DE102016113907B3 - Undercarriage of a rail vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Untergestell eines Schienenfahrzeuges, umfassend zwei auf Rädern abstützbare Kopfstücke (1) sowie einen Mittelträger (2), dessen Längsachse die Längsachse (A) des Schienenfahrzeuges ausbildet, wobei jedes Kopfstück (1) und der Mittelträger (2) über jeweils einen Anschlussflansch (3.1, 3.2) lösbar miteinander verbunden sind. Dieses Untergestell soll Kostenersparnisse bei Konstruktion und Bau von Schienenfahrzeugen sowie einen weniger kapitalintensiven Betrieb von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Schienengüterwagen, ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass mindestens ein Kopfstück (1) mittels eines Schwenklagers (4) um eine zur Längsachse des Schienenfahrzeuges rechtwinklige horizontale Schwenkachse (B) drehbar gelagert ist, wobei die Schwenkachse (B) des Schwenklagers (4) in einer durch einen der beiden Anschlussflansche (3.1, 3.2) aufgespannten Ebene liegt.The invention relates to a subframe of a rail vehicle, comprising two head pieces (1) which can be supported on wheels, and a center carrier (2), the longitudinal axis of which forms the longitudinal axis (A) of the rail vehicle, each head piece (1) and the center carrier (2) each having one Connection flange (3.1, 3.2) are detachably connected together. This subframe is to allow cost savings in the design and construction of rail vehicles and a less capital-intensive operation of rail vehicles, especially rail freight cars. This is inventively achieved in that at least one head piece (1) by means of a pivot bearing (4) about a perpendicular to the longitudinal axis of the rail vehicle horizontal pivot axis (B) is rotatably mounted, wherein the pivot axis (B) of the pivot bearing (4) in a by a the two connecting flanges (3.1, 3.2) spanned plane is located.
Description
Die Erfindung betrifft ein Untergestell eines Schienenfahrzeuges, umfassend zwei auf Rädern abstützbare Kopfstücke sowie einen Mittelträger, dessen Längsachse die Längsachse des Schienenfahrzeuges ausbildet, wobei jedes Kopfstück und der Mittelträger über jeweils einen Anschlussflansch lösbar miteinander verbunden sind. The invention relates to a subframe of a rail vehicle, comprising two head pieces which can be supported on wheels and a center carrier whose longitudinal axis forms the longitudinal axis of the rail vehicle, wherein each head piece and the center carrier are detachably connected to one another via a respective connecting flange.
Derartige Untergestelle für Schienenfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise die
Ein möglicher technischer Ansatz, die Anschlussflansche von Kopfstück und Mittelträger miteinander zu verschrauben, hat sich als nicht dauerhaft für den Eisenbahnbetrieb erwiesen, da die Schraubverbindungen für die zu übertragenden Zuglasten derart groß dimensioniert werden müssten, dass dies negative Auswirkungen auf das Gewicht und die konstruktive Ausgestaltung des Untergestells hätte. In
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Untergestell eines Schienenfahrzeuges, umfassend zwei auf Rädern abstützbare Kopfstücke sowie einen Mittelträger bereitzustellen, dessen Längsachse die Längsachse des Schienenfahrzeuges ausbildet, wobei jedes Kopfstück und der Mittelträger über jeweils einen Anschlussflansch lösbar miteinander verbunden sind, welcher Kostenersparnisse bei Konstruktion und Bau von Schienenfahrzeugen sowie einen weniger kapitalintensiven Betrieb von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Schienengüterwagen, ermöglicht. The object of the present invention is to provide a subframe of a rail vehicle, comprising two supportable on wheels head pieces and a center support whose longitudinal axis forms the longitudinal axis of the rail vehicle, each headpiece and the center carrier are connected to each other via a connecting flange releasably, which cost savings Design and construction of rail vehicles and a less capital-intensive operation of rail vehicles, especially rail freight cars allows.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass mindestens ein Kopfstück mittels eines Schwenklagers um eine zur Längsachse des Schienenfahrzeuges rechtwinklige horizontale Schwenkachse drehbar gelagert ist, wobei die Schwenkachse des Schwenklagers in einer durch einen der beiden Anschlussflansche aufgespannten Ebene liegt. Hierdurch wird nicht nur die Übertragbarkeit von Zugkräften zwischen Kopfstück und Mittelträger verbessert, sondern auch die relative Positionierbarkeit von Kopfstück und Mittelträger zueinander verbessert. Über das im Wesentlichen quer zur Haupt-Zuglast-Richtung angeordnete Schwenklager lassen sich bei ähnlicher Dimensionierung größere Kräfte in Schienenfahrzeug-Längsrichtung übertragen als über herkömmliche, ausschließlich in ihrer Längsrichtung belastete Schraubverbindungen zwischen Kopfstück und Mittelträger. Zudem können nach dem Herstellen des Schwenklagers und während des Zusammenfügens von Kopfstück und Mittelträger in die vom Schwenklager weiter entfernt liegenden Bereiche zwischen den beiden Anschlussflanschen zusätzliche Futterelemente eingelegt werden, durch deren Dicke die Winkelstellung des Kopfstücks in Bezug auf den Mittelträger in allen Raumrichtungen einstellbar ist. Auf diese Weise ist beispielsweise eine exakte Pufferstellung in Bezug auf den Mittelträger mit vergleichsweise einfachen Mitteln erzielbar. This is inventively achieved in that at least one head piece by means of a pivot bearing about a perpendicular to the longitudinal axis of the rail vehicle horizontal pivot axis is rotatably mounted, wherein the pivot axis of the pivot bearing is in a plane defined by one of the two connecting flanges plane. As a result, not only the transferability of tensile forces between the head piece and center support is improved, but also improves the relative positioning of the head piece and center support each other. By virtue of the pivot bearings which are arranged substantially transversely to the main tensile load direction, larger forces can be transmitted in the longitudinal direction of the rail vehicle with similar dimensioning than via conventional screw connections between the head piece and center support, which are loaded exclusively in their longitudinal direction. In addition, after the manufacture of the pivot bearing and during the assembly of the head piece and the center support in the areas further away from the pivot bearing areas between the two flanges additional lining elements can be inserted through the thickness of the angular position of the head piece with respect to the center support in all directions is adjustable. In this way, for example, an exact buffer position with respect to the center carrier can be achieved with comparatively simple means.
Es ist auch sehr vorteilhaft, dass die Kopfstücke auf diese Weise mit wenig Aufwand vom Mittelträger trennbar sind, ohne dass dies zu Beschädigungen an diesen Bauteilen führen würde. Dies ist sehr sinnvoll, da insbesondere die Mittelträger durch die während des Betriebs des Schienenfahrzeuges fortwährende Beaufschlagung mit wechselnden dynamischen und statischen Längs- sowie Querkräften einer starken mechanischen Belastung ausgesetzt sind und dadurch schneller verschleißen als die Kopfstücke. Die Erfindung ermöglich einen vergleichsweise einfachen Austausch des verschlissenen Mittelträgers eines Untergestells gegen einen neuen Mittelträger. In hierzu analoger Weise kann bei einem erfindungsgemäß ausgeführten Untergestell ein Mittelträger, der hinsichtlich seiner Konstruktion und baulichen Gestaltung – beispielsweise hinsichtlich seiner Länge oder der Anschlüsse zur Aufnahme von Wechselbehältern oder sonstigen festen Wagenaufbauten – nicht mehr den aktuellen Anforderungen entspricht, gegen einen anders konzipierten längeren oder kürzeren Mittelträger ausgetauscht werden. Die Kopfstücke und Mittelträger können unabhängig voneinander vorproduziert und beim Hersteller des Schienenfahrzeuges oder an einem sonstigen Instandhaltungs-Stützpunkt auf Vorrat gehalten und bedarfsweise gegen die Kopfstücke bzw. Mittelträger vorhandener Schienenfahrzeuge mit erfindungsgemäßem Untergestell getauscht werden. Auf diese Weise kann auch für die Untergestelle von Schienenfahrzeugen ein modulares Baukastensystem geschaffen werden, welches eine einfache und kostengünstige Realisierung von Untergestellen für Container oder Aufbauten verschiedenster Arten und Größen ermöglicht. Die Kopfstücke und Mittelträger des Untergestells sind standardisierbar und in großen Losgrößen vorfertigbar, wobei die Fertigung in zeitlicher Hinsicht von konkreten Kundenaufträgen entkoppelt realisiert werden kann. It is also very advantageous that the head pieces are separable in this way with little effort from the center carrier, without this would lead to damage to these components. This is very useful, since in particular the center girders are exposed by the continuous during operation of the rail vehicle loading with alternating dynamic and static longitudinal and transverse forces of a strong mechanical load and thereby wear faster than the head pieces. The invention enables a comparatively simple replacement of the worn center support of a base frame against a new center support. In this analogous manner, in a inventively designed undercarriage, a center carrier, which no longer meets the current requirements in terms of its construction and structural design - for example, in terms of its length or connections for receiving swap bodies or other fixed car bodies - against a differently designed longer or shorter center carrier to be replaced. The head pieces and center girders may be pre-produced independently of each other and may be manufactured by the manufacturer of the rail vehicle or by any other means Maintenance base kept in stock and, if necessary, be exchanged for the head pieces or center support existing rail vehicles with inventive undercarriage. In this way, a modular modular system can be created for the bases of rail vehicles, which allows a simple and cost-effective implementation of bases for containers or structures of various types and sizes. The head pieces and center supports of the undercarriage can be standardized and can be prefabricated in large lot sizes, whereby the production can be realized in terms of time decoupled from concrete customer orders.
Die Kopfstücke eines erfindungsgemäßen Untergestells sind über Einzelachs- oder Drehgestell-Laufwerke auf den Schienen abgestützt. Ferner sind sämtliche Bremskomponenten sowie die Kupplungen bzw die Zug- und Stoßeinheiten in die Kopfstücke integriert. Auf diese Weise werden die Mittelträger weitestgehend frei von technischen Komponenten und Sondereinbauten gehalten und weisen nur Steuerleitungen und / oder Durchgangsleitungen für Medien wie beispielsweise Druckluft oder elektrische Energie auf, welche für sich genommen jeweils auf äußerst einfache Weise an die Länge des Mittelträger anpassbar sind und damit keine großen Aufwände erfordern. Dies vereinfacht die Konstruktion und Fertigung eines erfindungsgemäßen Untergestells deutlich. In besonders bevorzugter Weise ist ein Mittelträger aus zwei zueinander parallelen Längsträgern und einer in Abhängigkeit von der Länge des Mittelträgers skalierbaren Anzahl von Querträgern ausgeführt, an deren außenliegenden distalen Enden jeweils ein Verriegelungszapfen zur Aufnahme von containerisierten Aufbauten angeordnet ist. Die Verriegelungszapfen bilden dabei eine im Wesentlichen horizontale Ladeebene des Untergestells aus. The head pieces of a chassis according to the invention are supported on the rails via single axle or bogie drives. Furthermore, all brake components and the couplings or the tensile and impact units are integrated into the head pieces. In this way, the center girders are kept largely free of technical components and special installations and have only control lines and / or passage lines for media such as compressed air or electrical energy, which are taken in each case in an extremely simple manner to the length of the center support and thus do not require much effort. This significantly simplifies the construction and manufacture of a subframe according to the invention. In a particularly preferred manner, a center support is made of two mutually parallel longitudinal members and a scalable in dependence on the length of the center support number of cross members, at the outer distal ends of each a locking pin for receiving containerized structures is arranged. The locking pins form a substantially horizontal loading plane of the undercarriage.
Hierbei sind in einer bevorzugten Ausführungsform die Drehzapfen des Schwenklagers an einem Untergurt des Kopfstücks sowie die Lagerbuchsen des Schwenklagers an einem Untergurt des Mittelträgers ausgebildet. Das Schwenklager ist dabei im unteren, d.h. von der Ladeebene des Untergestells entfernten und dem Gleis am nächsten liegenden, Bereich des Untergurtes angeordnet. Eine solche Ausgestaltung des Schwenklagers verbessert die Kraftübertragung zwischen Kopfstück und Mittelträger des Untergestells, da die Schwenklager am Ort der maximalen Zugkräfte angeordnet sind. Die Lasteinleitung durch die auf die Ladeebene des Untergestells aufgesetzten Aufbauten bzw. Container bewirkt ein Vorherrschen von Zugkräften in den Untergurten der Längsträger von Kopfstück und Mittelträger. Diese werden bei Bewegung des Schienenfahrzeuges in einem Zugverband zusätzlich noch durch die über die Kupplungen bzw. Zugvorrichtungen in das Kopfstück eingeleiteten dynamischen Zugkräfte überlagert. Here, in a preferred embodiment, the pivots of the pivot bearing are formed on a lower flange of the head piece and the bearing bushes of the pivot bearing on a lower flange of the center support. The pivot bearing is in the lower, i. away from the loading level of the underframe and the track nearest, located area of the lower flange. Such a configuration of the pivot bearing improves the power transmission between the head piece and the center support of the underframe, since the pivot bearings are arranged at the location of the maximum tensile forces. The load introduction by the attached to the loading level of the undercarriage structures or containers causes a prevalence of tensile forces in the lower chords of the side rail of the head piece and center girder. These are additionally superimposed upon movement of the rail vehicle in a train formation by the introduced via the couplings or pulling devices in the head piece dynamic tensile forces.
Die Erfindung sieht ferner vor, dass das Kopfstück mittels einer Schraubbolzen-Verbindung gegen den Mittelträger fixierbar ist. Diese Schraubbolzen-Verbindung ist an dem vom Schwenklager entfernten oberen, d.h. der Ladeebene des Untergestells am nächsten liegenden, Bereich des Untergurtes angeordnet. Die Schraubbolzen-Verbindung ist in einer Zone mit – im Vergleich zum unteren bzw. tiefer zum Gleis hin liegenden Teil der Untergurte – geringeren zu übertragenden Zugkräften angeordnet, was vorteilhaft für die Dimensionierung des Schraubbolzen ist, und sichert die Schwenklager-Verbindung im unteren Bereich der Untergurte. Dieses Konzept ermöglicht das Einlegen von Futterstücken zwischen den Anschlussflanschen von Kopfstück und Mittelträger, mit denen fertigungsbedingte Maßabweichungen von Kopfstücken und Mittelträger ausgeglichen und ein exakt horizontaler Anschluss des Kopfstückes am Mittelträger realisiert werden kann. The invention further provides that the head piece can be fixed by means of a bolt connection against the center carrier. This bolt connection is at the top of the pivot bearing, i. the loading level of the underframe closest, located area of the lower flange. The bolt connection is arranged in a zone with - compared to the lower or deeper lying to the track portion of the lower chords - lower tensile forces to be transmitted, which is advantageous for the dimensioning of the bolt, and secures the pivot bearing connection in the lower part of the lower chords. This concept allows the insertion of food pieces between the connecting flanges of the head piece and the center carrier, with which compensated production deviations of head pieces and center girders and an exact horizontal connection of the head piece can be realized on the center support.
Die Kopfstücke und Mittelträger eines erfindungsgemäßen Untergestells sind unabhängig voneinander in großen Stückzahlen vorfertigbar, wobei für den Mittelträger verschiedene Ausführungen mit einer unterschiedlichen Anzahl von Querträgern bzw. mit unterschiedlicher Baulänge fertigbar sind. Erst beim Vorliegen eines konkreten Kundenauftrages werden je zwei Kopfstücke mit einem, in seiner konkreten Ausprägung durch den Kundenauftrag spezifizierten Mittelträger zusammengefügt, wobei zunächst die Schwenklager-Verbindung zwischen Kopfstück und Mittelträger hergestellt wird. Im zweiten Schritt wird die Schraubbolzen-Verbindung hergestellt, wobei Futterstücke zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen zwischen die Anschlussflansche von Kopfstücken und Mittelträger eingelegt werden können. Das Lösen der Verbindung zwischen Kopfstück und Mittelträger erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, wobei ein Trennschnitt lediglich im Bereich der Anschlussflansche des Schwenklagers mit den Untergurten von Kopfstück und Mittelträger erforderlich ist. Diese Trennschnitte können in einfacher Weise durchgeführt werden, ohne dass es hierdurch beim Kopfstück oder beim Mittelträger zu einer übermäßigen thermischen Beeinflussung und damit zu Verzug oder ähnlichen Beschädigungen kommt. Somit können bei Schienenfahrzeugen mit erfindungsgemäßem Unterbau die Mittelstücke auf schnelle und einfache Weise getauscht und beispielsweise durch längere, kürzere oder sonstwie abweichend konzipierte neue Mittelträger ersetzt werden. Hierduch wird nicht nur die Herstellung der Schienenfahrzeuge verbilligt, sondern auch eine wichtige Voraussetzung für eine höhere Flexibilität und bessere Kostenstruktur bei deren späteren Betrieb geschaffen. The head pieces and center supports of a base frame according to the invention can be prefabricated independently of each other in large numbers, wherein different designs with a different number of cross members or with different length can be manufactured for the center support. Only in the presence of a specific customer order two head pieces are joined together with a specified in its specific expression by the customer order center carrier, initially the pivot bearing connection between the head and center carrier is made. In the second step, the bolt connection is made, with lining pieces can be inserted to compensate for manufacturing tolerances between the connecting flanges of headers and center girder. The release of the connection between the head piece and the center carrier takes place in reverse order, with a separating cut is only required in the region of the connecting flanges of the pivot bearing with the lower chords of the head piece and center support. These cuts can be carried out in a simple manner, without this resulting in the head piece or the center support to excessive thermal influence and thus distortion or similar damage. Thus, in rail vehicles with inventive substructure the centerpieces can be exchanged in a quick and easy way and replaced, for example, by longer, shorter or otherwise deviating designed new center carrier. Hierduch not only the production of rail vehicles is cheaper, but also created an important prerequisite for greater flexibility and better cost structure in their subsequent operation.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles und dazugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: The present invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and associated drawings. Show it:
Der Container-Tragwagen umfasst ein aus zwei Kopfstücken (
Beide Kopfstücke (
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Kopfstück headpiece
- 2 2
- Mittelträger center support
- 3.1 3.1
- Anschlussflansch des Kopfstücks Connection flange of the head piece
- 3.2 3.2
- Anschlussflansch des Mittelträgers Connecting flange of the center carrier
- 4 4
- Schwenklager pivot bearing
- 5 5
- Futterelement lining element
- 6 6
- Drehzapfen pivot
- 7 7
- Lagerbuchse bearing bush
- 8 8th
- Schraubbolzen-Verbindung Bolt connection
- 9 9
- Langträger sills
- 10 10
- Querträger crossbeam
- 11 11
- Container-Verriegelungszapfen Container locking pin
- A A
- Längsachse des Schienenfahrzeugs Longitudinal axis of the rail vehicle
- B B
- Schwenkachse des Schwenklagers Swivel axis of the pivot bearing
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Legal Events
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