Befestigungseinrichtung für einen Geräteträger an einem

Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs.

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Befestigungseinrichtung für einen Geräteträger an einem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs.

Stand der Technik

Unter dem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs sind viele der für den Betrieb des Schienenfahrzeugs erforderlichen

Geräteträger (Unterflurgeräte) befestigt. Typischerweise werden sogenannte Traktionscontainer, Hilfsbetriebsumrichter, Druckluftmodule, Bremswiderstände, Batteriemodule,

Klimageräte oder ähnliches montiert. Bei Wagenkästen aus Leichtmetall kann die Befestigung dieser Geräte an

sogenannten C-Schienen, in welche Halterungen eingeschoben und fixiert werden erfolgen. Diese C-Schienen können als Teil eines Strangpreßleichtmetallprofils sehr einfach und

kostengünstig ausgeführt werden, es sind dabei keine

zusätzlichen Bauteile erforderlich.

Gebräuchlich sind auch direkt an den Wagenkasten geschweißte Konsolen an welchen die Geräteträger direkt mittels

Schraubverbindungen befestigt werden. Moderne

Schienenfahrzeuge, insbesondere Nahverkehrsfahrzeuge (U- Bahnen) werden häufig aus Leichtmetall aufgebaut, wobei jedoch die Unterflurgeräte und andere Anbauteile jedoch meist in Containern aus Stahl eingebaut sind. An den Fügestellen zwischen den Containern und dem Wagenkasten können somit sehr große mechanische Spannungen aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnungen der benachbarten Bauteile auftreten. Diese Spannungen können sogar zum Lockern oder Lösen der

Verbindungsstelle führen. Alternative Befestigungsarten (z.B. Silentblöcke mit Gummilagerung) können meist aus Kosten- und Bauraumgründen nicht eingesetzt werden. Der Bauraum unter dem Wagenkasten soll meist möglichst optimal genutzt werden, sodass die Befestigung der Unterflureinbauten möglichst keinen Verlust an möglicher Höhe der Unterflureinbauten bedingen soll. Aus dem Stand der Technik sind elastische Verbindungstücke aus Stahlblech bekannt, welche die

unterschiedlichen Wärmeausdehnungen aufnehmen können. Der Einsatz dieser Bauteile bedingt jedoch das Vorsehen von

Konsolen am Wagenkasten, eine Montage an C-Schienen ist nicht möglich. Ebenso reduziert der Einsatz dieser

Verbindungsstücke die mögliche Bauhöhe der Geräteträger und die Montage ist aufwendig, da die Geräteträger bei der

Montage über ihre horizontale Endposition gehoben werden müssen um die Verbindungsstücke montieren zu können.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

Befestigungseinrichtung für Geräteträger an der Unterseite von Schienenfahrzeugwagenkästen anzugeben, welche die

unterschiedlichen Wärmeausdehnungen von

Leichtmetallwagenkästen und Stahlgeräteträgern aufnehmen können, dabei leicht zu montieren sind und an gebräuchlichen C-Schienen montiert werden können. Die Aufgabe wird durch eine Befestigungseinrichtung für einen Geräteträger an einem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte

Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.

Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird eine

Befestigungseinrichtung für einen Geräteträger, bzw. ein Unterflurgerät an einem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs beschrieben, bei welcher der Wagenkasten an seiner Unterseite mit C-Nuten ausgestattet ist, und wobei der Geräteträger mit mindestens einem elastischen Verbindungsteil an einer C-Nut des Wagenkastens lösbar verbunden ist, und wobei der

elastische Verbindungsteil zwei Bohrungen zur Herstellung einer Schraubverbindung zu je einem Nutenstein und eine

Bohrung zur Herstellung einer Schraubverbindung mit einem Geräteträger aufweist, und wobei der elastische

Verbindungsteil aus gebogenem Stahlblech hergestellt ist und zwei zueinander gegensinnig S-förmig ausgeformte Abschnitte umfasst, welche sich jeweils zwischen einer Bohrung zur

Herstellung einer Schraubverbindung zu einem Nutenstein und der Bohrung zur Herstellung einer Schraubverbindung mit einem Geräteträger erstrecken.

Dadurch ist der Vorteil erzielbar, eine elastische Verbindung eines Wagenkastens mit einem Geräteträger herstellen zu können, welche in vertikaler Richtung den Bauraum optimal nutzen läßt und sich gut für die Verbindung von Leichtmetall- Wagenkästen mit Geräteträgern aus Stahl eignet. Insbesondere ist vorteilhaft, dass die

Befestigungseinrichtung bei Durchbiegung des Wagenkastens (beispielsweise durch die Passagierlast) übermäßige und wechselnde Zwangskräfte an den Befestigungsstellen verhindert, welche sonst zum Lösen der Befestigungen führen können. Durch die unmittelbare Befestigung der Geräteträger an dem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs können auch die sonst erforderlichen Zwischen-Querträger entfallen, welche zur Entkopplung der Geräteträger von dem Wagenkasten

eingesetzt werden.

Einfindungsgemäß ist ein elastischer Verbindungsteil

vorgesehen, welcher zwischen dem Wagenkasten und dem

Geräteträger angeordnet ist. Dabei ist je einzelne

Verbindungsstelle ein elastischer Verbindungsteil anzuordnen. Typischerweise werden Geräteträger an vier oder mehr

Verbindungsstellen mit dem Wagenkasten verbunden. Der

elastische Verbindungsteil ist aus Stahlblech gefertigt und in eine Omega-Form gebogen. An den beiden Enden des

elastischen Verbindungsteils ist jeweils eine Bohrung zur Herstellung einer Schraubverbindung zu dem Wagenkasten vorgesehen, in der Mitte des elastischen Verbindungsteils ist eine Bohrung zur Herstellung einer Schraubverbindung mit einem Geräteträger vorgesehen. Der Wagenkasten ist an seiner Unterseite erfindungsgemäß mit C-Nuten ausgestattet, in welchen Nutensteine schiebbar angeordnet sind. Diese

Nutensteine sind mit dem elastischen Verbindungsteil

verschraubbar gestaltet.

Die Formgebung des elastischen Verbindungsteils, insbesondere seine Omega-Form, gewährleistet eine hohe Tragfähigkeit bei gleichzeitiger Elastizität längs und quer zum Wagenkasten sowie einen geringen Widerstand gegen Verdrehungen. Die

Geräteträger können dadurch von Vibrationen und Verwindungen des Wagenkastens effizient entkoppelt werden. Der elastische Verbindungsteil definiert durch seine Form und die Eigenschaften seines Materials die elastischen

Eigenschaften der Verbindungsstelle. Zur genauen Abstimmung der Schwingungseigenschaften, insb. der Eigenfrequenz können Ausnehmungen in dem elastischen Verbindungsteil vorgesehen werden. Werden diese Ausnehmungen in einem gebogenen

Abschnitt des elastischen Verbindungsteils angeordnet, so ist dadurch eine besonders wirkungsvolle Beeinflussung der

Federkonstante möglich.

In weiterer Fortbildung der Erfindung empfiehlt es sich, zwischen den Befestigungsstellen eines elastischen

Verbindungsteils an einem Wagenkasten die C-Nut und ggf.

weitere Teile des Wagenkastenbodens zu entfernen. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, Geräteträger mit größerer Bauhöhe unterhalb des Wagenkastens anordnen zu können. In praktischen Ausführungsformen der Erfindung können die C-Nuten mittels Fräsung entfernt werden. Dadurch können elastische Verbindungsteile eingesetzt werden, deren größte Vertikalerstreckung in eingebautem Zustand über die Befestigungsebene an den C-Nuten nach oben hinausragt. Solcherart kann die Befestigungsebene für den Geräteträger nach oben versetzt werden und dabei die elastischen

Eigenschaften des elastischen Verbindungsteils beibehalten werden. Dies ermöglicht den Einsatz größerer Geräteträger bzw. einen größten Abstand der Geräteträger von dem

Gleisbett .

Da dabei die Verbindungsstellen zwischen dem elastischen Verbindungsteil und dem Geräteträger meist nur mehr von unten zugänglich sind, ist eine Verdrehsicherung erforderlich um die entsprechende Schraubverbindung herstellen zu können. Es ist empfehlenswert, eine für diese Verbindung eingesetzte Schraube in einer Hülse zu führen, wobei ein Formschluß zwischen der Hülse und der Schraube gegeben ist. Weiters ist die Hülse gegenüber dem elastischen Verbindungsteil gegen Verdrehung zu sichern, wobei es empfehlenswert ist, dazu einen Formschluß der genannten Bauteile sicherzustellen.

Insbesondere ist es empfehlenswert, den elastischen

Verbindungsteil mit einer nichtrunden Ausnehmung (Bohrung) auszustatten und die Hülse mit einer korrespondierenden

Ausformung auszustatten, welche in diese Ausnehmung

eingreifen kann.

In weiterer Fortbildung der Erfindung ist es empfehlenswert, die Verbindungsstellen des elastischen Verbindungsteils mit dem Wagenkasten mit einer Schaubverbindung auszustatten, bei welcher die Andruckkraft der Schraube jeweils mittels einer Kraftverteilplatte in den elastischen Verbindungsteil

eingeleitet wird. Diese Kraftverteilplatte ist gegenüber herkömmlichen Beilagscheiben besonders ausgeführt. Die

Kraftverteilplatte ist im Wesentlichen quaderförmig mit einer Bohrung für die Durchführung einer Schraube, wobei diese

Bohrung in Einbauposition der Kraftverteilplatte asymmetrisch angeordnet ist. Es ist wesentlich, die Lage der Bohrung in Richtung zur Mitte des elastischen Verbindungsteils zu versetzen, da solcherart kann auch bei Belastung des

elastischen Verbindungsteils durch die Gewichts- und

Trägheitskräfte eines Geräteträgers ein Lockerwerden der Schraubverbindung verhindert werden. Die Gewichtskräfte eines Geräteträgers bewirken ein Drehmoment in der

Befestigungsstelle an dem Wagenkasten, wodurch die Schrauben für die Nutensteine mit Zugkräften beaufschlagt werden. Die Asymmetrie der Lage der Bohrung für diese Schraube bewirkt, dass der Verbindungsteil immer in Kontakt mit der C-Schiene verbleibt und keine Trennfuge (Aufklaffen) entsteht. Weiters ist es vorteilhaft, die Kraftverteilplatte mit einer Verdrehsicherung auszustatten, wobei insbesondere eine formschlüssige Verdrehsicherung mittels einer Ausformung an der Kraftverteilplatte, welche in eine Ausnehmung des elastischen Verbindungsteils eingreift vorteilhaft ist. Dies gewährleistet, dass die Kraftverteilplatte sicher in der vorgesehenen Gebrauchslage eingebaut wird und sich auch beim Anziehen der Schraubverbindung nicht verdrehen kann, was die Funktion der Kraftverteilplatte stark einschränken würde.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Es zeigen beispielhaft:

Fig.l Befestigungseinrichtung Seitenansicht.

Fig.2 Befestigungseinrichtung Schrägansicht.

Fig.3 Befestigungseinrichtung Schrägansicht von unten.

Ausführung der Erfindung

Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch eine

Befestigungseinrichtung in einer Seitenansicht. Es ist ein Schnitt durch einen Wagenkasten 1 eines Schienenfahrzeugs im Bereich der Befestigung eines Geräteträgers dargestellt. Der Wagenkasten 1 ist dabei aus Strangpreß-Leichtmetallprofilen aufgebaut und umfasst an seiner Unterseite eine C-Nut 2. In dieser C-Nut 2 sind zwei Nutensteine 5 eingebracht, mittels welcher ein elastischer Verbindungsteil 3 lösbar an dem Wagenkasten 1 befestigt ist. Zu dieser Befestigung ist eine Schraubverbindung, umfassend eine Schraube 11 mit

korrespondierender Mutter und eine Kraftverteilplatte 9 vorgesehen. Die Kraftverteilplatte 9 bewirkt dabei eine gleichmäßige Verteilung der Klemmkraft zwischen dem elastischen Verbindungsteil 3 und der C-Nut 2, wodurch

Spannungsspitzen verhindert werden und somit einem Versagen der C-Nut 2 vorgebeugt wird. Dabei weist der elastische

Verbindungsteil 3 zwei Bohrungen 4 für die

Nutensteinbefestigung auf. Die Kraftverteilplatte 9 ist zwecks Verdrehsicherung mit einer Ausformung ausgestattet, welche in einen Schlitz 13 für eine Verdrehsicherung des elastischen Verbindungsteils 3 eingreift. Der elastische Verbindungsteil 3 ist aus im Wesentlichen omegaförmig

gebogenem Stahlblech gefertigt und weist zwei zueinander gegensinnig S-förmig ausgeformte Abschnitte auf. Der

Wagenkasten 1 ist im Bereich zwischen den Befestigungsstellen an der C-Nut 2 mittels einer Fräsung 12 ausgenommen, wodurch der elastische Verbindungsteil 3 näher an den Wagenkasten 1 an den Boden des Wagenkastens 1 heranragen kann. Mittig des elastischen Befestigungsteils 3 ist eine Bohrung 6 für die Geräteträgerbefestigung vorgesehen, durch welche eine

Schraube 7 geführt und mit einer Hülse 10 gegen Verdrehung gesichert ist. Die Bohrung 6 ist mit nichtrundem Querschnitt als Langloch ausgeführt, dabei stellt eine Ausformung der

Hülse 10 einen Formschluß mit dem elastischen Verbindungsteil 3 her und sichert somit die Schraube 7 gegen Verdrehung. Der elastische Befestigungsteil 3 ist mit Ausnehmungen 8

ausgestattet, welche die Federkonstanten beeinflussen.

Fig .2 zeigt beispielhaft und schematisch eine

Befestigungseinrichtung in einer Schrägansicht. Es ist die Befestigungseinrichtung aus Fig.l dargestellt, wobei in dieser Ansicht der Aufbau des den Boden des Wagenkastens 1 bildenden Hohlkammerprofils besonders verdeutlicht ist. Die C-Nut 2 ist einstückig mit dem Wagenkasten 1 hergestellt und im Bereich der Fräsung 12 unterbrochen. In dieser Ansicht sind die Ausnehmungen 8 des elastischen Befestigungsteils 3 besonders gut sichtbar.

Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch eine

Befestigungseinrichtung in einer Schrägansicht von unten. Es ist die Befestigungseinrichtung aus den Fig. 1 und 2 in einer Schrägansicht gezeigt, wobei insbesondere die Asymmetrie der Schraube 11 für den Nutenstein in Bezug auf die

Kraftverteilplatte 9 ersichtlich ist. Die Bohrung in der Kraftverteilplatte 9 für die Schraube 11 ist näher zu der der Mitte des elastischen Befestigungsteils 3 zugewandten Kante ausgeführt .

Liste der Bezeichnungen

1 Wagenkasten

2 C-Nut

3 Elastischer Verbindungsteil

4 Bohrung für Nutensteinbefestigung

5 Nutenstein

6 Bohrung für Geräteträgerbefestigung

7 Schraube für Geräteträger

8 Ausnehmung

9 Kraftverteilplatte

10 Hülse

11 Schraube für Nutenstein

12 Fräsung

13 Schlitz für Verdrehsicherung