surfaces of the bolt holes from corrosion.
  • the drawing shows a section of a rail vehicle 1, in the form of a vertical section through the area of two bolted connections where a superstructure 2 is attached to a frame 3 of the rail vehicle 1.
  • the superstructure 2 could, for example, be the housing of a specific unit, but it could also be a mounting bracket that is part of a larger component.
  • This mounting bracket is a welded construction and has a cross-section similar to an I-beam.
  • the depicted area of the frame 3 could, for example, be the top flange of a vehicle frame.
  • the frame 3 has a bore 4 at each of the two screw points.
  • the diameter of the bore 4 is dimensioned to provide clearance around a bolt 5.
  • the bolts 5 are designed as screws.
  • intermediate washers 6 and 8 made of different materials are arranged between a nut 7 and the frame 3, and between the screw head of the bolt 5 and the adjacent section of the structure 2 located below the screw head. These washers serve for load distribution and sealing, so that, for example, the surface of the frame 3 in the area of the bore 4 is sealed downwards by the intermediate washers 6.
  • a plate 10 is located on the top side of the frame 3, i.e., towards the structure 2, thus providing a large contact area.
  • the plate 10 can be welded to the frame 3 along its outer circumference to ensure a watertight connection between the plate 10 and the frame 3, thereby protecting the inner surfaces of the bores 4 from corrosion.
  • Plate 10 represents a contact element of the frame 3, to which an electrically conductive contact element of the superstructure 2, designed as plate 9, rests. Both plates 9 and 10 are made of stainless steel and are therefore corrosion-resistant. Plate 9 has bores through which the two bolts 5 extend, so that when the bolting is completed, the contact elements of the superstructure 2 and the frame 3, namely plates 9 and 10, are pressed together and create an electrically conductive connection that forms part of the grounding system of the rail vehicle 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Elimination Of Static Electricity (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Gattungsgemäße Schienenfahrzeuge sind aus der Praxis bekannt. Als Rahmen werden dabei die Elemente der tragenden Struktur des Schienenfahrzeugs bezeichnet, und als Aufbau die Bauteile, Baugruppen oder Module, die an dieser tragenden Struktur befestigt werden. Zur Befestigung werden Bolzen verwendet, beispielsweise Niete oder typischerweise Schrauben. Als Fahrwerk, welches ebenfalls an der tragenden Struktur gehalten wird, werden die Elemente des Schienenfahrzeugs bezeichnet, die sich zwischen der tragenden Struktur und den Schienen angeordnet sind auf denen das Schienenfahrzeug fährt.
  • Grundsätzlich müssen sämtliche Komponenten eines Schienenfahrzeugs geerdet sein. Insbesondere gelten strenge Anforderungen hinsichtlich der Erdung bei Aufbauten, bei denen eine erhöhte Wahrscheinlichkeit besteht, dass eine möglicherweise gerissene und unter elektrischer Spannung stehende Oberleitung auf derartige Module oder Baugruppen fallen kann. Bei den bekannten Schienenfahrzeugen werden daher die Aufbauten über Erdungskabel mit dem Rahmen verbunden, die an zumindest einem oder an beiden ihrer Enden mit dem jeweiligen Element des Schienenfahrzeugs verschraubt werden. Da sowohl die Schienen als auch das Fahrwerk als auch der Rahmen jeweils aus Stahl bestehen, also aus elektrisch leitenden Werkstoffen, kann mittels der Erdungskabel eine Erdung des Aufbaus gewährleistet werden, da eine elektrisch leitfähige Verbindung vom Aufbau über den Rahmen und das Fahrwerk bis zu den Schienen, und mittels der Schienen bis in den Untergrund gegeben ist.
  • Je nach Anforderungen weisen die Erdungskabel wirksame Querschnitte von 95 mm2 oder mehr auf. Dabei besteht das Problem, dass die Erdungskabel durch Metalldiebe von dem Schienenfahrzeug gelöst werden können. Da abgesehen von der nun beeinträchtigten Erdung das Schienenfahrzeug anschließend nach wie vor voll funktionsfähig ist, besteht einerseits die Gefahr, dass die Entfernung der Erdungskabel unbemerkt bleibt, und andererseits kann die Gefahr bestehen, dass trotz Feststellung des Verlusts der Erdungskabel das Schienenfahrzeug nach wie vor genutzt wird, so dass letztlich das Personal des Schienenfahrzeugs einer erhöhten Gefährdung ausgesetzt ist.
  • Aus der DE 196 03 511 A1 ist ein Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs bekannt, der eigens mit so genannten Erdungsteilen versehen ist. Die Erdungsteile weisen jeweils einen Erdungshalter auf, der in Art einer Konsole ausgestaltet sind und an den ein als Erdungsseil bezeichnetes Erdungskabel angeschraubt werden kann.
  • Aus der DE 10 2011 051 137 A1 ist ein Befestigungselement bekannt, das aus einer Blindnietmutter und einer eingedrehten Befestigungsschraube besteht. Masseschuhe an den Enden von Erdungskabeln sind zwischen der Blindnietmutter und dem Kopf der Befestigungsschraube eingespannt. Die Schraube wird nicht für die Befestigung der Bauteile genutzt, sondern das Befestigungselement dient zur Schaffung eines elektrischen Massepunkts, also zur elektrisch leitfähigen Anbringung der Masseschuhe in ein Blech- oder sonstiges Bauteil eines Kraftfahrzeugs, insbesondere im Reparaturfall, um abgerissene Massebolzen zu ersetzen.
  • Aus der DE 29601672 U1 ist ein Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges mit Erdungsteilen bekannt. Die Erdungsteile sind für das Erden von elektrischen Komponenten gegenüber dem Wagenkasten-Rohbau vorgesehen. Das Erden der elektrischen Komponenten erfolgt - wie im Schienenfahrzeugbau üblich - mit Hilfe von Erdungsseilen, die durch Schrauben mit den Erdungsteilen verbunden werden. Es kann aus Korrosionsgründen im Erdungshalter ein Gewindeeinsatz aus Edelstahl gehaltert sein, der dem Anschrauben eines solchen Erdungsseiles dient. Weiter ist zum Stand der Technik noch auf die CN 208 489 367 U zu verweisen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Schienenfahrzeug dahingehend zu verbessern, dass dieses eine zuverlässige und dauerhaft sichergestellte Erdung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, keine außen liegenden, separaten Erdungskabel zu verwenden, sondern vielmehr dort, wo sich ohnehin Kontaktflächen ergeben, Kontaktelemente vorzusehen, die aus einem elektrisch leitenden und korrosionsbeständigen Werkstoff bestehen. Beispielsweise betrifft dies die Stellen, wo der Aufbau mit dem Rahmen verbunden wird oder der Rahmen mit dem Fahrwerk. Korrosionsbeständig heißt in diesem Zusammenhang, dass die Kontaktelemente nicht nur zum Zeitpunkt ihres Einbaus, sondern grundsätzlich aufgrund ihrer Materialeigenschaften gegen Korrosion geschützt sind unter den beim Betrieb des Schienenfahrzeugs auftretenden Bedingungen. Als Schutz gegen Korrosion wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass das betreffende Kontaktelement nicht durch Korrosion zerstört wird.
  • Zusätzliche Bauteile wie die oben erwähnten, von Schienenfahrzeugen bekannten Erdungsteile und Erdungshalter, die in an sich bekannter Weise auf die Verwendung von Erdungskabeln abgestimmt sind, können daher vorschlagsgemäß entfallen. Der vorliegende Vorschlag kommt ohne eine zusätzliche Erdungskonsole aus. Vielmehr wird die sowieso notwendige Auflagefläche, um den Aufbau auf dem Fahrzeugrahmen zu befestigen, für die Erdung der Bauteile genutzt.
  • Die ebenfalls oben erwähnten, eigens vorgesehenen Befestigungselemente, die an Stelle eines Massebolzens den elektrisch leitfähigen Anschluss von Masseschuhen ermöglichen sollen, also ebenfalls auf die Verwendung von Erdungskabeln abgestimmt sind, können ebenfalls entfallen. Vielmehr werden die sowieso notwendigen Befestigungsstellen, wo der Aufbau auf dem Fahrzeugrahmen befestigt wird, für die Erdung der Bauteile genutzt. Dabei werden keine Komponenten der Verschraubung, wie eine Blindnietmutter und eine darin eingedrehte Befestigungsschraube zur Erdung verwendet, sondern vielmehr die bereits genannten Auflageflächen, wo der Aufbau auf dem Fahrzeugrahmen aufliegt. Dabei ist vorteilhaft, dass in die Verschraubung eindringende Flüssigkeiten die Erdung nicht beeinflussen können. Daher müssen keine korrosionsbeständigen Schrauben verwendet werden, so dass - z. B. im Unterschied zu Edelstahlverschraubungen - Schrauben höherer Festigkeit verwendet werden können. Die Schrauben werden für die ohnehin vorgesehene Befestigung der Bauteile genutzt, und die Erdung ist ein gewünschter "Nebeneffekt", der Bauteile spart, die Herstellung des Schienenfahrzeugs vereinfacht und die Erdung funktionssicherer macht, weil z. B. Erdungskabel, die abgerissen werden könnten, erst gar nicht vorhanden sind.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kontaktelemente dadurch elektrisch leitend aneinandergepresst werden, dass an den Verbindungsstellen, beispielsweise wo der Aufbau mit dem Rahmen verbunden wird, die Verbindung mittels Bolzen erfolgt, so dass im Ergebnis die Kontaktflächen mittels der Bolzen in einem elektrisch leitenden Kontakt gehalten werden.
  • Schließlich ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, dass die Kontaktelemente auch an den Bestandteil des Schienenfahrzeugs elektrisch leitend anschließen, an dem sie befestigt sind, also entweder mit dem Aufbau oder mit dem Rahmen elektrisch leitfähig verbunden sind.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schienenfahrzeugs wird erstens die Montage des Schienenfahrzeugs vereinfacht, da bei der ohnehin erforderlichen Befestigung des Aufbaus am Rahmen automatisch gleichzeitig auch die Erdung gewährleistet wird, ohne dass es zusätzlicher Montageschritte wie der Montage eines Erdungskabels bedarf. Zweitens ist eine Erdung des Aufbaus gewährleistet, solange der Aufbau am Rahmen des Schienenfahrzeugs befestigt ist. Drittens ist das Schienenfahrzeug besser gegen Vandalismus geschützt, da keine separaten Erdungskabel Verwendung finden, die demontiert werden könnten. Die Kontaktelemente liegen gut geschützt im Bereich der Verbindungsstellen, wo der Aufbau mittels der Bolzen mit dem Rahmen des Schienenfahrzeugs verbunden ist. Durch diesen verbesserten Vandalismusschutz wird einerseits die Sicherheit für das Personal des Schienenfahrzeugs verbessert und andererseits ein ansonsten erforderlicher Wartungsaufwand reduziert, der durch den notwendigen Ersatz von Erdungskabeln entstehen würde.
  • Bei ansonsten grundsätzlich unveränderter Konstruktion eines Schienenfahrzeugs kann das Schienenfahrzeug dadurch erfindungsgemäß ausgestaltet werden, dass im Bereich von Befestigungsstellen, beispielsweise Verschraubungsstellen, Edelstahlbleche einerseits am Rahmen und andererseits am Aufbau vorgesehen sind, die miteinander in Kontakt geraten, wenn der Aufbau an den Befestigungsstellen mit dem Rahmen verbunden wird. Nachfolgend wird stets die Befestigung des Aufbaus am Rahmen rein beispielhaft mithilfe von Schrauben erwähnt, ohne dass die Erfindung auf die Ausgestaltung der Bolzen als Schrauben eingeschränkt ist.
  • In einer Ausgestaltung wird eine besonders sichere Kontaktierung dadurch ermöglicht, dass in eine Bohrung des Rahmens, die zur Aufnahme der Bolzen vorgesehen ist, eine elektrisch leitfähige Hülse eingesetzt ist, die das Kontaktelement des Rahmens bildet. Insbesondere vorteilhaft können an sämtlichen Verschraubungsstellen, an denen der Aufbau mit dem Rahmen verbunden wird, derartige Hülsen als Kontaktelemente vorgesehen sein. Die Hülse weist einen solchen Innendurchmesser auf, dass der Bolzen in die Hülse eingesteckt werden und die Hülse durchsetzen kann. Die Hülse ist ihrerseits elektrisch leitend an den Rahmen angeschlossen. Durch den Anpressdruck bei der Herstellung der Verschraubung wird eine für die Erdung hervorragende elektrische Kontaktierung der Schraube mit der Hülse gewährleistet.
  • Um eine optimale elektrische Kontaktierung zwischen der Hülse und dem Rahmen zu gewährleisten, ist der Rahmen vorzugsweise frei von einer Oberflächenbeschichtung in dem Bereich, in welchem er die Hülse kontaktiert. Um in diesem Bereich eine Korrosion des Rahmens auszuschließen, die den elektrischen Widerstand zwischen Hülse und Rahmen unerwünscht erhöhen könnte, schließt die Hülse vorteilhaft an ihren beiden Enden jeweils wasserdicht an den Rahmen an. Die Hülse kann beispielsweise in den Rahmen des Schienenfahrzeugs eingeschweißt sein, so dass sie an ihren beiden Enden sowohl wasserdicht als auch elektrisch leitend an den Rahmen anschließt. Alternativ können separate Dichtungselemente Verwendung finden wie z.B. O-Ringe oder dergleichen, insbesondere aber auch elektrisch leitfähige Dichtungselemente wie z.B. Kupferringe.
  • Die korrosionsbeständigen Kontaktelemente können beispielsweise aus einer Aluminium- oder Kupferlegierung bestehen, die aufgrund ihrer Aluminium- oder Kupferanteile eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit aufweisen können. Derartige Werkstoffe wie Aluminium oder Kupfer oxidieren zwar, wie Stahl auch, sind also letztlich nicht korrosionsfrei, jedoch bilden sie an ihrer Oberfläche eine Oxidschicht, die einen Schutz des übrigen Materials vor weiterer Oxidation bietet, so dass diese Werkstoffe im Sinne des vorliegenden Vorschlags korrosionsbeständig sind. Im Unterschied dazu bildet bei den meisten Stahlsorten die als Rost bezeichnete Oxidschicht keinen derartigen Schutz, so dass das rostende Bauteil bei den meisten Stahllegierungen durch den Rost zerstört wird und dementsprechend weder korrosionsfrei noch korrosionsbeständig ist.
  • Insbesondere kann eine Aluminium und Kupfer enthaltende Ausgestaltung der Kontaktelemente darin bestehen, dass ein Grundbauteil aus Aluminium - z.B. eine Platte - galvanische mit einer Kupfer enthaltenden Oberflächenschicht versehen wird, die beispielsweise eine Schichtdicke von etwa 1 mm aufweisen kann. Ein solches Aluminiumbauteil kann beispielsweise Verwendung finden, wenn es als Kontaktelement mit einer Fahrzeugkomponente verschweißt werden soll, die ebenfalls aus Aluminium besteht, wie dies aus Gewichtsgründen beispielsweise für Komponenten des Aufbaus vorgesehen sein kann, z.B. für eine Plattform. In diesem Fall kann die Kupferbeschichtung mechanisch dort abgetragen werden, wo eine Verschweißung des Kontaktelements mit der Fahrzeugkomponente erfolgen soll, so dass diese Verschweißung problemlos möglich ist.
  • Die Kontaktelemente können vorzugsweise aus einer nicht rostenden Edelstahllegierung bestehen, so dass das Kontaktelement sowohl korrosionsbeständig als auch korrosionsfrei ist. Auf diese Weise ist eine gute elektrische Leitfähigkeit gewährleistet, die auch über die gesamte Nutzungsdauer hinweg beibehalten wird, da an der Oberfläche des Edelstahl-Kontaktelements keine Oxidschicht entsteht, die andere elektrische Eigenschaften aufweist als das unter der Oberfläche befindliche Grundmaterial.
  • Eine gute elektrische Kontaktierung zwischen der Hülse und dem Rahmen kann dadurch ermöglicht werden, dass die Hülse entlang ihrem Umfang den Rahmen elektrisch leitend kontaktiert. Beispielsweise kann die Hülse in die Bohrung des Rahmens eingepresst sein.
  • Vorteilhaft kann die Hülse einen umlaufenden Kragen an der Seite aufweisen, die zum Aufbau weist, so dass am Rahmen des Schienenfahrzeugs eine möglichst großflächige Kontaktfläche bereitgestellt wird, der eine entsprechende Kontaktfläche des Aufbaus angelegt werden kann, wenn der Aufbau mit dem Rahmen verbunden wird.
  • In einer Ausgestaltung kann auf die oben erwähnten Hülsen verzichtet und die Anzahl der benötigten Bauteile reduziert werden, wenn eine Platte das rahmenseitige Kontaktelement bildet. Die Platte wird auf den Rahmen gelegt und ersetzt somit den ansonsten auf dem Rahmen aufliegenden Kragen einer der erwähnten Hülsen. Dabei kann die Platte so groß bemessen sein, dass sie sich über zwei oder mehr Bohrungen erstreckt, die zur Aufnahme der Bolzen im Rahmen angeordnet sind, so dass dementsprechend mehrere Hülsen durch die eine Platte ersetzt werden können. Bei geeigneter Werkstoffauswahl kann die Platte ringsum umlaufend mit dem Rahmen verschweißt werden, so dass sie nicht von Feuchtigkeit unterwandert werden kann und so die Inneren Oberflächen der zur Aufnahme der Bolzen vorgesehenen Bohrungen vor Korrosion geschützt sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der rein schematischen Darstellung nachfolgend näher erläutert
  • Dabei ist in der Zeichnung ein Ausschnitt aus einem Schienenfahrzeug 1 dargestellt, in Art eines Vertikalschnitts durch den Bereich zweier Verschraubungsstellen, an denen ein Aufbau 2 mit einem Rahmen 3 des Schienenfahrzeugs 1 verbunden ist. Der Aufbau 2 kann beispielsweise ein Gehäuse eines bestimmten Aggregats sein, es kann sich bei dem dargestellten Aufbau 2 aber auch um eine Befestigungslasche handeln, welche Teil einer größeren Komponente ist. Diese Befestigungslasche ist als Schweißkonstruktion ausgestaltet und weist einen Querschnitt ähnlich einem Doppel-T-Träger auf. Der dargestellte Bereich des Rahmens 3 kann beispielsweise als Obergurt eines Fahrzeugrahmens ausgestaltet sein.
  • Der Rahmen 3 weist an den beiden Verschraubungsstellen jeweils eine Bohrung 4 auf. Der Durchmesser der Bohrung 4 ist so groß bemessen, dass ein Freiraum um einen Bolzen 5 herum verbleibt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiels vorgesehen, dass die Bolzen 5 als Schrauben ausgestaltet sind. Zwischen einer Mutter 7 und dem Rahmen 3 sowie zwischen dem Schraubenkopf des Bolzens 5 und dem daran angrenzenden, unter dem Schraubenkopf befindlichen Abschnitt des Aufbaus 2 sind jeweils Zwischenscheiben 6 und 8 aus unterschiedlichen Materialien angeordnet, welche zur Lastverteilung und auch zur Abdichtung dienen, so dass beispielsweise die Oberfläche des Rahmens 3 im Bereich der Bohrung 4 nach unten hin durch die Zwischenscheiben 6 abgedichtet werden.
  • Auf der Oberseite des Rahmens 3, also zum Aufbau 2 hin, liegt eine Platte 10, so dass ein großflächiger Kontaktbereich bereitgestellt wird. Entlang des äußeren Umfangs kann die Platte 10 mit dem Rahmen 3 verschweißt sein, um einen wasserdichten Anschluss der Platte 10 an den Rahmen 3 zu gewährleisten, so dass die Innenflächen der Bohrungen 4 vor Korrosion geschützt sind.
  • Die Platte 10 stellt ein Kontaktelement des Rahmens 3 dar, dem ein Kontaktelement des Aufbaus 2 elektrisch leitend anliegt, welches als Platte 9 ausgestaltet ist. Die beiden Platten 9 und 10 bestehen aus Edelstahl und sind dementsprechend korrosionsbeständig. Die Platte 9 weist Bohrungen auf, durch welche sich die beiden Bolzen 5 erstrecken, so dass bei Fertigstellung der Verschraubung die Kontaktelemente des Aufbaus 2 und des Rahmens 3, nämlich die Platten 9 und10, aneinandergepresst werden und eine elektrisch leitfähige Verbindung schaffen, die einen Teilabschnitt einer Erdung des Schienenfahrzeugs 1 bildet.
    • Bezugszeichen:
    • 1
    Schienenfahrzeug
    2
    Aufbau
    3
    Rahmen
    4
    Bohrung
    5
    Bolzen
    6
    Zwischenscheibe
    7
    Mutter
    8
    Zwischenscheibe
    9
    Platte
    10
    Platte

Claims (6)

  1. Schienenfahrzeug (1), das dazu bestimmt ist, auf Schienen zu fahren,
    mit einem Rahmen (3),
    einem am Rahmen (3) gehaltenen Fahrwerk,
    und mit einem Bauteil oder einer Baugruppe, die als Aufbau (2) bezeichnet und auf dem Rahmen (3) mithilfe von Bolzen (5) mechanisch befestigt ist,
    wobei im Bereich der Bolzen (5) jeweils Kontaktflächen vorhanden sind, an denen der Aufbau (2) jeweils den Rahmen (3) kontaktiert,
    und wobei der Aufbau (2) mit dem Rahmen (3) elektrisch leitend in der Art verbunden ist,
    dass der Aufbau (2) über den Rahmen (3), das Fahrwerk und die Schienen geerdet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Bereich der Kontaktflächen sowohl am Aufbau (2) als auch am Rahmen (3) Kontaktelemente aus einem elektrisch leitenden, korrosionsbeständigen Werkstoff in der Art angeordnet sind,
    dass die Kontaktelemente mittels der Bolzen (5) elektrisch leitend aneinander gepresst sind,
    wobei die Kontaktelemente jeweils an den Aufbau (2) oder Rahmen (3), an dem sie befestigt sind, elektrisch leitend anschließen.
  2. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein rahmenseitiges Kontaktelement als elektrisch leitende Hülse ausgestaltet ist, welche in einer zur Aufnahme eines Bolzens (5) bestimmten Bohrung (4) des Rahmens (3) angeordnet ist,
    wobei der Innendurchmesser der Hülse die Aufnahme des Bolzens (5) ermöglichend bemessen ist,
    und die Hülse elektrisch leitend an den Rahmen (3) anschließt,
    wobei die Hülse entlang ihrem Umfang den Rahmen (3) elektrisch leitend kontaktiert und auf ihrer zum Aufbau (2) weisenden Seite einen umlaufenden Kragen (10) aufweist.
  3. Schienenfahrzeug nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hülse jeweils an ihren beiden Enden wasserdicht an den Rahmen (3) anschließt.
  4. Schienenfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kontaktelemente aus einer Edelstahllegierung bestehen.
  5. Schienenfahrzeug nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Hülse in den Rahmen (3) eingeschraubt ist.
  6. Schienenfahrzeug nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein rahmenseitiges Kontaktelement als elektrisch leitende Platte (10) ausgestaltet ist, welche eine zur Durchführung eines Bolzens (5) bestimmte Bohrung (4) aufweist, wobei die Platte (10) elektrisch leitend an den Rahmen (3) anschließt.
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