EP1880914A1

EP1880914A1 - Fußbodenaufbau eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges

Info

Publication number: EP1880914A1
Application number: EP07110681A
Authority: EP
Inventors: Gerhard Schmidt
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2007-06-20
Publication date: 2008-01-23
Also published as: DE102006032333B4; DE102006032333A1

Abstract

Ein Fußbodenaufbau eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, hat mindestens einen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden biegesteifen Balken (3), an dem Sitzfüße (4) von Fahrgastsitzen befestigt sind. Zwischen dem Längsbalken (3) und einem zum Fahrzeugrohbau gehörenden Fußbodenträger (1) ist ein zur Entkopplung von insbesondere akustischen Schwingungen geeignetes elastisches Material (5) angeordnet, das mit dem Längsbalken (3) eine vormontierte Einheit bildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fußbodenaufbau eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, mit mindestens einem in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden biegesteifen Balken, an dem Sitzfüße von Fahrgastsitzen befestigt sind.
Eine wesentliche Quelle des Schalls im Innenraum von Schienenfahrzeugen sind die unter ihrem Fahrzeugboden befindlichen Schallquellen wie Fahrwerke und Antriebskomponenten. Zur Begrenzung des Schallpegels im Innenraum wird daher eine Entkopplung der Körperschallanregung des zum Fahrzeugrohbau gehörenden Bodens von einer begehbaren Fußbodenplatte angestrebt, und zwar nach dem aus der Gebäudetechnik bekannten Prinzip des schwimmenden Fußbodens. Bei der Anwendung dieses Prinzips in Fahrzeugen ergibt sich jedoch das Problem, dass eine alleinige lose Verlegung der Fußbodenplatte auf dämmendem Material nicht zur Übertragung der im Betrieb auftretenden hohen horizontalen Massenkräfte ausreicht. Ein weiteres Problem in Fahrzeugen sind die lokal sehr hohen Beanspruchungen der Fußbodenplatte durch die Einleitung von Kräften und Momenten durch auf dem Boden montierte Sitzfüße von Fahrgastsitzen.
Aus diesen Gründen ist eine elastische Lagerung der Fußbodenplatte mit Hilfe von Gummielementen bei Schienenfahrzeugen gängige Praxis. Die Gummielemente können die betrieblichen und außergewöhnlichen Lasten gut aufnehmen, verhalten sich allerdings bei höheren Frequenzen relativ steif, womit der schalldämmende Effekt begrenzt ist.
Im akustischen Bereich wesentlich effektiver sind dagegen Elastomerschäume, die jedoch eine wesentlich geringere mechanische Festigkeit haben und daher in großen Flächen, meist streifenförmig, eingebaut werden. Über die großen Flächen kann das Problem der lokalen Lasteinleitungen jedoch nicht gelöst werden. Eine Möglichkeit, dies zu berücksichtigen, ist die Aufnahme außergewöhnlicher Lasten über zusätzliche, allseitig wirksame mechanische Anschläge. Um Verschiebungen und Verformungen, insbesondere auch unter Einleitung von Biegemomenten durch Sitzfüße, zu begrenzen, muss das Spiel dieser Anschläge eng gewählt werden. Das erfordert enge Toleranzen bei der Montage bzw. bei der Einstellung. Praktische Erfahrungen haben gezeigt, dass trotz hohem Aufwand ein Teil der Anschläge bereits im normalen Betrieb anliegt und so Körperschallbrücken erzeugt.
Für die lokale Einleitung von großen Kräften und Momenten ist aus der Luftfahrt eine Lösung bekannt, bei der die Sitzfüße direkt in längs verlaufenden Schienen montiert sind, die sich auf Querspanten abstützen. Diese Schienen sind als biegesteife Balken dimensioniert, so dass sie allein alle Lasten zwischen den Spanten aufnehmen können. Die Fußbodenplatte selbst wird neben ihrer Eigenmasse nur vertikal durch Passagiere und Gepäck belastet und kann damit sehr leicht ausgeführt werden. Zudem sind die Schienen üblicherweise mit einem formschlüssigen Befestigungssystem ausgerüstet, das eine flexible Anordnung der Sitzreihen in kurzer Zeit erlaubt. Eine akustische Entkopplung der Fußbodenplatte ist bei Flugzeugen aufgrund der geringeren Anforderungen und anderen Schallausbreitungsmechanismen nicht üblich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Fußbodenaufbau der gattungsgemäßen Art im Sinne hoher Schalldämmung und mechanischer Belastbarkeit auszubilden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen dem Längsbalken und einem zum Fahrzeugrohbau gehörenden Fußbodenträger ein zur Entkopplung von insbesondere akustischen Schwingungen geeignetes elastisches Material angeordnet ist, das mit dem Längsbalken eine vormontierte Einheit bildet. Durch die Erfindung ist vorteilhaft das Problem der geringen mechanischen Belastbarkeit von zur Körperschallentkopplung geeigneter Materialien, wie Elastomerschäumen, durch ihre Einbindung in eine vormontierte Einheit vermieden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben, die in der Zeichnung jeweils prinzipartig dargestellt ist. Es zeigen

Fig. 1: einen Teilbereich eines Fußbodenaufbaus eines Schienenfahrzeuges in einem Schnitt quer zur Fahrzeuglängsachse,
Fig. 2: eine abgewandelte Ausbildung des Fußbodenaufbaus in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung.

Der Fußbodenaufbau beinhaltet einen zum Fahrzeugrohbau gehörenden Fußbodenträger 1, einen in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden biegesteifen Balken 3, der hier als Strangpressprofil ausgeführt ist, sowie ein zur Entkopplung von insbesondere akustischen Schwingungen geeignetes elastisches Material 5. Der Längsbalken 3 nimmt die Lasteinleitung durch die Sitzfüße 4 von Fahrgastsitzen auf und verteilt sie der Länge nach so gleichmäßig auf das elastische Material 5, dass dessen Festigkeit (insbesondere auf Zug) nicht überschritten wird. Dazu ist erforderlich, dass die Durchbiegung des Längsbalkens 3 unter maximaler Last geringer ist als die ertragbare Verformung des elastischen Materials 5, was mit üblichen Materialien und den innerhalb von typischen Gesamthöhen des Fußbodenaufbaus möglichen Querschnitten leicht realisierbar ist.
Um eine Montageeinheit zu bilden, ist das elastische Material 5 sowohl oben mit dem Längsbalken 3 als auch darunter mit einem Zwischenstück 6 durch Kleben verbunden. Bei dieser Montageeinheit können die Klebevorgänge unter gut kontrollierbaren Bedingungen unabhängig von einem Einbau im Fahrzeug durchgeführt werden. Auch sind hierbei besondere Klebeverfahren möglich, wie beispielsweise warme Aushärtung. Das Zwischenstück 6 kann mit üblichen Kaltfügtechniken am Fußbodenträger 1 befestigt werden, z.B. durch Verschraubung mit Nutensteinen. Etwa nötige Einstellungen der Höhe lassen sich durch Beilagen unter dem Zwischenstück 6 realisieren. An den Befestigungselementen 7 können in einfacher Weise formschlüssig auf den Längsbalken 3 wirkende Ansatzflächen 8 angebracht sein, die parallel zu dem elastischen Material 5 eine Sicherung gegen dessen Versagen darstellen.
Durch den engen Wirkbezug zwischen den Sitzfüßen 4 und dem Längsbalken 3 ist die Fußbodenplatte 2 selbst nur gering belastet. Für Auflagepunkte der Fußbodenplatte 2 außerhalb des Bereichs der Sitzfüße 4 genügen somit einfache Auflagen auf dem elastischen Material 5 ohne weitere Versteifungen.
Somit sind für die bei Schienenfahrzeugen typische Anordnung von Quersitzen mit jeweils einer Seitenwand- und einer Bodenanbindung beiderseits eines Mittelgangs zwei Längsbalken 3 und zwei zusätzliche Auflagen nahe der Seitenwand erforderlich.
Besonders vorteilhaft erweist sich die Erfindung in Verbindung mit der vollständigen Montage der Längsbalken 3 auf dem Fußbodenträger 1 vor dem Einbau der Fußbodenplatte 2. Die Montageinheit aus Längsbalken 3, elastischem Material 5 und ggf. Zwischenstück 6 bleib damit so kompakt, dass sie sich als über die gesamte Bodenlänge durchlaufendes Teil in das Fahrzeug einbringen lässt. Die Zugänglichkeit für die Montage am Fußbodenträger 1 sowie für möglicherweise nötige Nivellierarbeiten bleibt optimal erhalten.
Auf die erfindungsgemäß als Montageeinheit eingebrachten, elastisch gelagerten Längsbalken 2 lassen sich wiederum die aus dem Stand der Technik der Luftfahrt bekannten Konstruktionsprinzipien übertragen.
Die Fußbodenplatte 2 kann in Fahrzeugquerrichtung gesehen aus mehreren Plattenteilen bestehen, deren Randbereiche auf dem Längsbalken 3 aufliegen. Durch diesen in Fahrzeugquerrichtung geteilten Aufbau der Fußbodenplatte 2 ist der Längsbalken 3 an der Stoßstelle der Plattenteile von oben zugänglich freilegbar, so dass die Sitzfüße 4 unmittelbar am Längsbalken 3 befestigt werden können. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist es dadurch möglich, an der gewünschten Position der Sitzfüße 4 Bohrungen mit Gewinde 10 in den Längsbalken 2 einzubringen. Hierbei ist auch ein über die gesamte Breite des Fußbodens durchgehender Bodenbelag 11 realisierbar. Mit einem aus Fig. 2 ersichtlichen durchlaufenden Schlitz im Bodenbelag 11 kann ein System 9 zur Befestigung der Sitzfüße 4 in variablen Längspositionen integriert werden, beispielsweise in Gestalt einer reibschlüssigen C-Schiene oder mit einem Raster aus definierten, formschlüssigen Befestigungspunkten.

Claims

Fußbodenaufbau eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, mit mindestens einem in Fahrzeuglängsrichtung verlaufenden biegesteifen Balken (3), an dem Sitzfüße (4) von Fahrgastsitzen befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Längsbalken (3) und einem zum Fahrzeugrohbau gehörenden Fußbodenträger (1) ein zur Entkopplung von insbesondere akustischen Schwingungen geeignetes elastisches Material (5) angeordnet ist, das mit dem Längsbalken (3) eine vormontierte Einheit bildet.
Fußbodenaufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die im normalen Betrieb durch die Fahrgastsitze (Sitzfüße 4) sowie eine begehbare Fußbodenplatte (2) auftretenden Kräfte zu wesentlichen Anteilen über das elastische Material (5) in den Fußbodenträger (1) geleitet werden.
Fußbodenaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für das Verbinden des elastischen Materials (5) mit dem Fußbodenträger (1) zumindest ein Zwischenstück (6) vorgesehen ist, das ebenfalls zu der vormontierten Einheit gehört.
Fußbodenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Längsbalken (3), dem elastischen Material (5) und gegebenenfalls dem Zwischenstück (6) bestehende vormontierte Einheit durch Verklebung zusammengefügt ist.
Fußbodenaufbau nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenstück (6) mittels kalt fügbarer Befestigungselemente (7) am Fußbodenträger (1) angebracht ist.
Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vormontierte Einheit durch Verklebung am Fußbodenträger (1) befestigt ist.
Fußbodenaufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine nach Ausschöpfung eines Freiwegs wirksame, durchgehend formschlüssige Verbindung zwischen dem Fußbodenträger (1) und dem Längsbalken (3) vorhanden ist.
Fußbodenaufbau nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgehend formschlüssige Verbindung zwischen dem Fußbodenträger (1) und dem Längsbalken (3) über Ansatzflächen (8) der Befestigungselemente (7) erzielbar ist.
Fußbodenaufbau nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Fußbodenplatte (2) in Fahrzeugquerrichtung aus mehreren Plattenteilen besteht, deren Randbereiche auf dem Längsbalken (3) aufliegen.
Fußbodenaufbau nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsbalken (3) zwischen den Randbereichen der Plattenteile (2) nach oben frei liegt und ein System (9) zur Befestigung der Sitzfüße (4) in variablen Längspositionen aufweist.
Fußbodenaufbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das längenvariable System (9) definierte, formschlüssige Befestigungspunkte aufweist.