AT523461A1

AT523461A1 - Untergestell für Plattformwagen sowie Plattformwagen

Info

Publication number: AT523461A1
Application number: ATA34/2020A
Authority: AT
Inventors: Blaschek BA MSc Stefan; Michael Maurer Dipl Ing Dr Wilhelm; Poledna Mag Dipl Ing Alexander
Original assignee: Voestalpine Stahl Gmbh
Priority date: 2020-02-06
Filing date: 2020-02-06
Publication date: 2021-08-15
Also published as: DE202020101117U1; WO2021156780A1; AT523461B1

Abstract

Bei einem Untergestell (1) für Plattformwagen umfassend wenigstens einen sich in Längsrichtung erstreckenden Stahlträger (4), der eine Ladefläche (5) zur Anordnung von Containern oder Aufbauten ausbildet und sich von einem ersten, auf Rädern abstützbaren Kopfbereich (2) zu einem zweiten, auf Rädern abstützbaren Kopfbereich (2) des Untergestells (1) erstreckt, ist der wenigstens eine Stahlträger (4) als durch Profilieren, insbesondere Walzprofilieren, eines Flacherzeugnisses hergestelltes Profil ausgebildet.

Description

Untergestells erstreckt.

Die Erfindung betrifft weiters einen Plattformwagen mit

einem derartigen Untergestell.

Plattformwagen sind in Form von schienengebundenen Wagen bekannt, die an ihren End- bzw. Kopfbereichen jeweils ein Drehgestell aufweisen, bei dem Radsätze in einem gegenüber dem Untergestell drehbaren Rahmen gelagert werden. Am Untergestell von Plattformwagen sind in der Regel auch Anbauteile, wie Zug- und Stoßeinrichtungen, und die Bremsanlage angeordnet. Das Untergestell bildet eine Ladefläche zur Anordnung von Containern oder Aufbauten aus. Beispielsweise stellt die Ladefläche Auflagepunkte oder Zapfen zur Anordnung und Befestigung von Containern zur Verfügung. Plattformwagen werden auch als Flachwagen bezeichnet, weil sie einen flachen Boden, d.h. eine Ladefläche, und keine oder höchstens niedrige, nach oben offene Aufbauten besitzen. Speziell zum Transport von Containern mit Befestigungsvorrichtungen ausgerüstete

Flachwagen werden auch als Containertragwagen bezeichnet.

Die tragende Struktur des Untergestells von Plattformwagen wird bei herkömmlichen Ausführungen von einer sich über die‘ Gesamtlänge des Untergestells erstreckenden Schweißkonstruktion aus einer Mehrzahl von Stahlträgern

gebildet. Für die Stahlträger kommen Stähle niedriger

Untergestells kompensiert.

In letzter Zeit besteht das Bedürfnis, die Beladung von Plattformwagen und damit die Wirtschaftlichkeit des schienengebundenen Gütertransports zu erhöhen. Die Beladung von Plattformwagen ist jedoch durch das zulässige Gesamtgewicht, insbesondere die zulässigen Achslasten begrenzt, sodass eine Erhöhung der Beladung nur durch eine Verringerung des Leergewichts des Plattformwagens erzielt werden kann. Beispielsweise beträgt bei der in Europa für Hauptstrecken üblichen Streckenklasse D die maximale Achslast 22,5 Tonnen. Die Verringerung des Leergewichts würde durch den Einsatz hochfester Stähle und die damit verbundene Nutzung des Leichtbaupotentials solcher Stähle gelingen, scheitert aber oft an der mangelnden

Dauerschwingfestigkeit der Schweißverbindungen.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass geschweißte Konstruktionen aus hoch- und höchstfesten Stählen eine nur geringfügig höhere Dauerschwingfestigkeit aufweisen als jene mit Stählen niedriger Festigkeit. Dies ist bedingt

durch das Auftreten von metallurgischen Kerben.

Der Erfindung Liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Untergestell für Plattformwagen dahingehend zu verbessern, dass es bei geringem Gewicht eine hohe

Dauerschwingfestigkeit aufweist. Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem

Untergestell der eingangs genannten Art im Wesentlichen

vor, dass der wenigstens eine Stahlträger als durch

eine Gewichtsverringerung erlauben.

Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass der Stahl des Stahlträgers eine Zugfestigkeit von 500 bis 1200 MPa, bevorzugt 2 600 MPa, aufweist. Die Zugfestigkeit wird hierbei in einem Zugversuch ermittelt, der gemäß EN 10002

an Querproben durchgeführt wird.

Die Zugfestigkeit lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass der Stahlträger aus einem thermomechanisch gewalzten, mikrolegierten Feinkornbaustahl (EN 10149-2) mit einem Kohlenstoffgehalt < 0,1 Gew.-% besteht.

Bevorzugt weist der Stahl des Stahlträgers einen Mn-Gehalt

von 1,5-2,1 Gew.-% auf.

— C: 0,05-0,10 Gew.-%

—- Si: S 0,75 Gew.-%

- Mn: 1,5-2,1 Gew.-%

- P: SS 0,025 Gew.-%

- S: SS 0,015 Gew.-%

- Al: ?, 0,015 Gew.-%, insbesondere 0,015-0,6 Gew.-%

— Nb: SS 0,090 Gew.-%

- Ti: S 0,16 Gew.-%

- V: S 0,12 Gew.-%

- B: S 0,005 Gew.-%

— Mo: S 0,50 Gew.-%

—- Rest: Fe und produktionsbedingte Verunreinigungen

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Stahl des Typs S550 mit folgender Legierungszusammensetzung eingesetzt:

— C: 0,07 Gew.-%

—-— Mn: 1,57 Gew.-%

- Al: 0,045 Gew. -—%

—- Nb: 0,05 Gew.-%

- Ti: 0,07 Gew.-%

— V: 0,03 Gew.-%

—- Rest: Fe und produktionsbedingte Verunreinigungen

Der Stahl hat eine Streckgrenze von mindestens 550 MpPa.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel wird ein Stahl des Typs S700 mit folgender Legierungszusammensetzung eingesetzt:

— C: 0,07 Gew. -%

— Mn: 1,93 Gew.-%

— Al: 0,056 Gew.-%

Der Stahl hat eine Streckgrenze von mindestens 700 MPa.

Die Herstellung des Stahlprofils aus einem Flacherzeugnis erlaubt es auch, das Stahlprofil in einer für einen Plattformwagen ausreichenden Breite auszubilden. Insbesondere kann das Stahlprofil aus einem Flacherzeugnis hergestellt werden, das eine Breite von 120-250 cm

aufweist.

Um die Breite der Plattform zu erhöhen, kann bevorzugt vorgesehen sein, dass mehrere, insbesondere zwei oder drei, parallele Stahlträger nebeneinander vorgesehen sind, die Jeweils als durch Profilieren, insbesondere Walzprofilieren, eines Flacherzeugnisses hergestelltes Profil ausgebildet sind. Insbesondere ermöglicht es diese Ausführungsform Flacherzeugnisse mit geringerer Breite

einzusetzen.

Das Profilieren des Flacherzeugnisses erfolgt bevorzugt

durch Walzprofilieren.

Das Profilieren erfolgt bevorzugt zur Ausbildung eines im Querschnitt U- oder C-förmigen Profils. Ein U- oder Cförmiges Profil zeichnet sich dadurch aus, dass es im Querschnitt gesehen eine die Ladefläche ausbildende obere Wand und zwei sich im Wesentlichen senkrecht zur oberen Wand von dieser weg erstreckende Seitenwände aufweist. Für den Fall, dass eine Mehrzahl von Stahlprofilen nebeneinander angeordnet werden, liegen benachbarte

Stahlprofile mit ihren Seitenwänden aneinander an und

zusammenhängende starre Struktur zu bilden.

Es hat sich gezeigt, dass eine ausreichende Stabilität des Untergestells auch mit einer offenen, d.h. nicht geschlossenen, Profilform erzielt werden kann, wodurch eine weitere Material- und Gewichtsersparnis erzielt wird. Um die Torsionssteifigkeit des Untergestells in diesem Fall zu verbessern, sieht eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Profil an seiner Unterseite offen ausgebildet ist und die beiden Seitenwände verbindende Querstreben vorgesehen sind, wobei die Querstreben vorzugsweise durch eine Schweiß-, eine Niet-, eine Quetschoder eine Schraubverbindung mit den Seitenwänden verbunden sind. Die Querstreben sind beispielsweise als Rohre oder Querbalken ausgebildet. Bevorzugt sind 3-6 Querstreben über die Länge des Stahlprofils verteilt angeordnet. Auf die

Anordnung eines Untergurts wird hierbei verzichtet.

Eine weitere bevorzugte Ausbildung sieht vor, dass die parallelen Profile durch eine Schweißverbindung mit in Längsrichtung verlaufender Schweißnaht miteinander

verbunden sind.

Um die Dauerschwingfestigkeit des Untergestells zu erhöhen, wird die Anzahl der Schweißverbindungen minimiert. Soferne Schweißverbindungen zum Einsatz kommen, wie z.B. für die Verbindung benachbarter paralleler Profile, verlaufen die Schweißnähte bevorzugt in Längsrichtung des Untergestells, d.h. parallel zum Kraftfluss. Das Untergestell ist in erster Linie einer Biegebelastung unterworfen, die von der

auf der Plattform aufliegenden Last herrührt. Das

werden vermieden oder reduziert.

Die Dauerschwingfestigkeit kann auch durch die Verwendung bestimmter überlegierter Schweißzusätze erhöht werden, die die metallurgische Kerbe reduzieren. Eine bevorzugte Ausbildung der Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, dass die Schweißverbindung unter Verwendung eines Schweißzusatzstoffs gebildet ist, der folgende Legierungszusammensetzung aufweist:

- C: 0,06-0,10 Gew.-%

—- Si: 0,5-0,8 Gew.-%

— Mn: 1,6-1,9 Gew.-%

—- Ni: 0,5-2,0 Gew.-%

—- Mo: 0,2-0,8 Gew.-%

— Cr: 0-0,5 Gew.-%

—- Rest: Fe und produktionsbedingte Verunreinigungen

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein

Schweißzusatz mit folgender Legierungszusammensetzung

eingesetzt: — C: 0,08 Gew.-% — Si: 0,6 Gew.-% — Mn: 1,8 Gew.-% —- Ni: 0,9 Gew.-% —- Mo: 0,3 Gew.-% —- Rest: Fe und produktionsbedingte Verunreinigungen

Dieser Schweißzusatz kann bevorzugt bei einem Profil aus

dem oben angeführten Stahl des Typs S550 verwendet werden.

—- C: 0,09 Gew.-%

—- Si: 0,7 Gew.-%

—- Mn: 1,7 Gew.-%

— Cr: 0,3 Gew.-%

- Ni: 1,85 Gew.-%

—- Mo: 0,6 Gew. -%

—- Rest: Fe und produktionsbedingte Verunreinigungen Dieser Schweißzusatz kann bevorzugt bei einem Profil aus

dem oben angeführten Stahl des Typs S700 verwendet werden.

Wie bereits erwähnt erstreckt sich das Stahlprofil in Längsrichtung einstückig von dem ersten zum zweiten Kopfbereich, d.h. das Profil überbrückt den Abstand zwischen den beiden Kopfbereichen in einem Stück. Das Stahlprofil kann hierbei lediglich den besagten Abstand überbrücken oder sich über die gesamte Länge des

Untergestells erstrecken.

Im ersten Fall sieht eine bevorzugte Ausbildung vor, dass das wenigstens eine Profil an seinen Enden mit als gesonderten Bauteilen ausgebildeten Kopfstücken verbunden ist, welche die Kopfbereiche ausbilden. Die Verbindung zwischen dem wenigstens einen Profil und den Kopfstücken kann hierbei durch eine Schweiß- oder eine

Schraubverbindung erfolgen. Im zweiten Fall ist bevorzugt vorgesehen, dass das

wenigstens eine Profil den ersten und den zweiten

Kopfbereich einstückig ausbildet. Das wenigstens eine

angeordnete Drehgestell verlängert.

Um bei einem Untergestell aus sich über die gesamte Länge erstreckenden Profilen einen Freiraum für die Anordnung eines Drehgestells samt Radsätzen auszubilden, können die Seitenwände des U- oder C-förmigen Profils in den

Kopfbereichen ausgenommen oder weggeschnitten sein.

Zur Erhöhung der Steifigkeit des Profils kann vorgesehen sein, dass die obere Wand eine Mehrzahl von in Längsrichtung, insbesondere parallel zueinander,

verlaufenden Sicken aufweist.

Zur Erzielung einer zusätzlichen Gewichtsersparnis können die obere Wand und/oder die Seitenwände des Profils eine

Mehrzahl von Ausnehmungen aufweisen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In dieser zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführung des erfindungsgemäßen Untergestells in einer Draufsicht,

Fig. 2 die Ausbildung gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Line III-IILI der Fig. 1,

Fig. 4 eine zweite Ausführung des erfindungsgemäßen Untergestells in einer Draufsicht,

Fig. 5 Schnittansicht entlang der Line V-V der Fig. 4,

Fig. 6 eine perspektivische Unteransicht der

Ausbildung gemäß den Fig. 4 und 5,

Fig. 7 eine dritte Ausführung des erfindungsgemäßen Untergestells in einer Draufsicht und Fig. 8 eine vierte Ausführung des erfindungsgemäßen

Untergestells in einer Draufsicht.

In Fig. 1 und 2 ist ein Untergestell 1 eines Plattformwagens dargestellt, das in seinen Endbereichen Kopfbereiche 2 aufweist, die an einem jeweiligen Drehgestell mit Radsätzen abgestützt sind. Das Untergestell 1 umfasst einen sich in Längsrichtung 10 erstreckenden Stahlträger 4, der eine Ladefläche 5 zur Anordnung von

Containern oder Aufbauten ausbildet.

Wie sich aus der Querschnittsansicht gemäß Fig. 3 ergibt, ist der Stahlträger 4 als Profil ausgebildet, das durch Walzprofilieren eines Flacherzeugnisses hergestellt ist. Das Profil umfasst eine obere Wand 5 welche die Plattform ausbildet, sowie zwei sich im Wesentlichen senkrecht zur oberen Wand 5 von dieser weg erstreckende Seitenwände 6, sodass sich ein U- bzw. C-Profil ergibt. Die Seitenwände 6 können an ihren Kanten umgebogene bzw. gebördelte Randbereiche 7 aufweisen. Zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit sind Querstreben 8 vorgesehen, welche die Seitenwände 6 miteinander verbinden. Weiters ist ersichtlich, dass die obere Wand 5 Ausnehmungen 12 und die

Seitenwände Ausnehmungen 11 aufweisen.

Der Stahlträger 4 erstreckt sich einstückig über die gesamte Länge des Untergestells, sodass die Kopfbereiche 2 einen integralen Bereich des Stahlträgers darstellen. Um die Anordnung der Drehgestelle 3 sowie deren Drehbarkeit zu

gewährleisten, sind die Seitenwände 6 in den Kopfbereichen

2 zur Ausbildung einer Freistellung 13 ausgenommen oder

ausgeschnitten.

Bei der abgewandelten Ausbildung gemäß den Fig. 4 bis 6 besteht das Untergestell 1 aus zwei parallelen, sich jeweils über die gesamte Länge des Untergestells erstreckenden Stahlprofilen 4. Die Stahlprofile 4 haben dieselbe Querschnittsform wie bei der Ausbildung gemäß den Fig. 1-3, weisen jedoch eine geringere Breite auf. Die beiden Stahlprofile 4 liegen mit ihren Seitenwänden 6 aneinander an und sind dort mittels einer in Längsrichtung verlaufenden Schweißnaht (nicht dargestellt) miteinander verbunden. In der perspektivischen Unteransicht gemäß

Fig. 6 sind die Querstreben 8 ersichtlich.

Bei der abgewandelten Ausbildung gemäß Fig. 7 weisen die beiden Stahlprofile 4 eine geringere Breite auf als bei der Ausbildung gemäß den Fig. 4-6, erstrecken sich jedoch wie bei den zuvor beschriebenen Ausbildungen über die gesamte

Länge des Untergestells 1.

Bei der Ausbildung gemäß Fig. 8 hingegen sind die Stahlprofile 4 an ihren Enden mit als gesonderten Bauteilen ausgebildeten Kopfstücken 14 verbunden, welche die

Kopfkbereiche 2 ausbilden.

Claims

Patentansprüche:

1. Untergestell (1) für Plattformwagen umfassend wenigstens einen sich in Längsrichtung erstreckenden Stahlträger, der eine Ladefläche (5) zur Anordnung von Containern oder Aufbauten ausbildet und sich von einem ersten, auf Rädern abstützbaren Kopfbereich (2) zu einem zweiten, auf Rädern abstützbaren Kopfbereich (2) des Untergestells (1) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Stahlträger (4) als durch Profilieren, insbesondere Walzprofilieren, eines Flacherzeugnisses

hergestelltes Profil ausgebildet ist.

2. Untergestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahlträger (4) aus einem thermomechanisch gewalzten, mikrolegierten Feinkornbaustahl (EN 10149-2) mit einem Kohlenstoffgehalt < 0,1 Gew.-% besteht.

3. Untergestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl des Stahlträgers (4) einen

Mn-Gehalt von 1,5-2,1 Gew.-% aufweist.

4. Untergestell nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl des Stahlträgers (4) folgende Legierungszusammensetzung aufweist:

— C: 0,05-0,10 Gew.-%

—- Si: S 0,75 Gew.-%

—- Mn: 1,5-2,1 Gew.-%

= P: SS 0,025 Gew.-%

— S: SS 0,015 Gew.-%

— Al: 2 0,015 Gew.-% , insbesondere 0,015-0,6 Gew.-%

—- Nb: S 0,090 Gew.-%

—- Ti: S 0,16 Gew.-%

- V: SS 0,12 Gew.-% - B: < 0,005 Gew.-% —- Mo: S 0,50 Gew.-%

- Rest: Fe und produktionsbedingte Verunreinigungen

5. Untergestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Stahl des Stahlträgers (4) eine Zugfestigkeit von 500 bis 1000 MPa, bevorzugt 2 600 MPa,

aufweist.

6. Untergestell nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere zwei oder drei, parallele Stahlträger (4) nebeneinander vorgesehen sind, die jeweils als durch Profilieren, insbesondere Walzprofilieren, eines Flacherzeugnisses hergestelltes

Profil ausgebildet sind.

7. Untergestell nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Profil im

Querschnitt U- oder C-förmig ausgebildet ist.

8. Untergestell nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Profil im Querschnitt gesehen eine die Ladefläche ausbildende obere Wand (5) und zwei sich im Wesentlichen senkrecht zur oberen Wand (5) von dieser weg erstreckende Seitenwände (6)

aufweist.

9. Untergestell nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Profil an seiner Unterseite offen ausgebildet ist und die beiden Seitenwände (6) verbindende Querstreben (8) vorgesehen sind, wobei die Querstreben (8)

vorzugsweise durch eine Schweiß-, eine Niet-, eine Quetsch-

oder eine Schraubverbindung mit den Seitenwänden (6)

verbunden sind.

10. Untergestell nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen Profile durch eine Schweißverbindung mit in Längsrichtung verlaufender

Schweißnaht miteinander verbunden sind.

11. Untergestell nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißverbindung unter Verwendung eines Schweißzusatzstoffs gebildet ist, der folgende Legierungszusammensetzung aufweist:

—= C: 0,06-0,10 Gew.-%

—- Si: 0,5-0,8 Gew.-%

— Mn: 1,6-1,9 Gew.-%

— Ni: 0,5-2,0 Gew.-%

— Mo: 0,2-0,8 Gew.-%

- Cr: 0-0,5 Gew.-%

—- Rest: Fe und produktionsbedingte Verunreinigungen

12. Untergestell nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Profil den ersten und den zweiten Kopfbereich (2) einstückig

ausbildet.

13. Untergestell nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände in den Kopfbereichen (2) ausgenommen

oder weggeschnitten sind.

14. Untergestell nach einem der Ansprüche 1 bis 11,

dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Profil an

seinen Enden mit als gesonderten Bauteilen ausgebildeten

Kopfstücken (14) verbunden ist, welche die Kopfbereiche (2)

ausbilden.

15. Untergestell nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Wand (5) eine Mehrzahl von in Längsrichtung verlaufenden Sicken (9)

aufweist.

16. Untergestell nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Wand (5) und/oder die Seitenwände (6) des Profils eine Mehrzahl von

Ausnehmungen (11,12) aufweisen.

17. Plattformwagen mit einem Untergestell (1) nach einem

der Ansprüche 1 bis 16.

Wien, am 6. Februar 2020 Anmelder durch:

Ha fner und Keßchmann Da N nr