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Die
Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug, insbesondere eine Lokomotive
oder einen Triebkopf. Die Erfindung betrifft ferner eine tragende
Konstruktion, insbesondere einen hochdynamisch belasteten Fahrzeugkasten
mit zumindest einem Träger,
in den Gewichtskräfte
einer Einrichtung und optional außerdem weitere Lasten (z. B.
Zug- und Bremskräfte, Längsbeschleunigungen,
wie z. B. von Rangierstößen) des
Schienenfahrzeugs eingeleitet sind.
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Bei
Lokomotiven und Triebköpfen
werden große
Aggregate, wie z.B. das Dieselmotor-Generatoraggregat, üblicherweise
auf massiven Stahlplatten oder Stahlgussplatten angeordnet. Die
Platten weisen Sacklochgewinde auf, die mit Durchgangsbohrungen
durch vorstehende Teile des Aggregats fluchten. Schrauben erstrecken
sich durch die Durchgangsbohrungen hindurch und sind in die Sacklochgewinde
eingeschraubt.
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Nachteilig
an dieser Art der Befestigung ist die unterschiedliche mechanische
Steifigkeit (insbesondere Torsionssteifigkeit) der Platten und der
Träger,
mit denen sie verbunden sind und in die die von den Platten aufgenommene
Gewichtskraft eingeleitet wird. Ferner sind die Abstände zwischen
verschiedenen Sacklochgewinden mit hoher Präzision einzuhalten, d.h. die
Fertigungstoleranz ist sehr gering. Andernfalls kommt es zu punktuellen
Belastungen und zu mechanischen Verspannungen. Mit dieser hohen geforderten
Präzision
ist hoher fertigungstechnischer Aufwand für die Prüfung sowohl des Materials der Befestigungen
als auch für
das Fertigungsergebnis verbunden.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Befestigung für Schienenfahrzeuge
anzugeben, die eine leichte Bauweise ermöglicht, auf einfachere Weise
hergestellt werden kann und die Montage erleichtert. Außerdem soll
die Befestigung insbesondere hohen dynamischen, statischen und technischen
Anforderungen gewachsen sein, wie sie bei der Befestigung von Antriebsaggregaten
in Maschinenräumen
von Lokomotiven üblich
sind.
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Es
wird ein Träger
vorgeschlagen, der dazu dient, die Gewichtskräfte zumindest einer Einrichtung des
Schienenfahrzeugs und optional außerdem auch Druckbelastungen
(z. B. Zug- und Bremskräfte, Längsbeschleunigungen,
z.B. von Rangierstößen) aufzunehmen,
wobei der Träger
ein Kontaktteil trägt und
mit diesem verbunden ist. Das Kontaktteil weist eine Befestigungsplatte
auf, auf der die Einrichtung bei hergestellter Befestigung lastet.
Die Befestigungsplatte weist zumindest eine erste Durchgangsbohrung
auf, die sich durch die Befestigungsplatte hindurch von einer Oberseite,
an der die Einrichtung bei hergestellter Befestigung an der Befestigungsplatte
anliegt, zu einer Unterseite erstreckt. Wenn die Einrichtung an
der Befestigungsplatte befestigt ist, fluchtet zumindest eine zweite
Durchgangsbohrung, die an der Einrichtung ausgeformt ist, mit der
ersten Durchgangsbohrung. Insbesondere kann die Befestigungsplatte
z.B. vier oder sechs solcher ersten Durchgangsbohrungen aufweisen
und weist die Einrichtung dementsprechend zumindest ebenfalls vier oder
sechs solcher zweiten Durchgangsbohrungen auf, die im befestigten
Zustand jeweils mit einer der ersten Durchgangsbohrungen fluchten.
Es ist jedoch jede andere Zahl von Durchgangsbohrungen in der Befestigungsplatte
und dementsprechend an der Einrichtung möglich. Auch weist die tragende
Konstruktion des Schienenfahrzeugs vorzugsweise eine Mehrzahl der
Kontaktteile mit jeweils zumindest einer der Befestigungsplatten
auf. Auf diese Weise kann die Einrichtung an verschiedenen Stellen
an der tragenden Konstruktion befestigt werden und können die
Gewichtskräfte
der Einrichtung an den verschiedenen Stellen in die tragende Konstruktion
eingeleitet werden.
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Im
befestigten Zustand erstreckt sich eine Schraube durch die erste
und die fluchtend dazu angeordnete zweite Durchgangsbohrung hindurch,
so dass die Einrichtung und das Kontaktteil miteinander verschraubt
sind. Die Verschraubung weist vorzugsweise an der dem Schraubenkopf
gegenüberliegenden
Seite zumindest eine Distanzhülse
auf sowie eine Schraubenmutter, die an dem freien Ende der Schraube
aufgeschraubt ist und die Distanzhülse gegen den Schraubenkopf
presst. Dadurch wird auch die Einrichtung gegen die Oberseite der
Befestigungsplatte gepresst.
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Auf
diese Weise kann auf Gewindebohrungen verzichtet werden. Auch ist
es möglich,
die Durchgangsbohrungen mit etwas größerem Durchmesser auszuführen, als
für das
Hindurchstecken der Befestigungsschraube unbedingt erforderlich
ist. Fertigungstoleranzen der Abstände verschiedener Durchgangsbohrungen
können
auf diese Weise ausgeglichen werden.
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Die
vorgeschlagene Ausführungsform
ist Platz sparend und dennoch stabil.
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Wenn
hier von einer Durchgangsbohrung die Rede ist, so schließt dies
auch Durchgangslöcher
mit ein, die auf andere Weise als durch Bohren erzeugt wurden. Auch
wenn das Bohren bevorzugt wird, kann das Durchgangsloch in der Befestigungsplatte und/oder
in der Einrichtung auch auf andere Weise gefertigt werden, z.B.
durch eine Ausführung
der Befestigungsplatte als entsprechendes Gussteil.
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Bevorzugtermaßen weist
der Träger
eine Aussparung auf, in die das Kontaktteil eingebracht ist. Vorzugsweise
ist das Kontaktteil mit dem Träger verschweißt. Beispielsweise
handelt es sich bei dem Träger
um einen im Boden des Maschinenraums einer Lokomotive verlaufenden
Längsträger und
nimmt die Aussparung etwas mehr als die Hälfte der Höhe des Längsträgers ein. Die Befestigungsplatte
kann so in der Aussparung angeordnet sein, dass ihre Oberfläche an der
Oberseite geringfügig
höher angeordnet
ist als die Oberfläche
des Längsträgers neben der
Aussparung. Auf diese Weise ist eine definierte Auflagezone durch
die Befestigungsplatte gebildet, auf die die Einrichtung aufzusetzen
ist.
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In
bevorzugter Ausgestaltung ist die Befestigungsplatte durch Stützelemente
nach unten (und zumindest durch einen Teil der Stützelemente,
vorzugsweise auch seitlich) gegen den Träger abgestützt. Dabei kann die Abstützung der
Stützelemente insbesondere
am Rand der Aussparung stattfinden.
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Die
Bauweise mit den Stützelementen schafft
ein besonders leichtes Kontaktteil, das dennoch in hohem Maße torsionssteif
ausgeführt
sein kann und damit das Biegewiederstandsmoment des Trägers nicht
beeinflusst.
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Eine
weniger bevorzugte Alternative zu der Ausführung mit den Stützelementen
besteht darin, die Befestigungsplatte zumindest stellenweise durch ein
massives Teil zu unterstützen,
das soweit wie erforderlich an der Unterseite der Durchgangsbohrungen
ausgespart ist.
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Bei
der Ausführung
mit den Stützelementen definieren
diese unterhalb der zumindest einen ersten Durchgangsbohrung einen
von seitlich unten zugänglichen
Freiraum, der frei von Material des Kontaktteils und des Trägers ist.
Der Zugang zu der durch die Durchgangsbohrung hindurchführenden
Schraube ist somit gewährleistet
und die Durchgängigkeit des
geschlossenen Trägerprofils
bleibt weiterhin bestehen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
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1 einen
Längsträger mit
einer Ausnehmung, in die ein Kontaktteil eingebracht ist, und
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2 einen
Querschnitt durch das Kontaktteil und den Träger gemäß
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1,
wobei jedoch eine Einrichtung, insbesondere ein Antriebsaggregat
einer Lokomotive von oben an der Befestigungsplatte des Kontaktteils
angeschraubt ist.
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Die
dreidimensionale Darstellung von 1 zeigt einen
Längsträger 1,
der insbesondere Bestandteil einer tragenden Fahrzeugkonstruktion
einer Lokomotive ist. Er kann im Bodenbereich des Maschinenraums
der Lokomotive angeordnet sein und sich z.B. mit seiner in der 1 in
Querrichtung verlaufenden Längsachse
in Fahrtrichtung der Lokomotive erstrecken.
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Der
Träger 1 weist
eine nach oben offene Ausnehmung 3 auf, in die ein Kontaktteil 5 eingeschweißt ist.
Das Kontaktteil 5 weist an den Rändern der Ausnehmung 3 in
Längsrichtung
des Trägers 1 zwei
an den gegenüberliegenden
Enden der Ausnehmung 3 angeordnete stirnseitige Platten 7a, 7b auf. Wie
aus 1 und im Querschnitt aus 2 erkennbar
ist, sind die Platten 7a, 7b am oberen Rand der Ausnehmung 3 durch
eine durchgehende Befestigungsplatte 9 miteinander verbunden.
Wie ebenfalls aus 1 und 2 erkennbar
ist, sind die Platten 7a, 7b ferner durch zwei
ebenfalls plattenförmige Stützelemente 17a, 17b verbunden,
die an ihrer Oberkante mit der Befestigungsplatte 9 verschweißt sind
und sich leicht abgewinkelt in dem in 2 dargestellten
Querschnitt schräg
nach unten bis zum Boden der Aussparung 3 erstrecken, wobei
ihr Abstand von oben nach unten zunimmt, so dass eine stabile Abstützung nach
unten gewährleistet
ist.
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In
der bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Stützelemente 17a, 17b durch
eine Verbindungsplatte 15, die sich in horizontaler Richtung
erstreckt, miteinander verbunden. Auf diese Weise ist die Stützkonstruktion
zusätzlich
stabilisiert. Ferner existieren zwei weitere Stützelemente 13a, 13b,
die sich etwa als dreieckförmige
plattenförmige
Elemente von oben in der Mitte der Längserstreckung der Befestigungsplatte 9 von
dieser nach unten erstrecken, und zwar seitlich jeweils außen der
Stützelemente 17a, 17b. 2 zeigt
diese beiden Stützelemente 13a, 13b,
obwohl sie nicht in der in 2 dargestellten
Schnittebene verlaufen.
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Alle
Stützelemente 13a, 13b, 17a, 17b,
die Aussteifung 15 und die stirnseitigen Platten 7a, 7b sowie
die Befestigungsplatte 9 selbst können an den Berührungszonen
untereinander über
Linienschweißnähte miteinander
verbunden sein, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge der
Berührungszonen
erstrecken.
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1 zeigt,
dass die Befestigungsplatte 9 vier Durchgangsbohrungen 11a-11d aufweist.
Zwei der Befestigungsbohrungen 11b, 11c liegen
in der Schnittebene von 2.
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In
dem in 2 dargestellten befestigten Zustand ist eine Einrichtung 19,
die an ihrer Unterseite eine Platte 21 aufweist, vollflächig von
oben mit der Befestigungsplatte 9 in Kontakt, so dass die
Gewichtskräfte
der Einrichtung 19 großflächig über die Befestigungsplatte 9 in
das Kontaktteil und damit in den Träger 1 eingeleitet
werden.
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Durch
die Durchgangsbohrungen 11 ist bei oben liegendem Schraubenkopf 23b, 23c jeweils eine
Schraube 22b, 22c durch die jeweils eine Durchgangsbohrung
in der Platte 21 und eine entsprechende, fluchtend angeordnete
Durchgangsbohrung 11 hindurchgesteckt. An der Unterseite
der Befestigungsplatte 9 ist eine Distanzhülse 25b, 25c auf
die Schraube 22b, 22c aufgesteckt und durch Festschrauben
einer Schraubenmutter 26b, 26c gegen die Unterseite
der Befestigungsplatte 9 festgezogen. Zwischen dem Schraubenkopf 23b, 23c und
der Oberseite der Platte 21 ist jeweils eine ringförmige Beilagscheibe 29b, 29c angeordnet.
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Zusammenfassend
hat die Erfindung folgende Vorteile: Der Kraftfluss beim Einleiten
der Gewichtskräfte
der Einrichtung in den Träger
wird durch das Kontaktteil nur geringfügig gestört. Das Kontaktteil weist eine
hohe Torsionssteifigkeit auf, insbesondere im Vergleich zu einer
Befestigungsplatte mit Sacklochbohrungen (die große Unterschiede,
d.h. Sprünge,
der Materialdicke des Trägers
bedeuten), die nicht in der Art der Erfindung durch Stützelemente abgestützt ist.
Durch die überwiegend
als Linienschweißnähte ausgeführten Fügezonen
und durch die geringen Querschnitte der Bestandteile des Kontaktteils
ist die thermische Belastung der beteiligten Komponenten gering.
Dementsprechend ist auch der mechanische Verzug aufgrund des Fügeprozesses gering.
Die mit dem Kontaktteil herstellbaren Verbindungen können in
hohem Grade reproduzierbar hergestellt werden. Schrauben und Muttern
können
bei einem Ausbau oder Wechsel der an dem Träger befestigten Einrichtung
auf einfache Weise und kostengünstig
ausgetauscht werden. Es befinden sich keinerlei Gewinde fest an
dem Träger,
die beschädigt werden
könnten.
Es bestehen größere Toleranzen
für die
Fertigung, da Durchgangsbohrungen ohne Gewinde Positionskorrekturen
erlauben. Der Fertigungsaufwand für die Herstellung von Sackgewinden entfällt. Die
Kontaktteile können
auf einfache Weise korrosionsarm ausgeführt werden. Hierfür reicht
insbesondere die Wahl eines geeigneten Materials für die Befestigungsplatte
aus. Dies betrifft insbesondere auch die Korrosion durch sonst etwaig
vorhandene Materialunterschiede zwischen Befestigungsplatte und
Träger
sowie zwischen Befestigungsplatte und aufliegender Einrichtung.
Im Ergebnis kann auf einfache Weise und mit hoher Sicherheit ein
gutes Befestigungsergebnis erzielt werden.