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Kupplungsträger für eine Mittelpufferkupplung an
Untergestellrahmen von Schienenfahrzeugen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kupplungsträger für eine Mittelpufferkupplung an Untergestell- rahmen von Schienenfahrzeugen.
Bei mit solchen Kupplungen ausgestatteten Schienenfahrzeugen sind die Schäfte der Kuppelköpfe in den Endfeldern des Untergestellrahmens gelagert bzw. abgestützt. Die Erfindung bedient sich dabei jener
Bauweise, bei welcher die Lagerstelle der Mittelpufferkupplung V-förmig gegen die Anschlussbereiche der
Hauptlangträger an den Brustträger abgestützt ist.
Die bisher vielfach angewendete Versteifung des Rahmenendfeldes durch schräge Streben kann den heute im Eisenbahnbetrieb auftretenden hohen Beanspruchungen ohne gewichtsaufwendige Überbemessung der Konstruktionsteile nicht standhalten. Die Endverbindungen der schrägen Streben haben sich als nicht hinreichend winkelsteif erwiesen und auch bei Bauarten, bei welchen die Mittellangträger nicht bis an den Brustträger herangeführt sind, kann eine Biegebeanspruchung des Brustträgers durch die schrägen Streben nicht vermieden werden.
Die Erfindung bedient sich zur Lagerung der Mittelpufferkupplung eines Kupplungsträgers in Form eines in den Endfeldem des Untergestellrahmens zwischen den seitlichen Hauptlangträgem einzusetzenden Dreieckrahmens, der im Spitzenbereich die Kupplungs-Lagerstelle aufweist und dessen gleichlange Schräggurte an ihren äusseren Enden an die Hauptlangträger des Untergestellrahmens anzuschliessen sind.
Ein solcher Kupplungsträger stellt einen an sich biegungssteifen Bauteil dar, der den Brustträger vor Biegebeanspruchungen schützt und dessen Quergurt mit dem Brustträger eine gegenseitige Versteifung gegen Knickbeanspruchungen ergibt.
Der Gegenstand der Erfindung erstreckt sich nun auf eine besonders zweckmässige Gestaltung des Kupplungsträgers, wonach die Schräggurte des Dreieckrahmens einen Kastenprofilquerschnitt aufweisen und an ihren einander zugekehrten Enden an den als Rohr oder Kastenprofil ausgebildeten Tragkörper für die Mittelpufferkupplung angeschlossen sind und der Quergurt Kasten- oder U-Profilquerschnitt besitzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Kupplungsträgers weisen die je aus mehreren offenen Profilen, z. B. zwei U-Profilen zusammengesetzten Schräggurte und/oder der Quergurt zu beiden Seiten der Fahrzeuglängsachse fensterartige Durchbrechungen in der Verbindungszone zweier benachbarter Profillängskanten auf, wodurch eine Herabsetzung des Gewichtes und der Schweissnahtlänge erreicht wird.
Entsprechend einer Variante der Erfindung besteht der Quergurt des Dreieckrahmens aus zwei fluchtenden, mit ihren äusseren Stimflächen an die Hauptlangträger anzuschliessendenTeilen von Kastenprofilquerschnitt, deren einander zugekehrte Stirnflächen einen den Durchtritt des Kuppelkopfschaftes und dessen Schwenkbarkeit ermöglichenden Abstand voneinander aufweisen und die an ihren oberen und unteren Wänden durch den freien Bereich überbrückende Platten und/oder Walzprofilstücke knicksteif verbunden sind.
In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Kupplungsträgers veranschaulich. Es zeigen : Fig. l und 2 die grundsätzliche Ausführungsform in der Draufsicht bzw. in der axialen Ansicht von innen, Fig. 3 und 4 einen aus zwei durch Versteifungsprofile verbundenen Endstücken
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bestehenden Querträger des Dreieckrahmens in axialer Ansicht bzw. im Querschnitt, Fig. 5 einen mit einem Brustträger verbundenen Querträger des Dreieckrahmens im Querschnitt und Fig. 6 eine Einbaumöglichkeit des mit dem Brustträger verbundenen Kupplungsträgers, teilweise in der Draufsicht.
In Fig. 1 und 2 ist lediglich ein Endbereich des Untergestellrahmens dargestellt. Zur Aufnahme der i axialen Beanspruchungen sind zwei Hauptlangträger 1 vorgesehen, die etwa im Bereich der bisher üblichen Seitenpuffer liegen. Die äusseren Längsräder des Untergestellrahmens sind in üblicher Weise durch schwächer bemessene Langträger 2 gebildet, können aber auch durch die Hauptlangträger selbst verkörpert werden. Der zur Endverbindung der Langträger in bisher üblicher Weise verwendete Brustträger ist bei dieser Ausführungsform weggelassen worden, da für die kraftschlüssige Querverbindung der Haupt- langträger in den Endbereichen des Untergestellrahmens der nachstehend beschriebene Kupplungsträger, einsetzbar ist.
Bei dieser Konstruktion bedeutet 3 einen gehäuseartig gestalteten Tragkörper zur Aufnahme der Lagerstelle des Kuppelkopfschaftes bzw. der Zug-Druckeinrichtung der Mittelpufferkupplung.
Dieser Tragkörper 3 liegt im Untergestellrahmen so, dass seine zur Fahrzeuglängsachse parallele Längs- achse etwa mit der axialen Schwerlinie des einzusetzenden Kupplungsträgers übereinstimmt. Im gezeichneten Ausfuhrungsbeispiel ist für den Tragkörper 3 ein quadratischer Rohrquerschnitt gewählt, doch kann dieser auch durch eine Hülse von Kreisquerschnitt gebildet sein. Zu beiden Seiten des Tragkörpers 3 sind die schrägen Streben 4 V-förmig angesetzt, deren äussere Enden durch einen Querträger 5 starr verbunden sind. Es entsteht dadurch ein starrer Dreieckrahmen, der im Spitzenbereich und an den äusseren Ecken zufolge der grossen Anlageflächen und langen Schweissnähte als besonders winkelsteif zu werten ist.
Für die Streben 4 und den Querträger 5 ist ein Kastenprofil gewählt, wobei bei den Streben 4 die Seitenwände durch einen Spalt 6 der Länge nach aufgeschnitten sind. In der Mitte ist dieser Spalt durch kurze Seitenwandteile 7 unterbrochen, durch welche eine ausreichende Verwindungssteifigkeit gewährleistet wird. Auch die Seitenwände des Querträgers 5 weisen eine Durchbrechung 8 auf, die den Durchtritt und den erforderlichen Schwenkbereich des Kuppelkopfschaftes gewährleistet. Zur Sicherung der erforderlichen Knickfestigkeit kann der Querträger 5 an seiner Ober- und Unterseite im mittleren Bereich noch durch Blechstreifen 9 verstärkt sein.
Da, wie aus dem Ausführungsbeispiel ersichtlich, die äusseren Enden der schrägen Streben 4 wenigstens teilweise in die Endbereiche des Querträgers eindringen, so ergibt sich damit die Möglichkeit, eine winkelsteife starre Verbindung durch besonders lange Schweissnähte zu erhalten. Bei Aneinanderliegen von Flächenteilen lässt sich die Eckverbindung durch Punktschweissung noch verstärken. An den Seitenecken des Dreieckrahmens sind zu den Hauptlangträgem parallele Anschlussflächen 10 vorgesehen, mit welchen der Dreieckrahmen an den Hauptlangträgern 1 anliegt und mit letzteren verschweisst ist.
Falls auf den bisher üblicnen Brustträger verzichtet wird, können an der Stirnseite angesetzte Platten 11 oder Profilstücke zur starren Querverbindung der äusseren Langträger 2 mit den Hauptlangträgem 1 verwendet werden, wobei zur Versteifung dieser Verbindung zwischen den genannten Langträgem in üblicher Weise noch Bleche 12 eingeschweisst sind.
Die von der Kupplung in die Lagerstelle eingeleiteten axialen Beanspruchungen werden vom Tragkörper 3 über die Streben 4 an die Enden des Querträgers 5 übertragen und von den Hauptlangträgern 1 aufgenommen. Die Teile des Dreieckrahmens sind zufolge der Funktion des Querträgers 5 völlig frei von Biegemomenten und nur auf Zug bzw. auf Knickung beansprucht. Daraus ergibt sich in weiterer Folge, dass auch die Langträger nur Zugkräfte bzw. Knickbeanspruchungen aufzunehmen haben.
Durch die Übertragung der Kräfte vom Dreieckrahmen auf die Langträger kann auch an letzteren kein Biegemoment wirksam werden. Für die Bildung der Kastenprofile lässt der erfindungsgemässe Kupplungsträger völlige Freiheit. Diese Profile können beispielsweise an der Ober- und Unterseite durch aus Flachmaterial gepresste U-Profile zusammengesetzt werden, die durch Seitenwände miteinander verbunden sind. Der Kastenquerschnitt kann sich ferner auch aus zwei Winkelprofilen ergeben. Weiterhin kann der Kastenquerschnitt auch durch zwei U-Profile mit besonders breiten Flanschen oder durch ein einziges U-Profil hergestellt werden, dessen Flanschränder durch eine Blechplatte miteinander verbunden sind.
Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform des den Basisteil des Dreieckrahmens bildenden Querträgers, der nur aus den beiden Endstücken 13 besteht. Jedes dieser Endstücke ist mit einer schrägen Strebe 4 etwa in der aus Fig. 1 ersichtlichen Art starr verbunden. Der freibleibende mittlere Bereich 8 zwischen den beiden Endstücken 13. ist durch an der Ober- und Unterseite derselben angeschweisste Profilstücke bzw. Schienen 14 überbrückt. Diese Schienen sind so bemessen, dass sie eine ausreichend knicksteife Verbindung der beiden Endstücke ergeben.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen des Dreieckrahmens kann dieser selbstverständlich auch
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mit dem bisher üblichen Brustträger verbunden werden, wodurch sich naturgemäss eine weitere Erhöhung der Knickfestigkeit ergibt. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Brustträger 15 mit den Flanschrändern eines U-Querschnitt aufweisenden Querträgers 16 des Dreieckrahmens durch Schweissung starr verbunden ist, wodurch das Profil des Querträgers zu einem Kastenprofil ergänzt wird. Auch bei dieser Ausführungsform ist es möglich, wenigstens den Querträger 16 in zwei Endstücke zu unterteilen, die durch Versteifungsprofile miteinander verbunden sind.
Endlich zeigt Fig. 6 den Einbau des Kupplungsträgers in einem Untergestellrahmen, dessen Lang- träger 1,2 in üblicher Weise an den Enden durch den Brustträger 15 verbunden sind, wobei der Drei- eckrahmen von der Stimkante der Hauptlangträger nach innen zurückversetzt ist. Der Querträger 5 liegt dabei in geringem Abstand vom Brustträger 15, mit dem er an mehreren Stellen durch Stege 17 verbunden ist. Dadurch ist eine gegenseitige Versteifung der beiden Träger bewirkt.
Die vorstehend beschriebene erfindungsgemässe Konstruktion gestattet es, den Dreieckrahmen als vorgefertigte Einheit in der Werkstätte zusammenzubauen und auf Lager zu legen. Dieser Dreieckrahmen kann mit gleichen Vorteilen beim Umbau bereits im Betrieb stehender Waggons wie auch beim Neubau verwendet werden. Durch diese allen statischen Anforderungen genügende Gestaltung des Kupplungsträgers wird eine beachtliche Einsparung an Gewicht, an Abfallmaterial wie auch an Arbeitszeit erreicht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kupplungsträger für eine Mittelpufferkupplung an Untergestellrahmen von Schienenfahrzeugen in Form eines in den Endfeldem des Untergestellrahmens zwischen den seitlichen Hauptlangträgem einzusetzenden Dreieckrahmens, der im Spitzenbereich die Kupplungs-Lagerstelle aufweist und dessen gleich lange Schräggurte an ihren äusseren Enden an die Hauptlangträger des Untergestellrahmens anzuschliessen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Schräggurte (4) des Dreieckrahmens einen Kastenprofilquerschnitt aufweisen und an ihren einander zugekehrten Enden an den als Rohr oder Kastenprofil aus- gebildeten Tragkörper (3) für die Mittelpufferkupplung angeschlossen sind und dass der Quergurt (5) Kastenoder U-Profilquerschnitt besitzt.