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Die vorliegende Erfindung betrifft multifunktionale Befestigungsprofile zur Montage einer Baugruppe im Unterbodenbereich eines Schienenfahrzeuges.
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Im modernen Schienenfahrzeugbau muss eine Vielzahl unterschiedlichste Baugruppen im Unterbodenbereich des Schienenfahrzeugs montiert werden. Beispiele für solche im Unterbodenbereich von Schienenfahrzeugen montierten Baugruppen sind Elemente der Druckluft- oder Bremsanlage, des Antriebes, der Fahrzeugkastenstrukturverstärkung, der Frisch- und Abwassertanks, Elemente der Heizungsanlage, oder auch betriebstechnische elektrische Einrichtungen. Naturgemäß verfügen diese unterschiedlichen Baugruppen über unterschiedliche geometrische Ausformungen und Ausgestaltungen. Dies führt dazu, dass diese Baugruppen bisher mittels aufwendigen, individuell von der Baugruppe anhängigen Vorrichtungen befestigt und gegen ein unbeabsichtigtes Ablösen gesichert werden mussten. Das bedeutet, dass für die unterschiedlichen, im Unterbodenbereich von Schienenfahrzeugen zu befestigenden Baugruppen individuelle Profile verwendet werden, welche mit auf die Baugruppe abgestimmten Befestigungslösungen versehen sind. Bei einer Vielzahl von im Bereich des Unterbodens zu installierenden Baugruppen ergibt sich damit die Notwendigkeit, eine große Anzahl unterschiedlicher, für die jeweilige Baugruppe und den Schienenfahrzeugtyp individualisierte Montageträger anzufertigen und vorzuhalten. Hierdurch entsteht sowohl ein hoher fertigungstechnischer als auch logistischer Aufwand.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Mittel zur vereinfachten und logistisch optimierten Montage von Baugruppen im Unterbodenbereich von Schienenfahrzeugen anzugeben.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Befestigungsprofil gemäß Anspruch 1.
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Erfindungsgemäß wird somit multifunktionales Befestigungsprofil zur Montage einer Baugruppe im Unterbodenbereich eines Schienenfahrzeuges vorgeschlagen, aufweisend wenigstens eine standardisierte Befestigungslösung über welche die Baugruppe mit dem Befestigungsprofil lösbar verbunden werden kann, sowie einen ersten Verbindungsbereich, über welchen das Befestigungsprofil mit einem Längsträger im Unterbodenbereich des Schienenfahrzeuges stoffschlüssig verbunden werden kann und einen Verbindungsbereich, über welchen das Befestigungsprofil mit dem Unterboden des Schienenfahrzeuges stoffschlüssig verbunden werden kann.
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Das erfindungsgemäße Befestigungsprofil lässt sich in vorteilhafter Weise an beliebiger Stelle des Unterwagens an einem Längsträger und dem Unterboden des Schienenfahrzeuges stoffschlüssig befestigen, wobei die zu montierenden Baugruppen mittels der standardisierten Befestigungsmittel des Befestigungsprofiles an dem Schienenfahrzeug lösbar anbringbar sind. Hierdurch ist es nicht mehr notwendig, eine Vielzahl an hinsichtlich der Baugruppe und des Schienenfahrzeugtyps individualisierten Befestigungsprofilen vorzuhalten, sondern es reicht aus, lediglich ein universell verwendbaren Befestigungsprofil vorzuhalten.
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Beispiele für die in dem erfindungsgemäßen Befestigungsprofil vorsehbare standardisierte Befestigungslösungen sind Gewindebohrungen, Durchbohrungen zur Aufnahme von Befestigungsbolzen wie beispielsweise Schraubbolzen, Kauschen, Augen, Gewindestäbe, oder dergleichen. Solche Befestigungslösungen sind in bevorzugter Weise zur lösbaren Verbindung einer Baugruppe mit dem Befestigungsprofil mittels Kraftschluss geeignet. Darüber hinaus können auch Mittel zur Formschlüssigen Verbindung der Baugruppen mit dem Befestigungselement vorgesehen sein.
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Das erfindungsgemäße Befestigungsprofil weißt vorzugsweise eine relativ große Dicke auf, um zum einen eine hinreichende mechanische Stabilität auf für die Befestigung schwererer Baugruppen bereitzustellen, zum anderen um einen möglichst großen Toleranzausgleich bei der Montage der Baugruppen bieten zu können. Als relative große Dicke ist dabei eine Dicke in einem Bereich zwischen 10 und 30 mm zu verstehen.
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Die Baugruppen können mittels einer oder mehrerer der erfindungsgemäßen Befestigungsprofile, welche an jeder beliebigen Stelle eines Längsträgers stoffschlüssig, vorzugweise mittels Schweißtechniken, im Unterbodenbereich des Schienenfahrzeuges angebracht werden. Hierdurch ist eine freie Platzierbarkeit der Baugruppen im Unterbodenbereich auch im Nachhinein möglich, d.h. dass es nicht notwendig ist, schon bereits bei der Montage des Fahrgestelles an den Längsträgern Aufnahmepunkte für Baugruppen vorzusehen. Hierdurch wird die Montageflexibilität erhöht und es können auch für die Längsträger standardisierte Bauelemente genutzt werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Befestigungsprofil im Querschnitt zwei im Wesentlichen L-förmig zueinander angeordnete Schenkel auf. Im Wesentlichen L-förmig bedeutet dabei, dass der Winkel in welchem die beiden Schenkel aufeinandertreffen in einem Bereich zwischen 70° und 110° liegt.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Befestigungsprofils sind die Verbindungsbereiche an den Enden der Schenkel des Befestigungsprofils derart ausgebildet, dass ein Verbindungsbereich eine parallel zur Längsersterstreckung des Längsträgers ausgebildete Stoßfläche und eine einen Winkel zwischen 50° und 70° zur Stoßfläche ausbildende Nahtfläche aufweist und ein weiterer Verbindungsbereich eine parallel zur Ebene des Unterbodens ausgebildete Stoßfläche und eine einen Winkel zwischen 50° und 70° zur Stoßfläche ausbildende Nahtfläche aufweist. Durch eine solche Ausgestaltung des Befestigungsprofils ist es in vorteilhafter Weise möglich, das Befestigungsprofil im Bereich der Nahtflächen mit dem Längsträger und dem Unterboden stoffschlüssig zu verbinden, beispielsweise mittel Schweißen, während die Stoßflächen eine sichere Ausrichtung des Befestigungsprofils relativ zum Längsträger und zum Unterboden sicherstellen.
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Durch den in der zuvor genannten Ausgestaltung vorgesehenen Winkel der Nahtfläche relativ zum Längsträger bzw. Unterboden ist es beispielsweise möglich, das Befestigungsprofil mittels eine HV-Schweißnaht an dem Längsträger und/oder dem Unterboden zu befestigen, wobei der Winkel der Nahtfläche und die sich daraus ergebende Geometrie der Schweißnaht eine gute Ableitung der auftretenden mechanischen Kräfte in den Längsträger bzw. den Unterboden sicherstellt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zwischen den Stoßflächen und den Nahtflächen jeweils eine Nut ausgebildet ist. Hierdurch wird eine optimierte Ausbildung der Schweißnahtwurzel erreicht.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Stoßflächen versetzt zur jeweiligen Längsachse der Schenkel angeordnet. Die zur Längsachse der Schenkel versetzte Anordnung der Stoßflächen erlaubt eine verbesserte Zugänglichkeit zur Nahtfläche und optimiert darüber hinaus die Krafteinleitung vom Befestigungsprofil insbesondere in vertikaler Richtung in den Längsträger.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfasst die wenigstens eine standardisierte Befestigungslösung eine Bohrung, ein Gewinde oder eine Verschraubungsmöglichkeit. Das Vorsehen solcher standardisierter Befestigungslösungen erlaubt die universelle Anwendbarkeit des Profils für eine Vielzahl unterschiedlicher Baugruppen. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass das Befestigungsprofil mehrere unterschiedliche Befestigungslösungen vorsieht, wodurch sich die Flexibilität und die Einsatzmöglichkeiten des Befestigungsprofils weiter erhöhen. Dies reduziert abermals den logistischen Aufwand und optimiert so den Fertigungsprozess. Vorzugsweise sind die im Befestigungsprofil vorgesehenen Befestigungslösungen dabei derart ausgewählt, dass mit einem universell einsetzbaren Profil alle im Unterbodenbereich eines Schienenfahrzeugs vorzusehenden Baugruppen montiert bzw. befestigt werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Befestigungsprofils ist dieses an dem Längsträger mittels einer Schweißnaht und an dem Unterboden mittels einer Schweißnaht oder wenigstens eines Schweißpunktes befestigbar.
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In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Befestigungsprofil als Strangpressprofil ausgebildet. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine einfache Herstellung der Befestigungsprofile in großer Stückzahl. Hierzu wird ein dem Querschnitt des Befestigungsprofiles entsprechender Profilstrang gepresst, welcher dann in geeignete Teilstücke aufgeteilt wird, beispielsweise mittels Säge, Wasserstrahlschneiten, Plasmaschneiden oder dergleichen. Die Herstellung des Befestigungsprofils als Strangpressprofil führt dabei auch zu einer optimierten Gefügestruktur des Werkstoffes, aus welchem das Befestigungsprofil gefertigt ist, wodurch insbesondere das Auftreten von Spannungsrissen durch das Anschweißen des Profils an den Längsträger und/oder den Unterboden vermieden werden kann.
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Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn das Befestigungsprofil aus einem Aluminiumwerkstoff, wie beispielsweise einer Aluminiumlegierung besteht. Beispiele für geeignete Aluminiumlegierungen sind dabei die Legierungen nach der EN 13981-1.
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Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines wie zuvor beschriebenen Befestigungsprofils zur Unterbodenmontage einer Baugruppe in einem Schienenfahrzeug.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren weiter erläutert.
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1 zeigt die Montageposition einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Befestigungsprofils im Unterbodenbereich eines Schienenfahrzeuges;
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2 zeigt eine Querschnittansicht eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Befestigungsprofils;
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3 zeigt eine Detailansicht des Verbindungsbereiches einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Befestigungsprofils;
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4 zeigt eine Detailansicht der standardisierten Befestigungsmittel in einer Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Befestigungsprofils.
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1 zeigt die Montageposition einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Befestigungsprofils 100, 101 im Unterbodenbereich eines Schienenfahrzeuges 900. Das multifunktionale Befestigungsprofil 100, 101 dient dabei zur Befestigung einer Baugruppe, wie beispielsweise einem Element der Druckluf- oder Bremsanlage, des Antriebes, der Fahrzeugkastenstrukturverstärkung, des Frisch- und Abwassertanks, einem Element der Heizungsanlage, oder auch einer betriebstechnische elektrische Einrichtung im Unterbodenbereich des Schienenfahrzeuges 900. Das Befestigungsprofil 100, 101 weist wenigstens eine standardisierte Befestigungslösung 110, 111 auf, über welche die Baugruppe mit dem Befestigungsprofil 100 lösbar verbunden werden kann. Beispiele für solche standarisierte Befestigungslösungen sind Gewindebohrungen, Durchbohrungen zur Aufnahme von Befestigungsbolzen wie beispielsweise Schraubbolzen, Kauschen, Augen, Gewindestäbe, oder auch Mittel zur formschlüssigen Verbindung der Baugruppe mit dem Befestigungsprofil. Desweiteren weist das Befestigungsprofil 100, 101 einen ersten Verbindungsbereich 130 auf, über welchen das Befestigungsprofil 100, 101 mit einem Längsträger 920 im Unterbodenbereich des Schienenfahrzeuges 900 stoffschlüssig verbunden werden kann. Über einen weiteren Verbindungsbereich 140 kann Befestigungsprofil 100, 101 mit dem Unterboden 930 des Schienenfahrzeuges 900 stoffschlüssig verbunden werden. Eine stoffschlüssige Verbindung erfolgt dabei vorzugsweise mittels Schweißen.
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2 zeigt eine Querschnittansicht eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Befestigungsprofils 100. Das Befestigungsprofil 100 weist einen L-förmigen Querschnitt mit einem längeren Schenkel 144 und eine kürzeren Schenkel 134 auf. Am Ende der Schenkel 134, 144 befinden sich Verbindungsbereiche 130, 140. Das Befestigungsprofil 100 ist über den Verbindungsbereich 140 mit einem Längsträger 920 im Unterbodenbereich des Schienenfahrzeuges verschweißt. Über einen zweiten Verbindungsbereich 130 ist das Befestigungsprofil 100 mit dem Unterboden 930 des Schienenfahrzeuges verschweißt. Der Verbindungsbereich 130 ist an den Enden des Schenkels 134 des Befestigungsprofils 100 derart ausgebildet, dass der Verbindungsbereich 130 eine parallel zur Längsersterstreckung des Längsträgers 920 ausgebildete Stoßfläche 131 und eine einen Winkel zwischen 50° und 70° zur Stoßfläche 131 ausbildende Nahtfläche 132 aufweist. Der Verbindungsbereiche 140 ist an dem Enden des Schenkels 144 des Befestigungsprofils 100 derart ausgebildet, dass dieser eine parallel zur Ebene des Unterbodens ausgebildete Stoßfläche 141 und eine einen Winkel zwischen 50° und 70° zur Stoßfläche 141 ausbildende Nahtfläche 142 aufweist. Dabei sind die Nahtflächen 131, 141 derart ausgebildet, dass sich das Befestigungsprofil vorzugsweise mittels einer HV-Schweißnaht an dem Längsträger 920 und mittels eines HV-Schweißpunktes oder einer HV-Schweißnaht an dem Unterboden 930 befestigt werden kann. Die Stoßflächen 131, 141 sind versetzt zur jeweiligen Längsachse der Schenkel 134, 144 angeordnet, wodurch eine verbesserte Zugänglichkeit zu den Nahtflächen 131, 141 und eine verbesserte Kraftausleitung aus dem Befestigungsprofil 100 in den Längsträger 920 erzielt wird.
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3 zeigt eine Detailansicht eines Verbindungsbereiches 130 des Schenkels 134 einer bevorzugten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Befestigungsprofils 100. Die Verbindungsbereiche der beiden Schenkel des Befestigungsprofils sind hinsichtlich ihres Profils bevorzugt identisch ausgebildet. Zwischen der Stoßfläche 131 und den Nahtfläche 132 ist eine Nut 133 ausgebildet. Hierdurch wird eine optimierte Ausbildung der Schweißnahtwurzel bzw. einer HV-Schweißnaht erreicht. Das Befestigungsprofil wird durch setzten eines Schweißpunktes oder einer Scheißnaht im Bereich der Nahtfläche 132 mit dem Unterboden 930 verbunden.
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4 zeigt eine Detailansicht der standardisierten Befestigungsmittel 110, 111 in einer Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Befestigungsprofils 100. Beispielhaft gezeigt ist dabei als standarisierte Befestigungslösung eine Gewindebohrungen 111 und eine Durchbohrung 110. In die Gewindebohrung 111 lassen sich Schrauben zur lösbaren Befestigung von Baugruppen einschrauben. Dabei ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Befestigungsprofil 100 eine Mehrzahl von Befestigungslösungen 110, 111 an verschiedenen Stellen des Profils aufweist, um ein möglichst großes Anwendungsspektrum der Befestigungsprofile zu erhalten. Die Durchbohrung 110 eignet sich zur Aufnahme von Befestigungsbolzen wie beispielsweise Schraubbolzen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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