AT516922A2 - Querträger für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeugs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Querträger für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges zur Verbindung zweier Längsträger des Fahrwerkrahmens, wobei der Querträger kastenförmig mit einem Obergurt (1), einem Untergurt (2) sowie zwei Seitenwänden (3,4) ausgebildet ist und in einer Längenrichtung (5) gesehen endseitig jeweils einen Anschlussabschnitt (7,8) zur Verbindung mit einem der Längsträger aufweist. Um die Verwinde-Steifigkeit des Fahrwerksrahmens zu verringern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass es sich bei dem Querträger um ein Biegeteil (9) handelt, wobei zwischen den Seitenwänden (3,4) und dem Obergurt (1) sowie zwischen den Seitenwänden (3,4) und dem Untergurt (2) jeweils ein Biegebereich (10) ausgebildet ist.

Description

Beschreibung

Querträger für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeugs Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Querträger für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges zur Verbindung zweier Längsträger des Fahrwerkrahmens, wobei der Querträger kastenförmig mit einem Obergurt, einem Untergurt sowie zwei Seitenwänden ausgebildet ist und in einer Längenrichtung gesehen endseitig jeweils einen Anschlussabschnitt zur Verbindung mit einem der Längsträger aufweist.

Stand der Technik

Fahrwerke, auch Drehgestelle genannt, von Schienenfahrzeugen weisen in der Regel zwei Radsätze auf, welche auf Schienen geführt sind, und sind mit Wagenkästen des Schienenfahrzeuges verbunden. Ein wesentlicher Bestandteil eines Fahrwerks ist ein Fahrwerksrahmen, an welchem die Radsätze bspw. über eine Radsatzführung bzw. eine Primärfederung und der Wagenkasten bspw. über eine Sekundärfederung und eine Vorrichtung zur Kraftübertragung angebunden sind. Die Kraftflüsse zwischen den einzelnen Komponenten verlaufen dabei hauptsächlich über den Fahrwerksrahmen.

Der Fahrwerksrahmen umfasst in der Regel zwei Längsträger und einen oder mehrere Querträger, wobei die Ausführungsvariante mit einem Querträger als H-Bauform bezeichnet wird. Dabei können die Längsträger auch als mittels Kopfträgern geschlossener Rahmen ausgeführt sein.

Der Querträger ist bei der H-Bauform als kastenförmiges Profil ausgebildet und umfasst einen Obergurt, einen Untergurt und zwei Seitenwände, welche jeweils aus einzelnen

Blechen bzw. plattenförmigen Metallteilen bestehen. In einer Längenrichtung des Querträgers gesehen, welche der Querrichtung des Fahrwerkrahmens entspricht, weist der Querträger jeweils endseitig einen Anschlussabschnitt auf, über welchen der Querträger mit einem der Längsträger über Schweißnähte, bspw. Kehlnähte, verbunden ist.

Die einzelnen Elemente des Querträgers (Obergurt, Untergurt, Seitenwände) sind jeweils an den Kanten mittels einer durchgehenden Kehlnaht miteinander verbunden, wobei die Kehlnaht aus Gründen der mangelnden Zugänglichkeit nur einseitig geschweißt werden kann. So bilden sich im Inneren des Querträgers offene Schweißnahtwurzeln, welche der Korrosion ausgesetzt sind. Daher müssen Öffnungen im Querträger aus Gründen des Korrosionsschutzes wieder verschlossen werden bzw. ist nur der Einsatz von schwer zu reparierenden Sacklochgewinden möglich. Im Übrigen führen die Schweißnähte zu Spannungskonzentrationen im Bereich der Kanten, was einerseits die Verwinde-Steifigkeit des Fahrwerkrahmens erhöht und andererseits einen großen Querschnitt der Kehlnähte bedingt und so das Gesamtgewicht des Querträgers erhöht.

Ein weiterer Nachteil des Stands der Technik äußert sich darin, dass der Fahrwerksrahmen durch die oben beschriebene Bauform des Querträgers eine hohe Verwinde-Steifigkeit aufweist. Dadurch verschlechtern sich einerseits die Laufeigenschaften des Drehgestells, insbesondere sinkt der Entgleisungsschutz, andererseits erhöhen sich die Spannungen in den Schweißnähten im Anschlussabschnitt zwischen Längsträgern und Querträger. Da Schweißnähte, insbesondere Kehlnähte, nur eine geringe Belastbarkeit bezogen auf den Querschnitt der Schweißnähte respektive die Länge der Schweißnähte aufweist, ist gemäß dem Stand der Technik zur Kompensation der oben genannten Nachteile lediglich eine Vergrößerung des Schweißnahtquerschnitts bzw. der Schweißnahtlängen im Anschlussabschnitt bekannt, was zu aufwändigen Konstruktionen und jedenfalls zu einem erhöhten Gewicht führt.

Aufgabe der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und einen Querträger für einen Fahrwerksrahmen vorzuschlagen, welcher die Verwinde-Steifigkeit des Fahrwerksrahmens verringert und in welchem sich ein besonders günstiger Spannungsverlauf einstellt.

Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch einen Querträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.

Die Erfindung betrifft einen Querträger für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges zur Verbindung zweier Längsträger des Fahrwerkrahmens, wobei der Querträger kastenförmig mit einem Obergurt, einem Untergurt sowie zwei Seitenwänden ausgebildet ist und in einer Längenrichtung gesehen endseitig jeweils einen Anschlussabschnitt zur Verbindung mit einem der Längsträger aufweist.

Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass es sich bei dem Querträger um ein Biegeteil handelt, wobei zwischen den Seitenwänden und dem Obergurt sowie zwischen den Seitenwänden und dem Untergurt jeweils ein Biegebereich ausgebildet ist.

Biegeteile werden in einem Biegeverfahren, auch als Abkantverfahren bekannt, hergestellt, indem sich durch Einleiten eines Biegemoments in einen ebenen Rohkörper, der sogenannten Abwicklung oder Blechabwicklung, der Rohkörper plastisch verformt und so in eine zwei- bzw. dreidimensionale

Form gebracht wird. Geeignete Herstellungsverfahren sind beispielsweise das Gesenkbiegen oder das Schwenkbiegen.

Jene Bereiche, die plastisch verformt sind, werden als Biegebereiche bezeichnet und zeichnen sich durch einen homogenen und günstigen Spannungsverlauf aus.

Der als Biegeteil ausgebildete Querträger, wobei sich das Biegeteil auch aus mehreren gebogenen Teilstücken zusammen setzen kann, weist daher einen besonders günstigen Spannungsverlauf auf, da statt der Kante zwischen Obergurt und Seitenwand, welche nach dem Stand der Technik mittels Schweißnaht verbunden ist, der Biegebereich den Obergurt und die erste Seitenwand verbindet. Analoges gilt dementsprechend auch für die Verbindung von Obergurt und zweiter Seitenwand, bzw. Untergurt und erster sowie zweiter Seitenwand. Obergurt und Untergurt bzw. die Seitenwände beziehen sich dabei jeweils auf die nicht plastisch verformten, vorzugsweise ebenen, Bereiche des Querträgers. Die Biegebereiche beziehen sich auf die jeweiligen plastisch verformten, vorzugsweise gekrümmten, Bereiche des Querträgers.

Durch den günstigen Spannungsverlauf kann einerseits die Stärke des Blechs, aus dem der Querträger gefertigt ist, reduziert werden und andererseits sind keine Kehlnähte zur Verbindung mehr nötig, so dass im Vergleich zum Stand der Technik sowohl Gewicht eingespart wird als auch die Verwinde-Steifigkeit gesenkt wird.

In einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass der Biegebereich als Biegeradius ausgebildet ist, wobei der Mittelpunkt des Biegeradius im Inneren des Querträgers liegt. So ergibt sich eine besonders einfach herzustellende Form des Querträgers, der in anderen Worten gesagt im Querschnitt, normal auf die Längenrichtung gesehen, einem Rechteck mit abgerundeten Ecken entspricht, wobei die Rundungen als Kreisradien ausgeführt sind. Es versteht sich dabei von selbst, dass anstatt eines Biegeradius auch eine

Biegekrümmung mit unterschiedlichem Krümmungsverlauf vorgesehen sein kann, sodass sich der Biegebereich im Querschnitt beispielsweise mit ellipsenförmigem oder allgemeinen Kurvenverlauf darstellt. Vorteilhaft ist es dabei, wenn der Biegebereich einen konvexen Verlauf aufweist.

Da durch die Verwendung eines Biegeteils ein geschlossener Querschnitt an zumindest einem Querschnitt normal zur Längenrichtung gesehen nicht direkt möglich ist, sieht eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Querträgers vor, dass der Biegeteil bzw. Teilstücke des Biegeteiles jeweils zwei Verbindungsabschnitte zum Schließen des Biegeteils an den zur Längenrichtung parallelen ersten Kanten aufweist. Die ersten Kanten sind dabei jene Kanten, die an den offenen Enden des Biegeteils ausgebildet sind. In anderen Worten handelt es sich dabei um jene Kanten, welche in der Abwicklung des Biegeteils seitlich und damit parallel zur Längenrichtung verlaufen bzw. nicht die frontalen Anschlussabschnitte ausbilden. Die ersten Kanten sind einander dabei zugewandt und weisen nur einen geringen Abstand voneinander auf, sodass sich die Verbindungsabschnitte ausbilden. Ist das Biegeteil aus mehreren Teilstücken zusammengesetzt, wobei sich ein Teilstück immer über die gesamte Länge des Querträgers in Längenrichtung erstreckt, so weist jedes Teilstück an den offenen Enden erste Kanten auf, welche im montierten Zustand den ersten Kanten von angrenzenden Teilstücken zugewandt sind und so die Verbindungsabschnitte ausbilden.

Um die Anzahl der benötigten Schweißnähte auf ein Minimum zu reduzieren, ist das Biegeteil gemäß einer ersten Ausführungsvariante der Erfindung einstückig ausgebildet. Damit wird das kastenförmige Profil durch ein einziges Biegeteil gebildet, welches nur durch eine einzige Verbindungs-Schweißnaht verbunden werden muss, und so eine besonders gewichtssparende Konstruktion des Querträgers mit günstigem Spannungsverlauf erreicht.

In einer weiteren Ausführungsform der ersten

Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Biegeteil einen ersten Verbindungsabschnitt und einen zweiten Verbindungsabschnitt aufweist und dass der erste Verbindungsabschnitt mit dem zweiten Verbindungsabschnitt durch eine Verbindungs-Schweißnaht, vorzugsweise Stumpfnaht, verbunden ist. Da sich die Verbindungsabschnitte gegenüber liegen und damit stumpf gegeneinander stoßen, sind die beiden Verbindungsabschnitte durch eine Verbindungs-Schweißnaht wie eine Stumpfnaht verbunden, bei welcher der gesamte Querschnitt der Verbindungs-Schweißnaht eine tragende Wirkung hat. Die beiden Verbindungsabschnitte werden demnach „durchgeschweißt" sodass die Verbindungs-Schweißnaht sich durchgehend von einer Seite des Blechs zur anderen erstreckt, also der gesamte Bereich zwischen Oberseite und Unterseite des Blechs mit Schweißmaterial gefüllt ist. Es versteht sich von selbst, dass der erste und/oder der zweite Verbindungsabschnitt auch geteilt ausgebildet sein kann, sich also nicht durchgehend über die volle Länge in Längenrichtung des Querträgers erstreckt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der ersten

Ausführungsvariante sieht vor, dass die Verbindungsabschnitte als Teil des Untergurts ausgebildet sind und vorzugsweise symmetrisch bezüglich einer normal zur die Längenrichtung stehenden Breitenrichtung ausgerichtet sind. Belastungstechnisch hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Verbindungsabschnitte bzw. die ersten Kanten vom Untergurt ausgebildet sind. Insbesondere wenn die Verbindungsabschnitte symmetrisch angeordnet sind, also den Untergurt in Breitenrichtung mittig teilen, ist eine Verbindungs-Schweißnaht fertigungstechnisch einfach herstellbar. Es ist dabei natürlich genauso denkbar, dass die Verbindungsabschnitte analog durch den Obergurt ausgebildet sind.

Da die Herstellung eines einstückigen kastenförmigen Biegeteils in einem einzigen Biegeverfahren fertigungstechnisch nur schwierig bewerkstelligbar ist, sieht eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung vor, dass das Biegeteil mehrstückig ausgebildet ist und zumindest ein erstes Teilstück und ein zweites Teilstück umfasst, wobei zumindest eine die Teilstücke bildende Teilungsebene parallel zur Längenrichtung ausgerichtet ist. Die mehrstückige Ausbildung des Biegeteils ermöglicht dabei eine wesentlich einfachere Fertigung, da der kastenförmige Querschnitt aus mehreren Teilstücken mit jeweils offenen Profilen, bspw. aus zwei U-Profilen oder vier Kantenprofilen, zusammensetzbar ist. Durch die Ausrichtung der Teilungsebene (bei zwei Teilstücken) bzw. der Teilungsebenen (bei mehr als zwei Teilstücken) parallel zur Längenrichtung, ist sicher gestellt, dass keine parallel zur Breitenrichtung verlaufenden Schweißnähte notwendig sind, um das Biegeteil zu schließen.

Um einen besonders einfach herzustellenden Biegeteil bei gleichzeitiger hoher Belastbarkeit des Querträgers zur Verfügung zu stellen, sieht eine bevorzugte Ausführungsform der zweiten Ausführungsvariante vor, dass das Biegeteil genau zwei Teilstücke umfasst, wobei jedes Teilstück jeweils eine Seitenwand sowie einen Teil, vorzugsweise die Hälfte, des Obergurts und des Untergurts umfasst. Die Aufteilung in zwei Teilstücke, welche jeweils eine Seitenwand und einen Teil des Obergurts und des Untergurts umfasst, ermöglicht die Verwendung von einfach herzustellenden U-Profilen für die Teilstücke. Insbesondere die symmetrische Aufteilung des Obergurts und des Untergurtes auf die beiden Teilstücke ermöglicht eine einfache Assemblierung und einen günstigen Spannungsverlauf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der zweiten Ausführungsvariante der Erfindung weist jedes Teilstück einen ersten Verbindungsabschnitt und einen zweiten Verbindungsabschnitt auf und ist jeweils der erste Verbindungsabschnitt eines der Teilstücke mit dem zweiten Verbindungsabschnitt des angrenzenden Teilstückes durch eine

Verbindungs-Schweißnaht vorzugsweise Stumpfnaht, verbunden. Dadurch, dass jedes Teilstück in der Abwicklung beidseitig eine erste Kante aufweist, hat jedes Teilstück auch zwei Verbindungsabschnitte, welche mit den Verbindungsabschnitten der angrenzenden Teilstücke verbunden sind. So ist beispielsweise bei zwei Teilstücken der erste Verbindungsabschnitt („rechte" Kante) des ersten Teilstücks mit dem zweiten Verbindungsabschnitt („linke" Kante) des zweiten Teilstücks und umgekehrt der erste

Verbindungsabschnitt („rechte" Kante) des zweiten Teilstückes mit dem zweiten Verbindungsabschnitt („linke" Kante) des ersten Teilstücks verbunden. Sind mehr als zwei Teilstücke vorgesehen, so lässt sich die Reihe analog für beliebig viele Teilstücke fortsetzen. Wie zuvor beschrieben stoßen die Verbindungsabschnitte durch die ausgebildeten Biegebereiche jeweils stumpf aufeinander, so dass zur Verbindung der Verbindungsabschnitte jeweils eine Verbindungs-Schweißnaht, wie eine Stumpfnaht, vorgesehen ist, bei der der gesamte Schweißnahtquerschnitt eine tragende Wirkung hat. Die beiden Verbindungsabschnitte werden demnach wieder „durchgeschweißt", wie eingangs erläutert wurde. Es versteht sich wiederum von selbst, dass zumindest ein Paar der Verbindungsabschnitte entlang der Längenrichtung mehrteilig ausgeführt sein kann, sich also nicht durchgehend über die volle Länge des Querträgers in Längenrichtung erstreckt.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der ersten und zweiten Ausführungsvariante sieht vor, dass die Verbindungs-Schweißnähte außerhalb der Biegebereiche verlaufen. Durch die Verschiebung der Verbindungs-Schweißnähte bzw. der Verbindungsabschnitte in die weniger belasteten Bereiche des Querträgers, beispielsweise auf die Mitte des Obergurts, die Mitte des Untergurts oder die Mitte der Seitenwände, wird der benötigte Schweißnahtquerschnitt und die dafür benötigte Blechstärke des Querträgers weiter reduziert.

Eine weitere Reduktion der Verwinde-Steifigkeit des Querträgers, was dementsprechend zu einer Reduktion der

Verwinde-Steifigkeit des Fahrwerkrahmens führt, wird erreicht, indem der Querträger an seiner Mantelfläche, umfassend Obergurt, Untergurt sowie die Seitenwände, an zumindest zwei gegenüberliegenden Seiten der Mantelfläche Öffnungen aufweist. Durch die Öffnungen, durch welche der kastenförmige Querträger nach außen hin geöffnet ist, also der Hohlraum im Inneren des Querträgers in Verbindung mit der Umgebung steht, wird die Verwinde-Steifigkeit des Querträgers, also der Widerstand gegen Verdrillung um eine zur Längenrichtung parallele Längsachse des Querträgers, erheblich reduziert. Eine merkliche Änderung der Verwinde-Steifigkeit ergibt sich jedoch erst dann, wenn die Öffnungen zumindest 20% der Fläche des Obergurts bzw. Untergurts bzw. der Seitenwände einnehmen. Es versteht sich von selbst, dass die Öffnungen in der Mantelfläche sowohl für die erste als auch für die zweite Ausführungsvariante denkbar sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante weist der Obergurt zumindest eine obere Öffnung und der Untergurt zumindest eine untere Öffnung auf, wobei zumindest die obere Öffnung oder die untere Öffnung mindestens 50 % der Fläche des Obergurtes bzw. des Untergurts einnimmt. Obergurt und Untergurt, deren Breite in Breitenrichtung gesehen in der Regel größer ist als die Breite der Seitenwände in einer Richtung normal zur Breiten- und Höhenrichtung, eignen sich besonders gut, um große Öffnungen aufzuweisen. Vorteilhaft ist es dabei wenn die obere oder untere Öffnung zwischen 50% und 80%, bevorzugt zwischen 65% und 75%, und die jeweils andere Öffnung zwischen 20% und 40%, bevorzugt zwischen 25% und 35%, der Fläche des Obergurtes bzw. des Untergurts einnimmt. Durch die große Öffnung können alle Schweißnähte des Querträgers, also sowohl die Verbindungs-Schweißnähte als auch die Anschluss-Schweißnähte zur Anbindung an die Längsträger gegengeschweißt und nachbehandelt, beispielsweise geschliffen, werden. Somit wird auch die Problematik der Korrosion gelöst, sodass die Öffnungen nicht geschlossen werden müssen. Dadurch dass eine der beiden Öffnungen kleiner ist, wird sichergestellt, dass der Querträger über den jeweiligen Obergurt bzw. Untergurt die Betriebskräfte von einem Längsträger zum anderen Längsträger leiten kann.

Weisen die beiden Seitenwände jeweils zumindest eine Seitenöffnung auf, wobei die Seitenöffnung einer Seitenwand zumindest 25% der Fläche der jeweiligen Seitenwand einnimmt, so ist die Verwinde-Steifigkeit weiter reduziert. Während die obere und untere Öffnung in der Regel als eine einzige Öffnung ausgeführt sind, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn pro Seitenwand mehrere etwa gleich große Seitenöffnungen vorgesehen sind, um eine zumindest notwendige Verwinde-Steifigkeit zu garantieren. Gleichzeitig ist das Gesamtgewicht des Querträgers durch die Seitenöffnungen weiter verringert.

Um die Verbindung des Querträgers mit den Längsträgern zu verbessern, insbesondere um die notwendige Länge der Anbindungs-Schweißnähte zu reduzieren, ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Querträgers vorgesehen, dass der zur Verbindung mit einem der Längsträger vorgesehene Anschlussabschnitt in der Abwicklung des Biegeteils durch eine normal zur Längenrichtung verlaufende zweite Kante des Biegeteils ausgebildet ist, welche geradlinig verläuft und durch Unterbrechungen unterteilt ist. Die Unterbrechungen dienen dabei dazu, eine durchgehende Anschlusskante zu verhindern und die zweite Kante in einzelne Teile zu segmentieren, welche einander nicht berühren. So wird die Ausbildung einer Spannungskonzentration an jenen Stellen, an denen nach dem Stand der Technik zwei Anschlusskanten Zusammenstößen, verhindert.

Die Biegebereiche, an denen die zweite Kante in Längenrichtung gesehen gekrümmt verläuft, sind zur Verbindung mit dem Längsträger, beispielsweise durch eine Anschluss-Schweißnaht, nicht geeignet. Daher ist es besonders vorteilhaft, wenn in zumindest einem Biegebereich eine

Unterbrechung angeordnet ist. So wird einerseits der Kontakt zwischen zwei aneinanderstoßenden Anschlusskanten und andererseits der ungünstige gekrümmte Verlauf der Anschlusskanten im Biegebereich verhindert.

Sind die Unterbrechungen in allen vier Biegebereichen angeordnet, so sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante vier Unterbrechungen vorgesehen, welche die zweite Kante in eine obere Anschlusskante des Obergurts, in eine untere Anschlusskante des Untergurts und zwei seitliche Anschlusskanten der Seitenwände unterteilt.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest eine der Unterbrechungen in eine Ausnehmung übergeht, wobei die Abmessungen der Ausnehmung größer als die Abmessungen der Unterbrechungen sind. Während die Unterbrechung an sich relativ klein gestaltet sein kann, da lediglich die zweite Kante unterbrochen werden muss, wird durch die Ausnehmung das Biegen erleichtert, sodass im Biegebereich keine Wellungen auftreten. Als besonders vorteilhaft hat sich daher herausgestellt, dass die maximale Ausdehnung der Ausnehmung in Breitenrichtung zumindest den Biegebereich umfasst und die maximale Ausdehnung der Ausnehmung in Längenrichtung zwischen 25% und 75%, vorzugsweise zwischen 33% und 66%, insbesondere zwischen 40% und 60%, der maximalen Ausdehnung in Breitenrichtung beträgt. Betrachtet man die Abwicklung des Biegeteils, so sind die Ausnehmungen halbkreisförmig oder halbellipsenförmig ausgebildet. Während auch eine Unterbrechung, welche annähernd den oben genannten Abmessungen der Ausnehmung entspricht, alleine denkbar ist, wird durch die Kombination von einer kleinen Unterbrechung mit einer relativ großen Ausnehmung ein weiterer positiver Effekt erzielt, insbesondere wenn die der zweiten Kante zugewandte Kante der Ausnehmung parallel zur zweiten Kante verläuft. Daher sieht eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung vor, dass zumindest ein an die Unterbrechung angrenzender Endabschnitt der angrenzenden Anschlusskante durch einen stabförmigen Abschnitt des die jeweilige Anschlusskante ausbildenden Elementes ausgebildet ist. Da die Anschlusskante durch die Ausnehmung hinterschnitten ist und durch die Unterbrechung von der nächsten Anschlusskante getrennt ist, wird die Anschlusskante bzw. das die Anschlusskante ausbildende Element, also entweder Obergurt, Untergurt oder eine der Seitenwände, nicht mit gebogen. Damit entsteht ein stabförmiger Abschnitt, welcher durch den Abstand zwischen der Anschlusskante und der der zweiten Kante zugewandte Kante der Ausnehmung bestimmt ist. Vorzugsweise entspricht der Abstand zumindest der Stärke des Blechs, welches das Biegeteil ausbildet. So wird in einfacher Art und Weise eine Verlängerung der für eine Anbindungs-Schweißnaht nutzbaren Länge der Anschlusskanten erreicht, wobei die Anschlusskanten dabei geradlinig verlaufen, um eine hochwertige und hoch belastbare Schweißnaht zu erhalten.

Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch gelöst durch einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges mit zwei Längsträgern und einem die beiden Längsträger verbindenden erfindungsgemäßen Querträger, wobei jeder Längsträger in seinem Zentralabschnitt einen Längsträger-Anschlussabschnitt aufweist, welcher mit einem der Anschlussabschnitte des Querträgers verbunden ist. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Querträgers ergeben sich einerseits eine verringerte Verwinde-Steifigkeit des gesamten Fahrwerksrahmens und andererseits ein erheblich reduziertes Gesamtgewicht des Fahrwerkrahmens.

Eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerkrahmens sieht dabei vor, dass jeder Längsträger-Anschlussabschnitt vier geradlinig verlaufende, nicht miteinander verbundene Längsträger-Anschlusskanten aufweist, welche bevorzugt am Umfang eines Rechtecks angeordnet sind, und über Anschluss-Schweißnähte mit den Anschlusskanten des Querträgers verbunden sind. Durch die geradlinig verlaufenden

Anschlusskanten des Querträgers, welche durch die obere und/oder untere Öffnung in der Mantelfläche des Querträgers zur Nachbearbeitung zugänglich sind, lassen sich gegengeschweißte Anschluss-Schweißnähte fertigen, welche als Stumpfnähte gestaltet über den gesamten Schweißnahtquerschnitt tragen.

Kurzbeschreibung der Figuren

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Figuren Bezug genommen, aus der weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Die Figuren sind als beispielhaft zu verstehen und sollen den Erfindungscharakter zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben. Es zeigen:

Fig. 1 eine axonometrische Ansicht einer ersten

Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Querträgers;

Fig. 2 eine axonometrische Ansicht einer Abwicklung des in Fig. 1 dargestellten Querträgers;

Fig. 3 eine axonometrische Ansicht einer zweiten

Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Querträgers;

Fig. 4 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Fahrwerkrahmens;

Fig. 5 eine Schnittdarstellung gemäß Linie AA aus Fig. 4. Ausführung der Erfindung

Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Querträgers mit kastenförmigem Profil, wobei der Querschnitt normal auf eine Längenrichtung 5 des Querträgers steht. In einem erfindungsgemäßen Fahrwerksrahmen entspricht die Längenrichtung 5 einer Querrichtung des

Fahrwerkrahmens. Der Querträger umfasst einen Obergurt 1, welcher im Einbauzustand einem Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges zugewandt ist, einen Untergurt 2, welcher im Einbauzustand den Schienen zugewandt ist, sowie eine erste Seitenwand 3 und eine zweite Seitenwand 4, welche in Längenrichtung 5 gesehen, die linke und rechte Seite des Querträgers ausbilden. In Längenrichtung 5 gesehen weist der Querträger an einem Ende, also bspw. am vorderen Ende, einen ersten Anschlussabschnitt 7 und am entgegengesetzten Ende, also am hinteren Ende, einen zweiten Anschlussabschnitt 8 auf. Diese Anschlussabschnitte 7,8 dienen zur Anbindung des Querträgers an jeweils einen Längsträger 38,39. Dabei handelt es sich bei den Anschlussabschnitten 7,8 im vorliegenden Beispiel um die offenen Enden des kastenförmigen Querträgers.

Um einen günstigen Spannungsverlauf im Querträger zu erreichen, ist der Querträger als Biegeteil 9, im vorliegenden Fall als einstückiges Biegeteil 9, ausgebildet. Durch ein entsprechendes Herstellungsverfahren, beispielsweise Abkanten, Schwenkbiegen oder Gesenkbiegen, wird das kastenförmige Profil des Querträgers aus einer ebenen Abwicklung hergestellt, indem mittels eines eingeleiteten Biegemoments die Abwicklung lokal plastisch verformt wird, sodass sich aus der im Wesentlichen zweidimensionalen Abwicklung eine dreidimensionale Form ausbildet. Durch ein solches Herstellungsverfahren ergibt sich folgender positiver Effekt: Da es sich bei dem Biegeteil 9 um ein einziges Teil handelt, welches sowohl Obergurt 1, Untergurt 2 als auch die Seitenwände 3,4 ausbildet, ist nur mehr eine einzige Schweißnaht nötig, um das Kastenprofil herzustellen.

Der genaue Aufbau sei nun am Beispiel des Obergurts 1 näher erläutert: Am Übergang zwischen dem Obergurt 1, als Obergurt 1 wird in der Folge stets nur der ebene Teil angesehen, und der ersten Seitenwand 3 bildet sich ein Biegebereich 10 in jenem Bereich aus, welcher beim Herstellungsverfahren plastisch verformt wurde. Der

Biegebereich 10 stellt dabei einen gekrümmten Bereich dar, welcher im vorliegenden Beispiel als Übergangsradius mit einem Biegeradius 11 ausgebildet ist, wie in Figur 5 gut zu erkennen ist. Dabei handelt es sich bei dem Biegeradius 11 um einen Kreisradius, wobei in alternativen Ausführungsvarianten auch Kurven mit unterschiedlicher Krümmung, beispielsweise Ellipsen, denkbar sind. Gleichermaßen ist auch zwischen dem Obergurt 1 und der zweiten Seitenwand 4 ein Biegebereich 10 ausgebildet. Völlig analog ist auch am Übergang zwischen der ersten Seitenwand 3 und dem Untergurt 2 sowie zwischen der zweiten Seitenwand 4 und dem Untergurt 2 jeweils ein Biegebereich 10 in gleicher Form ausgebildet, so dass der Querschnitt des Querträgers normal zur Längenrichtung 5 die Form eines Rechtecks mit, durch die Biegeradien 11, abgerundeten Ecken aufweist (siehe ebenfalls Figur 5).

Durch den Biegevorgang alleine ist jedoch nur ein kastenförmiger Körper mit zwei offenen Enden herstellbar, mit anderen Worten ist der Querschnitt des Querträgers noch nicht geschlossen. In Figur 2 ist eine Abwicklung, also der ebene Rohkörper, bspw. Blechzuschnitt, vor dem Biegevorgang dargestellt. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass die Abwicklung des Biegeteils 9 in einer Breitenrichtung 6, welche normal auf die Längenrichtung 5 steht, an beiden Seiten eine erste Kante 14 (angedeutet durch die strichlierte Linie) ausbildet, welche parallel zur Längenrichtung 5 verläuft. Dadurch bildet sich auf der einen Seite der Abwicklung des Biegeteils 9, in der Darstellung auf der rechten Seite, ein erster Verbindungsabschnitt 16 und auf der anderen Seite der Abwicklung des Biegeteils 9, der linken Seite, ein zweiter Verbindungsabschnitt 17 aus, über welche das Biegeteil 9, beispielsweise durch eine Schweißnaht, geschlossen werden. Die Verbindungsabschnitte 16,17 sind dabei die Stirnflächen des die ersten Kante 14 bildenden Elements, also jene ebenen Flächen, welche in Breitenrichtung 6 gesehen die ersten Kanten 14 ausbilden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Untergurt 2 geteilt ausgeführt, sodass jeweils eine Hälfte, in Breitenrichtung 6 gemessen, des Untergurts 2 über den, noch nicht verformten und daher ebenen, Biegebereich 10 mit der entsprechenden Seitenwand 3,4 verbunden ist. Daher bildet also der Untergurt 2 die Verbindungsabschnitte 16,17 aus. Gleichermaßen ist es aber genauso denkbar, dass der Obergurt 1 oder eine der Seitenwände 3,4 geteilt ist, wobei die Teilung natürlich auch in Breitenrichtung 6 gesehen asymmetrisch erfolgen kann. Es ist dabei auch zu erkennen, dass der Untergurt 2 eine untere Öffnung 21 aufweist, welche in der Abwicklung des Biegeteils 9 ebenfalls auf die beiden Hälften des Untergurts 2 aufgeteilt ist, sodass sich die Verbindungsabschnitte 16,17 in Längenrichtung 5 gesehen auf jeder Seite der unteren Öffnung 21 erstrecken. Im Detail sind die Verbindungsabschnitte 16,17 dabei durch T-förmige Abschnitte des Untergurts 2 ausgebildet, wobei der horizontale Teil des Ts abschnittsweise in die untere Öffnung 21 hineinragt, um die Länge der

Verbindungsabschnitte 16,17 zu vergrößern. Andererseits ragt der horizontale Teil des Ts über die zweite Kante 15 hinaus.

Betrachtet man nun wieder den Biegeteil 9 in Figur 1, so zeigt sich, dass die Verbindungsabschnitte 16,17 einander gegenüberliegenden und im unmittelbaren Nahbereich zueinander angeordnet sind, einander also im Extremfall sogar kontaktieren. Um das Biegeteil 9 nun zu schließen, sind die beiden Verbindungsabschnitte 16,17 durch eine Verbindungs-Schweißnaht 18 miteinander verbunden, die als Stumpfnaht ausgeführt ist. So ist eine Kraftübertragung mit dem vollen Querschnitt der Verbindungs-Schweißnaht 18 möglich. Die beiden Verbindungsabschnitte 16,17 sind demnach „durchgeschweißt" sodass die Verbindungs-Schweißnaht 18 sich durchgehend von einer Seite des das Biegeteil 9 bildenden Blechs zur anderen erstreckt, also der gesamte Bereich zwischen Oberseite und Unterseite des Blechs mit Schweißmaterial gefüllt ist.

Um die Verwinde-Steifigkeit des Querträgers bzw. des Biegeteils 9 weiter zu reduzieren weist der Obergurt 1 eine obere Öffnung 20, der Untergurt 2 die untere Öffnung 21 und jede der Seitenwände 3,4 vier Seitenöffnungen 22 auf. Zur Reduktion der Steifigkeit ist es dabei notwendig, dass die Öffnungen 20,21,22 jeweils zumindest 20% der Fläche des entsprechenden Elements, also des Obergurts 1, des Untergurts 2 bzw. der Seitenwände 3,4 einnehmen. Denkbar ist auch, dass nur auf zwei gegenüberliegenden Seiten der Mantelfläche des Biegeteils 9, umfassend Obergurt 1,

Untergurt 2 sowie die Seitenwände 3,4, entweder obere und untere Öffnungen 20,21 oder Seitenöffnungen 22 vorgesehen sind. Neben der Reduktion der Verwinde-Steifigkeit resultiert aus den Öffnungen 20,21,22 auch eine starke Gewichtsreduktion des gesamten Querträgers.

Die obere Öffnung 20 hat dabei eine im Wesentlichen rechteckige Form, wobei Rundungen und Einschnürungen in der Form vorgesehen sind, und ist sowohl in Längenrichtung 5 als auch in Breitenrichtung 6 symmetrisch zum Obergurt 1 ausgerichtet. Die obere Öffnung 20 nimmt dabei etwa 30% der Fläche des Obergurts 1 ein.

Die untere Öffnung 21 ist ellipsenförmig ausgebildet, ist sowohl in Längenrichtung 5 als auch in Breitenrichtung 6 symmetrisch zum Untergurt 2 ausgerichtet und nimmt etwa 75% der Fläche des Untergurts 2 ein, sodass der Untergurt 2 eine geringere Schubsteifigkeit als der Obergurt 1 aufweist.

Die vier Seitenöffnungen 22 sind auf beiden Seitenwänden 3,4 gleichartig ausgebildet und umfassen ein Paar kreisförmige und ein Paar rechteckige, abgerundete Öffnungen, welche bezogen auf die Breitenrichtung 6 (vgl. Fig. 2) symmetrisch angeordnet sind. In Längenrichtung 5 gesehen sind die Seitenöffnungen 22 von der Mitte des Querträgers aus symmetrisch verteilt, wobei die rechteckigen Öffnungen näher an der Mitte angeordnet sind als die runden. Die Gesamtfläche der vier Seitenöffnungen 22 beträgt etwa 35% der Fläche einer Seitenwand 3,4.

Unter Bezugnahme auf Figur 2 wird nun in der Folge die Gestaltung der Anschlussabschnitte 7,8 beschrieben: In Längenrichtung 5 gesehen weist die Abwicklung des Biegeteils 9 jeweils endseitig, also auf der vorderen bzw. hinteren Seite, eine zweite Kante 15 auf, die normal zur Längenrichtung 5 bzw. parallel zur Breitenrichtung 6 verläuft, wobei eine zweite Kante 15 jeweils einen der Anschlussabschnitte 7,8 ausbildet. Da sich die zweite Kante 15 beim Biegevorgang im Biegebereich 10 ebenfalls plastisch verformen würde, was zu einer umlaufenden Kante in der Form eines abgerundeten Rechtecks führen würde, ist die zweite Kante 15 durch vier Unterbrechungen 23,24,25,26 in vier Bereiche unterteilt, die direkt dem Obergurt 1, dem Untergurt 2 bzw. den Seitenwänden 3,4 zugeordnet sind.

Die erste Unterbrechung 23 und die zweite Unterbrechung 24 definieren dabei eine seitliche Anschlusskante 29 der ersten Seitenwand 3, die zweite Unterbrechung 24 und die dritte Unterbrechung 25 eine obere Anschlusskante 27 des Obergurts 1, die dritte Unterbrechung 25 und die vierte Unterbrechung 26 die seitliche Anschlusskante 29 der zweiten Seitenwand 4 und die die vierte Unterbrechung 26 und die erste Unterbrechung 23 eine untere Anschlusskante 28 des Untergurts 2. Dazu sind die Unterbrechungen 23,24,25,26 jeweils im Biegebereich 10 zwischen den jeweiligen Elementen angeordnet. Es ist dabei auch denkbar, dass die Unterbrechungen 23,24,25,26 außerhalb des Biegebereichs 10, in einem Bereich, der bis zu 25% der Breite des Biegebereichs 10 entspricht, angeordnet sind, um die selbe Wirkung zu erzielen.

Die Unterbrechungen 23,24,25,26 gehen jeweils in eine Ausnehmung 30 über, welche im Inneren des jeweiligen Elementes liegt. Im Detail wird in der Folge nur die erste Unterbrechung 23 beschrieben, da alle

Unterbrechungen 23,24,25,26 bzw. die entsprechenden Ausnehmungen 30 gleichartig ausgebildet sind. Die erste Unterbrechung 23 nimmt nur etwa 15% einer maximalen Ausdehnung des Biegebereichs 10 in Breitenrichtung 6 ein, wobei bis zu 25% oder auch weniger als 15% denkbar sind. Die Ausnehmung 30 ist dagegen wesentlich größer ausgebildet, sodass deren maximalen Ausdehnung in Breitenrichtung 6 zumindest der maximalen Ausdehnung des Biegebereichs 10 in Breitenrichtung 6 entspricht. Die Ausnehmung 30 ist gegenüber der zweiten Kante 15 parallel nach innen versetzt, sodass sich eine zur zweiten Kante 15 parallele innere Kante der Ausnehmung 30 ausbildet, und hat eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form, wobei die Ecken des Halbkreises abgerundet sind.

In Figur 1 ist dabei zu sehen, wie sich die Ausnehmung 30 und die Unterbrechungen 23,24,25,26 auf die Formgebung der Anschlusskanten 27,28,29 auswirkt, im Detail wird dabei aufgrund der analogen Ausbildung lediglich auf die obere Anschlusskante 27 und die seitliche Anschlusskante 29 der ersten Seitenwand 3 im ersten Anschlussabschnitt 7 eingegangen. Der an die dritte Unterbrechung 25 angrenzende Endabschnitt 31 der oberen Anschlusskante 27, ist durch einen stabförmigen Abschnitt 33 des Obergurts 1, welcher sich zwischen der oberen Anschlusskante 27 selbst und der inneren Kante der Ausnehmung 30 erstreckt, ausgebildet. Der Abstand zwischen oberer Anschlusskante 27 bzw. der zweiten Kante 15 und der inneren Kante entspricht dabei zumindest der Stärke des Blechs des Biegeteils 9. Somit steht der stabförmigen Abschnitt 33 des Obergurts 1 fingerartig in Breitenrichtung 6 ab, sodass die gesamte obere Anschlusskante 27, auch im Biegebereich 10, geradlinig verläuft. Analog dazu ist ein an die zweite Unterbrechung 24 angrenzender Endabschnitt 32 der seitlichen Anschlusskante 29 der ersten Seitenwand 3 durch einen stabförmigen Abschnitt 34 der ersten Seitenwand 3 ausgebildet.

Damit sich ein - im Vergleich zum stabförmigen Abschnitt 34 -längerer stabförmiger Abschnitt 33 ergibt, also Obergurt 1 und Untergurt 2 über eine möglichst lange Anschlusskante 27,28 verfügen, sind die

Unterbrechungen 23,24,25,26 - in Fig. 2 in Breitenrichtung 6 gesehen - am oder nahe jenem Ende des Biegebereichs 10 vorgesehen, der an die Seitenwand 3,4 grenzt. Die Ausnehmungen 30 sind jedoch etwa symmetrisch zum Biegebereich 10 vorgesehen.

Es ist jedoch genauso denkbar, dass in einer weiteren alternativen Ausführungsvariante der Erfindung die Unterbrechungen 23,24,25,26 mit den Ausnehmungen 30 zusammenfallen, sodass sich zwar gerade

Anschlusskanten 27,28,29 ausbilden, diese aber aufgrund des Fehlens der Endabschnitte 31,32 bzw. der stabförmigen Abschnitte 33,34 wesentlich kürzer sind und die Biegebereiche 10 nicht erfasst sind.

Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsvariante der Erfindung, bei der das Biegeteil 9 mehrstückig, genauer als ein erstes Teilstück 12 und ein zweites Teilstück 13 ausgebildet ist.

Die beiden Teilstücke 12,13 haben dabei jeweils eine U-Form und sind durch eine Teilungsebene 19 geteilt, welche entlang der Längenrichtung 5 verläuft und normal auf die Breitenrichtung 6 steht. Die Teilungsebene 19 teilt dabei den Obergurt 1 und den Untergurt 2 in Breitenrichtung 6 genau in der Hälfte, sodass das erste Teilstück 12 die erste Seitenwand 3, die eine Hälfte des Untergurts 2 sowie des Obergurts 1 umfasst und das zweite Teilstück 13 die zweite Seitenwand 4 und jeweils die andere Hälfte von Untergurt 2 und Obergurt 1 umfasst.

Analog zu der in Figur 2 gezeigten Abwicklung des einstückigen Biegeteils 9, lassen sich auch die Teilstücke 12,13 abwickeln, wobei jedes Teilstück 12,13 zwei erste Kanten 14, jeweils auf der linken bzw. rechten Seite, aufweist, welche ersten Kanten 14 jeweils einen ersten

Verbindungsabschnitt 16 und einen zweiten Verbindungsabschnitt 17 ausbilden. Um den Querträger zu schließen, sind also die beiden Teilstücke 12,13 an den Verbindungsabschnitten 16,17 durch eine als Stumpfnaht ausgebildete Verbindungs-Schweißnaht 18 miteinander verbunden. Genauer ist der erste Verbindungsabschnitt 16 des ersten Teilstücks 12 mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 17 des zweiten Teilstücks 13 am Untergurt 2 miteinander verbunden und der erste Verbindungsabschnitt 16 des zweiten Teilstücks 13 mit dem zweiten Verbindungsabschnitt 17 des ersten Teilstücks 12 Obergurt 1 miteinander verbunden.

Ansonsten unterscheidet sich die zweite Ausführungsvariante von der ersten nur in dem Sinne, dass die Verbindungs-Schweißnaht 18 am Obergurt 1 ebenso durch die obere Öffnung 20 unterbrochen ist, wie die Verbindungs-Schweißnaht 18 am Untergurt 1 durch die untere Öffnung 21.

Es ist natürlich auch eine weitere Teilung des Biegeteils 9 in mehrere Teilstücke, beispielsweise vier Teilstücke denkbar, welche jeweils entlang der

Verbindungsabschnitte 16,17 miteinander verbunden sind. Wesentlich ist dabei jedenfalls und unabhängig von der Anzahl der Teilstücke, bzw. auch bei einem einstückigen Biegeteil 9, dass die Verbindungsabschnitte 16,17 bzw. die Verbindungs-Schweißnähte 18 außerhalb der Biegebereiche 10 verlaufen, um eine Spannungskonzentration in den Biegebereichen 10 zu vermeiden.

In Figur 4 ist eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerksrahmens dargestellt, wobei der Fahrwerksrahmen neben dem als Biegeteil 9 ausgebildeten Querträger einen ersten Längsträger 35 und einen zweiten Längsträger 36 umfasst. Die Längsträger 35,36 weisen in Breitenrichtung 6 gesehen (entspricht der Längsrichtung des Fahrwerkrahmens) mittig jeweils einen Zentralabschnitt 37 auf. Dabei weist der erste Längsträger 35 im Zentralabschnitt 37 einen erstem Längsträger-

Anschlussabschnitt 38 zur Verbindung mit dem Querträger auf; der zweite Längsträger 36 weist im Zentralabschnitt 37 einen zweiten Längsträger-Anschlussabschnitt 39 zur Verbindung mit dem Querträger auf.

Zur Ausbildung des Fahrwerksrahmens ist nun der erste Längsträger-Anschlussabschnitt 38 mit dem zweiten Anschlussabschnitt 8 des Querträgers und der zweite Längsträger-Anschlussabschnitt 38 mit dem ersten Anschlussabschnitt 7 des Querträgers verbunden.

Dazu weisen die Längsträger-Anschlussabschnitte 38,39, analog zu den Anschlusskanten 27,28,29 der Anschlussabschnitte 7,8 des Querträgers, Längsträger-Anschlusskanten 40 auf, sodass die Längsträger-Anschlusskanten 40 am Umfang eines Rechteckes angeordnet sind. In anderen Worten umfassen die Längsträger-Anschlusskanten 40 zwei Paar zueinander parallele Kanten, welche miteinander einen rechten Winkel einschließen. Dabei berühren zwei aneinander grenzende Längsträger-Anschlusskanten 40 einander nicht und verlaufen zur Gänze geradlinig.

Verbunden sind die Längsträger-Anschlusskanten 40 eines Längsträger-Anschlussabschnittes 38,39 nun mit den Anschlusskanten 27,28,29 des entsprechenden Anschlussabschnitts 7,8 des Querträgers mittels als Stumpfnähte ausgebildeter Anschluss-Schweißnähte 41. Dadurch, dass auch die Anschluss-Schweißnähte 41 „durchgeschweißt" sind, ergibt sich eine besonders hoch belastbare Verbindung zwischen den Längsträgern 35,36 und dem als Biegeteil 9 ausgebildeten Querträger.

Bezugszeichenliste: 1 Obergurt 2 Untergurt 3 erste Seitenwand 4 zweite Seitenwand 5 Längenrichtung 6 Breitenrichtung 7 erster Anschlussabschnitt 8 zweiter Anschlussabschnitt 9 Biegeteil 10 Biegebereich 11 Biegeradius 12 erstes Teilstück des Biegeteils 9 13 zweites Teilstück des Biegeteils 9 14 erste Kante 15 zweite Kante 16 erster Verbindungsabschnitt 17 zweiter Verbindungsabschnitt 18 Verbindungs-Schweißnaht 19 Teilungsebene 20 obere Öffnung 21 untere Öffnung 22 Seitenöffnung 23 erste Unterbrechung 24 zweite Unterbrechung 25 dritte Unterbrechung 26 vierte Unterbrechung 27 obere Anschlusskante 28 untere Anschlusskante 29 seitliche Anschlusskante 30 Ausnehmung 31 Endabschnitt der oberen bzw. unteren Anschlusskante 27,28 32 Endabschnitt der seitlichen Anschlusskante 29 33 stabförmiger Abschnitt des Obergurts 1 bzw. des Untergurtes 2 34 stabförmiger Abschnitt der Seitenwände 3,4 35 erster Längsträger 36 zweiter Längsträger 37 Zentralabschnitt der Längsträger 35,36 38 erster Längsträger-Anschlussabschnitt 39 zweiter Längsträger-Anschlussabschnitt 40 Längsträger-Anschlusskanten 41 Anschluss-Schweißnähte

Claims (21)

1. Patentansprüche

   1. Querträger für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges zur Verbindung zweier Längsträger (35,36) des Fahrwerkrahmens, wobei der Querträger kastenförmig mit einem Obergurt (1), einem Untergurt (2) sowie zwei Seitenwänden (3,4) ausgebildet ist und in einer Längenrichtung (5) gesehen endseitig jeweils einen Anschlussabschnitt (7,8) zur Verbindung mit einem der Längsträger (35,36) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Querträger um ein Biegeteil (9) handelt, wobei zwischen den Seitenwänden (3,4) und dem Obergurt (1) sowie zwischen den Seitenwänden (3,4) und dem Untergurt (2) jeweils ein Biegebereich (10) ausgebildet ist.
2. 2. Querträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegebereich (10) als Biegeradius (11) ausgebildet ist, wobei der Mittelpunkt des Biegeradius (11) im Inneren des Querträgers liegt.
3. 3. Querträger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeteil (9) bzw. Teilstücke (12,13) des Biegeteiles (9) jeweils zwei Verbindungsabschnitte (16,17) zum Schließen des Biegeteils (9) an den zur Längenrichtung (5) parallelen ersten Kanten (14) aufweist.
4. 4. Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeteil (9) einstückig ausgebildet ist.
5. 5. Querträger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegeteil (9) einen ersten Verbindungsabschnitt (16) und einen zweiten Verbindungsabschnitt (17) aufweist und dass der erste Verbindungsabschnitt (16) mit dem zweiten Verbindungsabschnitt (17) durch eine Verbindungs-Schweißnaht (18), vorzugsweise Stumpfnaht, verbunden ist.
6. 6. Querträger nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (16,17) als Teil des Untergurts (2) ausgebildet sind und vorzugsweise symmetrisch bezüglich einer normal zur die Längenrichtung (5) stehenden Breitenrichtung (6) ausgerichtet sind.
7. 7. Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeteil (9) mehrstückig ausgebildet ist und zumindest ein erstes Teilstück (12) und ein zweites Teilstück (13) umfasst, wobei zumindest eine die Teilstücke (12,13) bildende Teilungsebene (19) parallel zur Längenrichtung (5) ausgerichtet ist.
8. 8. Querträger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeteil (9) genau zwei Teilstücke (12,13) umfasst, wobei jedes Teilstück (12,13) jeweils eine Seitenwand (3,4) sowie einen Teil, vorzugsweise die Hälfte, des Obergurts (1) und des Untergurts (2) umfasst.
9. 9. Querträger nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Teilstück (12,13) einen ersten Verbindungsabschnitt (16) und einen zweiten Verbindungsabschnitt (17) aufweist und jeweils der erste Verbindungsabschnitt (16) eines der Teilstücke (12,13) mit dem zweiten Verbindungsabschnitt (17) des angrenzenden Teilstückes (12,13) durch eine Verbindungs-Schweißnaht (18), vorzugsweise Stumpfnaht, verbunden ist.
10. 10. Querträger nach Anspruch 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungs-Schweißnähte (18) außerhalb der Biegebereiche (10) verlaufen.
11. 11. Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger an seiner Mantelfläche, umfassend Obergurt (1), Untergurt (2) sowie die Seitenwände (3,4), an zumindest zwei gegenüberliegenden Seiten der Mantelfläche Öffnungen (20,21,22) aufweist.
12. 12. Querträger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Obergurt (1) zumindest eine obere Öffnung (20) und der Untergurt (2) zumindest eine untere Öffnung (21) aufweisen, wobei zumindest die obere Öffnung (20) oder die untere Öffnung (21) mindestens 50 % der Fläche des Obergurtes (1) bzw. des Untergurts (2) einnimmt.
13. 13. Querträger nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass beide Seitenwände (3,4) jeweils zumindest eine Seitenöffnung (22) aufweisen, wobei die Seitenöffnung (22) einer Seitenwand (3,4) zumindest 25% der Fläche der jeweiligen Seitenwand (3,4) einnimmt.
14. 14. Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Verbindung mit einem der Längsträger (35,36) vorgesehene Anschlussabschnitt (7,8) in der Abwicklung des Biegeteils (9) durch eine normal zur Längenrichtung (5) verlaufende zweite Kante (15) des Biegeteils (9) ausgebildet ist, welche geradlinig verläuft und durch Unterbrechungen (23,24,25,26) unterteilt ist.
15. 15. Querträger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem Biegebereich (10) eine Unterbrechung (23,24,25,26) angeordnet ist.
16. 16. Querträger nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass vier Unterbrechungen (23,24,25,26) vorgesehen sind, welche die zweite Kante (15) in eine obere Anschlusskante (27) des Obergurts (1), in eine untere Anschlusskante (28) des Untergurts (2) und zwei seitliche Anschlusskanten (29) der Seitenwände (3,4) unterteilt.
17. 17. Querträger nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Unterbrechungen (23,24,25,26) in eine Ausnehmung (30) übergeht, wobei die Abmessungen der Ausnehmung (30) größer als die Abmessungen der Unterbrechungen (23,24,25,26) sind.
18. 18. Querträger nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Ausdehnung der Ausnehmung (30) in Breitenrichtung (6) zumindest den Biegebereich (10) umfasst und die maximale Ausdehnung der Ausnehmung (30) in Längenrichtung (5) zwischen 25% und 75%, vorzugsweise zwischen 33% und 66%, insbesondere zwischen 40% und 60%, der maximalen Ausdehnung in Breitenrichtung (6) beträgt.
19. 19. Querträger nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein an die Unterbrechung (23,24,25,26) angrenzender Endabschnitt (31,32) der angrenzenden Anschlusskante (27,28,29) durch einen stabförmigen Abschnitt (33,34) des die jeweilige Anschlusskante (27,28,29) ausbildenden Elementes (1,2,3,4) ausgebildet ist.
20. 20. Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges mit zwei Längsträgern (35,36) und einem die beiden Längsträger (35,36) verbindenden Querträger nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei jeder Längsträger (35,36) in seinem Zentralabschnitt (37) einen Längsträger-Anschlussabschnitt (38,39) aufweist, welcher mit einem der Anschlussabschnitte (7,8) des Querträgers verbunden ist.
21. 21. Fahrwerksrahmen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Längsträger- Anschlussabschnitt (38,39) vier geradlinig verlaufenden, nicht miteinander verbundene Längsträger- Anschlusskanten (40) aufweist, welche bevorzugt am Umfang eines Rechtecks angeordnet sind, und über Anschluss-Schweißnähte (41) mit den Anschlusskanten (27,28,29) des Querträgers verbunden sind.