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Die Erfindung betrifft ein Untergestell für ein Schienenfahrzeug mit zumindest zwei im Wesent- lichen über die gesamte Breite des Schienenfahrzeuges verlaufenden Hauptquerträgern, an denen Fussbodenprofile befestigt sind, die sich im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Schienen- fahrzeuges erstrecken, wobei die Hauptquerträger je einen Untergurt und zumindest einen Ober- gurt sowie dazwischen verlaufende Stege aufweisen
Die bei dem Betrieb eines Schienenfahrzeuges auftretenden, durch die Beladung verursachten Biegebelastungen im Fussbodenbereich werden in erster Linie von den Hauptquertragern aufge- nommen bzw weitergeleitet.
Eine häufig verwendete Ausführungsform eines Schienenfahrzeuges weist zwei Drehgestelle auf, je eines in den längsseitigen Endbereichen des Fahrzeuges, wobei über jedem Drehgestell ein Hauptquerträger vorgesehen ist, um die Wagenlast in das jeweilige Drehgestell einzuleiten. Aus diesem Grund ist es notwendig, dass die Hauptquerträger eine ent- sprechend hohe Biegesteifigkeit aufweisen. Zur Erhöhung der Biegesteifigkeit kann man die Profil- höhe der Hauptquerträger vergrössern, die im wesentlichen die gesamte Bauhöhe zwischen den Oberkanten der Drehgestelle und dem Fussbodenniveau des Fahrzeuges umfassen soll, um die maximale Steifigkeit zu erreichen. Neben den Hauptquerträgern sind zur Abstützung des Fussbo- dens weitere Querträger möglich.
Es sind zwei Anordnungen der Hauptquerträger in Bezug auf die Fussbodenprofile bekannt.
Eine dieser Anordnungen findet bei einem grossen Abstand zwischen den Oberkanten der Drehge- stelle und dem Fussbodenniveau des Schienenfahrzeuges Verwendung und weist über jedem Drehgestell einen Hauptquerträger auf, der unterhalb der Fussbodenprofile angeordnet ist, wobei die Fussbodenprofile auf einem oder mehreren Obergurten der Hauptquerträger aufliegen, im wesentlichen über die gesamte Länge des Schienenfahrzeuges verlaufen und in Längsrichtung keine Unterbrechungen aufweisen. Im folgenden werden Fussbodenprofile, die im wesentlichen die gesamte Länge des Schienenfahrzeuges ohne Unterbrechungen in Längsrichtung überspannen, als durchlaufende Fussbodenprofile bezeichnet.
Die andere Ausführungsform kommt dann zur Anwendung, wenn der Abstand zwischen der Oberkante der Drehgestelle und dem Fussbodenniveau des Schienenfahrzeuges zu klein ist, um Hauptquerträgern mit der erforderlichen Profilhöhe Platz zu bieten. Dabei sind die Fussbodenprofile bei den Hauptquerträgern abgeschnitten und mit Längsseiten der Obergurte und seitlichen Ab- schnitten im oberen Bereich der Stege verschweisst. Die Obergurte der Hauptquerträger ersetzen in dem so entstehenden Bereich zwischen den abgeschnittenen Fussbodenprofilen die Oberseiten der Fussbodenprofile, die üblicherweise den Fussboden bilden. Diese Massnahme dient dazu, dass auch bei einem kleinen Abstand zwischen den Oberkanten der Drehgestelle und dem Fussbodenniveau des Schienenfahrzeuges die Hauptquerträger ein genügend hohes Profil aufweisen.
Ein Vorteil durchlaufender Fussbodenprofile besteht darin, dass sich mit ihnen die Fertigung des Fussbodens vollautomatisch durchführen lässt. Durch durchlaufende Fussbodenprofile entsteht im Gegensatz zu nicht durchlaufenden eine wesentliche Verbesserung für das Verschweissen der Fussbodenprofile mit den Langträgern, und da sowohl die Fussbodenprofile als auch die beiden Langträger über die Wagenlänge durchlaufen, können diese maschinell verschweisst werden. Wird hingegen der Hauptquerträger in den Fussboden eingesetzt, dann ist an der Unterseite des Fussbo- dens die Längsschweissnaht nur abschnittsweise maschinell herstellbar ; Bereich der Hauptquer- träger muss händisch geschweisst werden, wodurch sich die Produktionskosten wesentlich erhö- hen.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung durchlaufender Fussbodenprofile besteht darin, dass man durch die vollautomatische Fertigung auch einen sehr ebenen Fussboden erhält.
Weiters werden bei durchlaufenden Fussbodenprofilen die Biegekräfte verringert, die auf die Hauptquerträger wirken, da ein Teil der auftretenden Belastungen von den Fussbodenprofilen aufgenommen wird. Bei nicht durchlaufenden Fussbodenprofilen treten daher höhere Belastungen der Hauptquerträger auf als bei der oben erwähnten Anordnung mit durchlaufenden Fussbodenpro- filen. Somit ist die Verwendung von durchlaufenden Fussbodenprofilen bei Schienenfahrzeugen sowohl aus technischen als auch aus wirtschaftlichen Gründen vorteilhaft.
Bei Schienenfahrzeugen, die einen sehr geringen Abstand zwischen der Drehgestelloberkante und dem Fussbodenniveau aufweisen sollen, wie es insbesondere bei U-Bahnen der Fall ist, stellt das Anbringen von durchlaufenden Fussbodenprofilen bei gleichzeitiger Verwirklichung der nötigen Biegesteifigkeit der Hauptquerträger ein ungelöstes technisches Problem dar.
Die DE 40 05 287 A1 beschreibt einen fischbauchartigen Mittellangträger eines Güterwagens,
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der einen Obergurt aufweist, der in der Fussbodenebene liegt.
Die US 753 938 A beschreibt einen Rahmen für einen Eisenbahnwaggon, bei dem zueinander parallel verlaufende Längsträger vorgesehen sind, von denen zwei als Mittellängsträger und zwei als Seitenlängsträger ausgebildet sind, die mittels Querträgern und Polster-Elementen verbunden sind. Zwischen einem Seiten- und einem diesem zugeordneten Mittellängsträger ist je ein Polster- Element angeordnet. Ein weiteres Polster-Element ist zwischen den beiden Mittellängsträgern angeordnet, wobei die Oberseiten der Polster-Elemente, der Querträger und der Längsträger in einer Ebene liegen. Zwischen den Seitenlängsträgern und den zugeordneten Mittellängsträgern sowie zwischen den Mittellängsträgern sind Bodenplatten vorgesehen. In dem Bereich über einem Polster-Element, in dem diese Bodenplatten aneinandergrenzen sind Deckplatten angeordnet.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, auch bei einem sehr geringen Abstand zwischen der Ober- kante des Drehgestells und dem Fussbodenniveau des Schienenfahrzeuges die Anordnung durch- laufender Fussbodenprofile zu ermöglichen, wobei die Hauptquerträger die erforderliche Biegestei- figkeit aufweisen sollen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Stege von dem Untergurt des jeweiligen Hauptquerträgers zumindest teilweise bis zur Unterseite der Fussbodenprofile ausgeführt und mit diesen verbunden sind, wobei der zumindest eine Obergurt des jeweiligen Hauptquerträ- gers mit den Fussbodenprofilen an deren Oberseite verbunden ist.
Durch die Anordnung eines oder mehrerer Obergurte eines Hauptquerträgers über den Fussbo- denprofilen und der Stege und des Untergurtes unter den Fussbodenprofilen erreicht man, dass ein Teilabschnitt der Fussbodenprofile im Bereich des entsprechenden Hauptquerträgers liegt, wodurch dessen Profilhöhe vergrössert und die geforderte Biegesteifigkeit erreicht wird, ohne die Fussboden- profile bei dem Hauptquerträger abzuschneiden.
Um die Stege mit der Unterseite der Fussbodenprofile zu verbinden, besteht eine günstige Aus- führungsform darin, dass die Stege mit der Unterseite der Fussbodenprofile verschweisst sind.
Ein Verschweissen der Stege mit der Unterseite der Fussbodenprofile wird dadurch erleichtert, dass die Stege an ihren Berührungsflächen mit der Unterseite der Fussbodenprofile eine Verbreite- rung aufweisen.
Eine vorteilhafte Ausführungsform, um einen oder mehrere Obergurte mit den Fussbodenpro- filen zu verbinden, besteht darin, dass der zumindest eine Obergurt mit der Oberseite der Fussbo- denprofile verschweisst ist.
Um eine bessere Verbindung mit der Oberseite der Fussbodenprofile herzustellen, besteht eine vorteilhafte Ausführung darin, dass ein Hauptquerträger zwei Obergurte aufweist, die in einem vorgegebenen Abstand voneinander mit der Oberseite der Fussbodenprofile verschweisst sind.
Durch diese Massnahme wird das Verhältnis von Gurtfläche zu Schweissnahtfläche im Vergleich zu einem durchlaufenden Obergurt mit gleicher Fläche erniedrigt und dadurch der Kraftschluss mit den Fussbodenprofilen erheblich verbessert.
Da bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Luftfeder, deren Durchmesser im Wesentli- chen der Breite des Hauptquerträgers entspricht, unter dem Untergurt des Hauptquerträgers vorge- sehen ist, wobei es durch den Luftdruck in der Feder zu einer Biegebelastung des Untergurtes kommt, ist in einer günstigen Ausführungsform, um die Plattensteifigkeit des Untergurtes örtlich zu erhöhen, ein Steg unter dem zwischen den Obergurten liegenden Bereich vorgesehen.
Eine günstige Ausführungsform der Fussbodenprofile um die Biegesteifigkeit im Bereich des Hauptquerträgers weiter zu erhöhen besteht darin, dass die Fussbodenprofile einen dreieckigen Querschnitt aufweisen.
Ein geringes Gewicht des Hauptquerträgers wird dadurch erreicht, dass das Material des Hauptquerträgers Aluminium ist.
Ein geringes Gewicht des Fussbodens lässt sich dadurch erreichen, dass das Material der Fuss- bodenprofile Aluminium ist.
Eine kostengünstige, weil leicht herzustellende Ausführungsform besteht darin, dass die Stege und der Untergurt aus einem Stück gefertigt sind.
Eine andere kostengünstige Ausführungsform des Hauptquerträgers, die ein geringes Gewicht aufweist, besteht darin, dass der Hauptquerträger als Aluminiumguss ausgeführt ist.
Eine weitere Ausführungsform mit geringem Gewicht besteht darin, dass der Hauptquerträger aus Aluminium-Grossprofilen hergestellt ist.
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Die Erfindung samt weiteren Vorteilen wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der Zeichnung veranschaulicht ist. In dieser zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch den Oberteil eines Schienenfahrzeuges;
Fig. 2 schematisch einen Abschnitt des Bodens des Schienenfahrzeuges aus Fig. 1 im Bereich eines Hauptquerträgers in perspektivischer Ansicht, teilweise geschnitten, und
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie 111- 111 in Fig. 2.
Gemäss Fig. 1 sind an einem Hauptquerträger 2 eines Schienenfahrzeuges 1 Fussbodenprofile 3, deren Oberseiten 3b den Fussboden bilden können, befestigt, wie auch aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich wird. Oberhalb der Fussbodenprofile 3 sind genau zwei Obergurte 5a, 5b des Haupt- querträgers 2 angeordnet, wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, die mit der Oberseite 3b der Fussbodenprofile 3 verschweisst sind. Das Verschweissen der Obergurte 5a, 5b kann relativ mühelos durchgeführt werden, da sie einfach auf die durchlaufenden Fussbodenprofile 3 gelegt und sodann die Seitenflächen der Obergurte 5a, 5b mit der Oberseite 3b verschweisst werden. Da die Schweiss- verbindungen 13 einen im Wesentlichen geradlinigen Verlauf aufweisen kann dieser Vorgang auch von Maschinen ausgeführt werden.
Damit entfällt - im Gegensatz zu der bisher üblichen Ausfüh- rung - das zeit- und kostenintensive abschnittsweise, händische Verschweissen der Fussbodenprofi- le 3 mit den Langträgern 8.
Um die nötige Biegesteifigkeit zu erreichen weisen die Fussbodenprofile 3 diagonale Ausfa- chungen 9 auf. Unterhalb der Fussbodenprofile 3 werden Stege 6a, b, c von einem Untergurt 4 des Hauptquerträgers 2 bis zur Unterseite 3a der Fussbodenprofile 3 ausgeführt und mit der Unterseite 3a der Fussbodenprofile 3 verschweisst. Das Verschweissen der Unterseite 3a mit den Stegen 6 kann wegen der Verbreiterung 7 der Stegenden ebenfalls maschinell erfolgen.
Unter dem Hauptquerträger 2 ist ein hier nicht dargestelltes Drehgestell vorgesehen, wobei die Einleitung der Wagenlast in das Drehgestell über den Hauptquerträger 2 erfolgt.
Über ihre längsseitigen Enden sind die Hauptquerträger 2 mit Langträgern 8, die im wesentli- chen über die gesamte Länge des Schienenfahrzeuges verlaufen, zu einer tragenden Struktur verbunden, wobei die Langträger 8 eine Verbindung mit den unteren Enden von Seitenwänden 10 des Schienenfahrzeuges aufweisen, die im Wesentlichen normal zu den Obergurten der Langträ- ger 8 verlaufen. Die oberen Enden der Seitenwände 10 weisen eine Verbindung miteinander, in Form einer Überdachung 11, auf.
Die hier dargestellte Ausführungsform weist für jeden Hauptquerträger 2 zwei Obergurte 5a, b auf Durch diese Ausführungsform wird, wie schon oben beschrieben, eine besonders gute Verbm- dung zwischen den Obergurten 5a, b und den Fussbodenprofilen 3 hergestellt, da sich dadurch das Verhältnis der Fläche der Obergurte 5a, b zur Fläche der Schweissnähte 13, wie in Fig. 3 darge- stellt, gegenüber einer Variante mit nur einem sehr breiten Obergurt 5 wesentlich verbessert.
Da in der bevorzugten Ausführungsform eine in der Zeichnung nicht dargestellte Luftfeder unter dem Untergurt 4 vorgesehen ist, die einen Druck ausübt, wodurch es zu einer Biegebe- lastung des Untergurtes 4 kommt, ist zur örtlichen Erhöhung der Plattensteifigkeit im zwischen den zwei Obergurten 5a, 5b liegenden Bereich des Hauptquerträgers 2 ein weiterer Steg 6b vorgese- hen. Dieser ist mit dem Untergurt 4 verbunden, aber mit der Unterseite 2a der Fussbodenprofile 2 nicht verschweisst, da er ausschliesslich eine Stützfunktion ausübt und nur Druckkräfte aufnimmt.
Im Bereich der Fussbodenprofile 3 übertragen diagonale Ausfachungen 9 die auftretenden Be- lastungen zwischen Obergurt 5 und Untergurt 4, insbesondere Schubbeanspruchungen durch auftretende Querkräfte. Somit übernehmen im Bereich der Fussbodenprofile 3 die diagonalen Ausfachungen 9 die Funktion der Stege 6 des Hauptquerträgers 2.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, erlaubt die Erfindung auch bei einem sehr geringen Freiraum zwi- schen der Oberkante des Drehgestells und dem Fussbodenniveau des Schienenfahrzeuges die Anbringung durchlaufender Fussbodenprofile 3, da durch die Lage der Fussbodenprofile 3 im Be- reich zwischen Untergurt 4 und den Obergurten 5a, 5b des Hauptquerträgers 2 sein Profil auf die Höhe h vergrössert ist und dadurch die geforderte Biegesteifigkeit erreicht wird, ohne dass zusätzli- cher Raum unterhalb der Fussbodenprofile gefordert wird.
Die Stege 6a, 6c sind durch je eine aussenliegende Schweissnaht 14 mit der Unterseite 3a der Fussbodenprofile 3 verbunden, wobei die Stege 6a, 6b, 6c und der Untergurt 4 einfach und kosten- günstig aus einem Stück gefertigt werden können.
Üblicherweise sind neben dem Hauptquerträger 2 noch andere, in dem gezeigten Ausfüh-
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rungsbeispiel nicht dargestellte Querträger zur weiteren Abstützung des Fussbodens vorgesehen, die allerdings nicht so grossen Belastungen aufnehmen müssen und daher eine geringere Profilhö- he als der Hauptquerträger 2 aufweisen können, wodurch sie zur Gänze unter den Fussbodenpro- filen 3 Platz finden. Der Hauptquerträger 2 bei der gegenständlichen Erfindung ist aus Kosten- gründen als Aluminiumguss ausgeführt.
PATENTANSPRÜCHE:
1. Untergestell für ein Schienenfahrzeug (1) mit zumindest zwei im Wesentlichen über die gesamte Breite des Schienenfahrzeuges (1) verlaufenden Hauptquerträgern (2), an denen
Fussbodenprofile (3) befestigt sind, die sich im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung des
Schienenfahrzeuges (1) erstrecken, wobei die Hauptquerträger (2) je einen Untergurt (4) und zumindest einen Obergurt (5) sowie dazwischen verlaufende Stege (6a, b, c) aufwei- sen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (6a, b, c) von dem Untergurt (4) des jeweiligen Hauptquerträgers (2) zumindest teilweise bis zur Unterseite (3a) der Fussbodenprofile (3) ausgeführt und mit diesen verbun- den sind, wobei der zumindest eine Obergurt (5) des jeweiligen Hauptquerträgers (2) mit den Fussbodenprofilen (3) an deren Oberseite verbunden ist.