DE10061127A1 - Rahmenbaureihe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rahmenbaureihe für eine Vielzahl unterschiedlicher Triebwagentypen mit dieselhydraulischem Antriebssystem; DOLLAR A - jeder Rahmen umfaßt einen Hauptrahmen, umfassend ein Rahmengrundelement aus einer in einer bestimmte vordefinierten Rahmengrundgeometrie zusammengefügten Längs- und Querträgern; DOLLAR A - mit dem Rahmengrundelement zugeordneten Aufhängeeinrichtungen; DOLLAR A - mit einem austauschbaren Hilfsrahmen; DOLLAR A - die einzelnen Rahmengrundelemente der Rahmen einer Baureihe weisen die gleiche Grundgeometrie hinsichtlich des Aufbaus aus Längsträgern und Querträgern auf, wobei die Anpassung an unterschiedliche Triebwagentypen nur durch eine Änderung der geometrischen Abmessungen der Längs- und/oder Querträger und/oder den Austausch des Hilfsrahmens erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rahmenbaureihe für eine Vielzahl unterschiedlicher Triebwagentypen mit dieselhydraulischen Antriebsanlagen.

Antriebseinheiten für den Einsatz in Schienenfahrzeugen, insbesondere Unterflurantriebseinheiten zum Antrieb von Radsätzen sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Stellvertretend wird dabei auf die Druckschrift Voith - Druck G 1592 d 8.99 2000 verwiesen. Die darin offenbarten Antriebseinheiten umfassen eine Antriebsmaschine, eine mit dieser gekoppelte Getriebebaueinheit, welche über einen Wellenstrang auf ein damit gekoppeltes Radsatzgetriebe der Antriebsachse treibt. Die einzelnen Antriebskomponenten sowie die Drehgestelle für die Radachsen sind dabei an speziell dafür ausgelegte Rahmeneinheiten angelenkt. Die Typenvielfalt und Auslegung der Antriebskomponenten, deren Anordnung sowie die räumlichen Gegebenheiten des einzelnen Triebwagentyps bedingen dabei eine hohe Variantenvielfalt der Rahmenkonstruktionen. Spätere Modifikationen im Antriebsstrang sind dabei immer unter Berücksichtigung der entsprechenden Anlenkungsmöglichkeiten an der gegebenen Rahmengrundkonstruktion vorzusehen, wobei kritische Bereiche hinsichtlich der Belastbarkeit notfalls überprüft werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rahmenbaureihe für eine Vielzahl unterschiedlicher Triebwagentypen zu schaffen, mittels der eine Vielzahl von Anwendungsfällen ohne erhebliche Modifikationen abgedeckt werden können. Die erfindungsgemäße Lösung soll sich dabei durch einen geringen konstruktiven Aufwand auszeichnen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 charakterisiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Erfindungsgemäß umfaßt jeder Rahmen der Rahmenbaureihe eine Vielzahl von unterschiedlichen Triebwagentypen mit dieselhydraulischen Antriebsanlagen einen Hauptrahmen, umfassend ein Rahmengrundelement aus miteinander zu einer Grundkonstruktion verbundenen Längs- und Querträgern. Des weiteren ist mindestens ein Hilfsrahmen am Hauptrahmen für zusätzliche oder sehr starken Modifikationen zwischen den unterschiedlichen Triebwerkstypen unterworfene Antriebsaggregate, insbesondere Antriebsmaschinen anorden- bzw. befestigbar. Die einzelnen Rahmengrundelemente der Rahmen einer Baureihe weisen die gleiche Grundgeometrie hinsichtlich des Aufbaus aus Längsträgern und Querträgern auf, wobei die Anpassung an unterschiedliche Triebwagentypen nur durch eine Änderung der geometrischen Abmessungen der Längs- und/oder Querträger und/oder den Austausch des Hilfsrahmens erfolgt. Die Auswahl der optimalen Grundgeometrie erfolgt dabei anhand eines Triebwagens mit den größten Abmessungen und den höchstmöglich auftretenden Belastungen. Anhand derartiger Randbedingungen wird die Form, die Art der Verbindungen und die Ausgestaltung kritischer, da hohen und wechselnden Belastungen unterworfener Bereiche einer Rahmengrundgeometrie festgelegt. Diese dient als Ausgangsbasis für weitere Rahmen in Einsatzfällen mit geringerer Belastung.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht einen einheitlichen Rahmengrundaufbau für eine Vielzahl von Einsatzzwecken, wobei zur Anpassung aufgrund der Auslegung für den Einsatzfall mit den stärksten Beanspruchungen keine zusätzlichen Überprüfungen hinsichtlich der Belastungen mehr vorgenommen werden können und anhand einer gegebenen Geometrie sehr leicht Anpassungen durch Längenveränderungen vorgenommen werden können. Das Vorsehen eines austauschbaren Hilfsrahmens bietet die Möglichkeit der Nutzung eines einheitlichen Grundrahmens für unterschiedliche Antriebsaggregate, welche somit auch zu einem späteren Zeitpunkt sehr leicht in einem bestehenden Antriebskonzept ausgetauscht werden können.

Die einzelnen Rahmen einer Baureihe unterscheiden sich dabei in den Abmessungen der Längs- und/oder Querträger zur Beschreibung der Außenabmessung des Rahmengrundelementes nach den Grundsätzen der Ähnlichkeitsgesetze oder durch unterschiedliche Änderungen der Abmessungen von Längs- und Querträgern oder nur hinsichtlich ihrer Abmessungen der Längs- oder Querträger.

Das Rahmengrundelement jedes Rahmens ist vorzugsweise im wesentlichen biegesteif und torsionselastisch ausgeführt. Dies bietet die Möglichkeit einer optimalen Aufnahme und Einleitung von Kräften. Die erfindungsgemäße Lösung wird anhand von Fig. 1 bis 4 erläutert. Diese verdeutlichen unterschiedliche Rahmen einer Rahmenbaureihe, welche jeweils hinsichtlich der an diesen aufzuhängenden Zusatzaggregate, wie beispielsweise Kühleinrichtungen oder Antriebsmaschinen differieren.

Die Fig. 1 verdeutlicht die schematisch vereinfachter Darstellung den Grundaufbau eines Rahmens 1 einer erfindungsgemäßen Rahmenbaureihe für Triebwagen mit dieselhydraulischen Antriebssystemen. Der Rahmen 1 umfaßt einen Hauptrahmen 2, welcher aus einem Rahmengrundelement 3 besteht, welches aus Längsträgern 4.1 und 4.2 und Querträgern, im dargestellten Fall 5.1, 5.2, 5.3 und 5.4 aufgebaut ist. Die Querträger 5.1 bis 5.4 und die Längsträger 4.1 und 4.2 beschreiben dabei hinsichtlich ihrer Ausführung und Zuordnung zueinander eine bestimmte Grundgeometrie, welche anhand eines Triebwagentyps mit den extremsten Belastungen ausgelegt wird. Die beiden Querträger 5.1 und 5.4 bilden dabei die Hauptquerträger, die im wesentlichen auch die äußeren Abmessungen des Rahmens 1 in Fahrtrichtung des Triebwagens begrenzen. Diese tragen des weiteren Mittel 7 zur Aufhängung im Fahrzeug. Das Rahmengrundelement 3 ist dabei in einer Ansicht von oben im wesentlichen als Leiterstruktur beschreibbar. In der Seitenansicht oder wie in der Fig. 1 in Kavalierperspektive dargestellt sind die einzelnen Träger, insbesondere die Hauptquerträger 5.1 und 5.4 und demzufolge die diese verbindenden Längsträger 4.1 und 4.2 in unterschiedlichen Ebenen angeordnet oder erstrecken sich über mehrere Ebenen hinweg. Dem Hauptrahmen 2 ist des weiteren ein Hilfsrahmen 8 zugeordenbar, an welchem die für unterschiedliche Triebwagen unterschiedliche Antriebsaggregate, bsp. Dieselmotoren befestigt werden. Der Hilfsrahmen 8 kann dabei lösbar mit dem Hauptrahmen 2 verbunden sein oder aber als eigenständiges Rahmenelement im Bereich des Hauptrahmens 2 angeordnet werden.

Die Fig. 2 verdeutlicht einen weiteren zweiten Rahmen 1.2 einer Rahmenbaureihe, zu der auch der in Fig. 1 dargestellte Rahmen gehört, in Kavalierperspektive. Auch dieser umfaßt einen Hauptrahmen 2.2, der hinsichtlich des geometrischen Aufbaus des Rahmengrundelementes 3.2 dem in der Fig. 1 beschriebenen entspricht. Dieser umfaßt die zwei äußeren Hauptquerträger 5.21 und 5.24, welche über die Längsträger 4.21 und 4.22 miteinander verbunden sind. Zur zusätzlichen Versteifung sind mindestens ein weiterer Querträger, hier 5.22, 5.23 und 5.25 zwischen den äußeren Hauptquerträgern 5.21 und 5.24 räumlich angeordnet. Die Längsträger 4.21 und 4.22 sowie die Abmessungen der Querträger 5.21 bis 5.25 unterscheiden sich dabei hinsichtlich ihrer jeweiligen Längen gegenüber der in der Fig. 1 beschriebenen Ausführung. Dabei besteht die Möglichkeit, daß bei den äußeren Hauptquerträgern 5.21 und 5.24 lediglich die Anlenkpunkte 9.21, 9.22, 9.23, 9.24 für die Längsträger 4.21 und 4.22 verändert werden, wobei die absolute Breitenabmessung des Rahmens 1 aufgrund dieser beiden Querträger erhalten bleibt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, nur die äußeren Abmessungen dieser Querträger 5.21 und 5.25 zu verändern, während die Anlenk- bzw. Befestigungspunkte gegenüber eine Ausführung Fig. 1 gleich bleiben. Vorzugsweise wird eine Ausführung gemäß Fig. 2 aus einer Ausführung gemäß Fig. 1 lediglich durch Änderung der die äußeren Abmessungen beschreibenden Bauelemente in gleichem Maße gewonnen. Zusätzlich ist ein Hilfsrahmen 8.2 für die Aufhängung der Verbrennungskraftmaschine vorgesehen. Dieser kann lösbar mit dem Hauptrahmen 2.2 verbunden bzw. an diesem aufgehangen sein. Die Querträger 5.22 bzw. 5.23 dienen zusätzlich der Befestigung bzw. Aufhängung einer Kühlanlage, weshalb dieser Bereich des Rahmens auch in Fahrtrichtungbetrachtet größer ausgeführt ist als bei Fig. 1.

Die Fig. 3 verdeutlicht einen weiteren Rahmen 1.3 einer erfindungsgemäßen gestalteten Rahmenbaureihe, welche einen Hauptrahmen 2.3 aufweist, der hinsichtlich seines Grundaufbaus im wesentlichen dem in der Fig. 1 und 2 beschriebenen entspricht. Der Hauptrahmen umfaßt auch hier die beiden Längsträger 4.31 und 4.32, die über die äußeren Hauptquerträger 5.41 und 5.44, welche auch die Mittel 7.3 zur Aufhängung tragen, miteinander verbunden sind, wobei weitere Querträger 5.32, 5.33 und 5.34 vogesehen sind. Auch hier sind die Querträger 5.32, 5.33, 5.35 im wesentlichen in einer Ebene angeordnet, während die Querträger 5.31 und 5.34 jeweils in einer weiteren zweiten und dritten Ebene angeordnet sind. Die Ausführung der Längsträger 4.31 und 4.32 hinsichtlich der Geometrie dient dabei der Verbindung mit allen Querträgern 5.31 bis 5.35, wobei dies eine entsprechende Ausgestaltung der Längsträger 4.31 und 4.32 bedingt.

Bei der in der Fig. 3 dargestellten Ausführung ist ein Hilfsrahmen 8.3 vorgesehen, welcher ebenfalls räumlich zwischen den äußeren Querträgern 5.31 und 5.34 angeordnet ist. Fig. 4 verdeutlicht eine Weiterentwicklung einer Ausführung gemäß Fig. 3 mit Eignung für eine Unterflurantriebseinheit, wobei die Anpassung lediglich durch die Änderungen der äußeren Abmessungen der Querträger 5.41, 5.44 sowie der Längsträger 4.41 und 4.42 erzielt wird. Die übrigen Zwischenträger, die Querträger 5.42, 5.43 und 5.45 ergeben sich hinsichtlich ihrer Abmessungen aus den geometrischen Veränderungen der beiden Hauptquer- und Längsträger 5.41, 5.44 bzw. 4.41 und 4.42. Auch hier bedingen die Änderungen der Breitenabmessungen des Rahmens 1.4 Änderungen der Anlenkpunkte für die Längsträger 4.41 und 4.42 an den äußeren Querträgern 5.41 und 5.42.

Bezugszeichenliste

1

,

1.2

,

1.3

,

1.4

Rahmen

2

,

2.2

,

2.3

,

2.4

Hauptrahmen

3

,

3.2

,

3.3

,

3.4

Rahmengrundelement

4.1

,

4.2

,

4.2.1

,

4.2.2

,

4.3.1

,

4.3.2

,

4.4.1

,

4.4.2

Längsträger
5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.2.1, 5.2.2, 5.2.3, 5.2.4, 5.2.5, 5.3.1, 5.3.2, 5.3.3, 5.3.4, 5.3.5, 5.4.1, 5.4.2, 5.4.3, 5.4.4, 5.4.5, Querträger

6

Querträger

7

Mittel zur Aufhängung

8

,

8.2

,

8

,

3

Hilfsrahmen

9.21

,

9.22

,

9.23

,

9.24

Anlenkpunkte

Claims (9)

1. Rahmenbaureihe für eine Vielzahl unterschiedlicher Triebwagentypen mit dieselhydraulischem Antriebssystem;

• 1. 1.1 jeder Rahmen umfaßt einen Hauptrahmen, umfassend ein Rahmengrundelement aus in einer bestimmte vordefinierten Rahmengrundgeometrie zusammengefügten Längs- und Querträgern;
• 2. 1.2 mit dem Rahmengrundelement zugeordneten Aufhängeeinrichtungen;
• 3. 1.3 mit einem austauschbaren Hilfsrahmen;
• 4. 1.4 die einzelnen Rahmengrundelemente der Rahmen einer Baureihe weisen die gleiche Grundgeometrie hinsichtlich des Aufbaus aus Längsträgern und Querträgern auf, wobei die Anpassung an unterschiedliche Triebwagentypen nur durch eine Änderung der geometrischen Abmessungen der Längs- und/oder Querträger und/oder den Austausch des Hilfsrahmens erfolgt.

2. Rahmenbaureihe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optimale Grundgeometrie anhand eines Triebwagens mit den größten Abmessungen und den höchstmöglich auftretenden Belastungen bestimmt wird.

3. Rahmenbaureihe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen einzelnen Rahmen der Baureihe auftretenden Änderungen der Abmessungen der Längs- und/oder Querträger zur Beschreibung der Außenabmessung des Rahmengrundelementes den Grundsätzen der Ähnlichkeitsgesetze entsprechen.

4. Rahmenbaureihe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen einzelnen Rahmen der Baureihe auftretenden Änderungen der Abmessungen nur die Längs- oder Querträger betreffen.

5. Rahmenbaureihe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rahmengrundelement jedes Rahmens im wesentlichen biegesteif und torsionselastisch ausgeführt ist.

6. Rahmenbaureihe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptrahmen ein Rahmengrundelement aus mindestens zwei Längsträgern und zwei die Aufhängeeinrichtung tragenden Hauptquerträgern umfaßt.

7. Rahmenbaureihe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Hauptquerträgern eine Vielzahl von weiteren Querträgern zur Abstützung von Antriebskomponenten vorgesehen sind.

8. Rahmenbaureihe nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptquerträger des Rahmengrundelementes in einer oder mehreren unterschiedlichen Ebenen zu den weiteren, dazwischen angeordneten Querträgern angeordnet sind und die Längsträger hinsichtlich ihrer Geometrie zur Verbindung zwischen den einzelnen Querträgern ausgeführt sind.

9. Rahmenbaureihe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Hilfsrahmen am Hauptrahmen lösbar befestigt ist.