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Die Erfindung betrifft ein Untergestell eines Schienenfahrzeuges, umfassend zwei auf Rädern abstützbare Kopfstücke sowie einen die beiden Kopfstücke verbindenden Mittelträger, dessen Längsachse die Längsachse des Untergestells ausbildet, sowie ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Untergestell.
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Schienenfahrzeuge mit gattungsgemäßen Untergestellen sind aus dem Stand der Technik vorbekannt, beispielsweise
DE 39 11 138 C2 ,
DE 44 40 425 A1 ,
DE 16 05 123 A oder
AT 278 895 B . In aller Regel handelt es sich hierbei um Tragwagen, auf welche Container oder andere Aufbauten zum Transport von Nutzlasten, deren Verladung in Containern nicht sinnvoll bzw. nicht möglich ist (wie z.B. Rundholz), aufgesetzt werden können.
So offenbaren beispielsweise die
DE 69 30 111 U und die
WO 2018/219955 A1 jeweils ein aus drei vorgefertigten Baugruppen zusammengesetztes Untergestell, wobei zwei identische Kopfstücke mit jeweils einem Mittelelement unterschiedlicher Länge verbindbar sind. Auf diese Weise sollen Untergestelle unterschiedlicher Baulänge einfach und kostengünstig herstellbar sein.
DE 42 29 481 C1 offenbart ein Untergestell für Schienengüterwagen, dessen Grundkonzeption eine Kombination aus verschiedenen Modulen bzw. Baugruppen vorsieht, darunter unter anderem auch die Kombination zweier stirnseitiger Kopfstücke mit einem aus Quer- und Längsträgern aufgebauten Mittelelement. Durch die weitgehend autonome Vorfertigung einer jeden einzelnen Baugruppe, insbesondere der Kopfstücke und des Laufwerksrahmens, in eigenständigen Vorrichtungen soll der Aufwand für Anpassungs- und Ausrichtarbeiten beim Zusammenbau der verschiedenen Baugruppen reduziert werden.
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Beim vorgenannten Stand der Technik steht allerdings in erster Linie die Vereinheitlichung der Kopfstücke und deren Zusammenbau mit unterschiedlichen Mittelelementen im Vordergrund. Die Mittelstücke sollen bei eventuellen späteren Umbauten der Schienenfahrzeuge bzw. Untergestelle relativ leicht von den jeweiligen Kopfstücken getrennt und ggf. verschrottet werden können, während die Kopfstücke mit neuen Mittelstücken zu neuen Untergestellen zusammenfügbar sind. Die Kopfstücke sind deshalb nach wie vor relativ groß bzw. massiv und verursachen einen hohen Aufwand in der Fertigung.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Untergestell eines Schienenfahrzeuges, umfassend zwei auf Rädern abstützbare Kopfstücke sowie einen die beiden Kopfstücke verbindenden Mittelträger, dessen Längsachse die Längsachse des Untergestells ausbildet, bereitzustellen, welches geringere Lebenszyklus-Kosten aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass jedes Kopfstück aus einer Kupplungsaufnahme sowie zwei Seitenlängsträgern aufgebaut ist, wobei die Kupplungsaufnahme derart an einer Stirn des Mittelträgers angebracht ist, dass die Längsachse der Kupplungsaufnahme eine Verlängerung der Längsachse des Mittelträgers bildet, und wobei jeder Seitenlängsträger an einem ersten Ende eine Abstützung an der Kupplungsaufnahme aufweist sowie mit einem hierzu entlang der Längsachse des Untergestells entgegengesetzten zweiten Ende am Mittelträger abgestützt ist. Weiterhin wird diese Aufgabe mit einem Schienenfahrzeug gemäß Anspruch 5 gelöst. Auf diese Weise ist ein Schienenfahrzeug-Untergestell realisierbar, dessen Seitenlängsträger schnell und einfach ohne strukturelle Modifikationen am Mittelträger entfernt und z.B. gegen konstruktiv anders ausgeführte Seitenlängsträger ausgetauscht werden können. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn bisherige konventionelle Zug- und Stoßeinrichtungen, welche eine Schraubenkupplung für die Übertragung von Zugkräften zwischen aneinandergekoppelten Schienenfahrzeugen sowie Seitenpuffer für die Übertragung von Druckkräften aufweisen, gegen solche automatisierten Kupplungsvorrichtungen ausgetauscht werden sollen, die neben Zugkräften zugleich auch Druckkräfte übertragen können. Im Gegensatz zu herkömmlichen Untergestell-Konstruktionen ermöglicht die Erfindung das einfache Entfernen der Seitenlängsträger sowie der von diesen getragenen Seitenpuffer, ohne dass hierzu strukturelle Veränderungen am Mittelträger erforderlich wären. Auf diese Weise kann das Gewicht des erfindungsgemäßen Untergestells signifikant reduziert werden, was Energieeinsparungen beim Betreiben erfindungsgemäß ausgeführter Schienenfahrzeuge und / oder eine Erhöhung der Nutzlast bei gleichbleibender Radlast ermöglicht. Dies gilt auch dann, wenn anstelle der Seitenlängsträger weitere Querträger in das Untergestell integriert werden müssen, damit Aufnahmepunkte für auf das Untergestell aufzusetzende Ladungsaufnahme-Einheiten geschaffen werden. Diese Querträger wären dann nur für das Aufnehmen der aus diesen Ladungsaufnahme-Einheiten hervorgerufenen Lasten auszulegen, nicht aber für das Aufnehmen von über die Seitenpuffer eingeleiteten Stoß- oder Druck-Kräften, was eine filigranere Struktur und somit Gewichtseinsparungen ermöglicht.
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Ein solches erfindungsgemäßes Untergestell weist in bevorzugter Weise mindestens einen Querträger auf, der aus zwei einander gegenüberliegenden und um mindestens das Breitenmaß des Mittelträgers zueinander beabstandeten Seitenauslegern gebildet ist, welche mittels eines den Mittelträger überdeckenden Obergurtes miteinander verbunden sind und gegen den Mittelträger wirkende Abstützungen aufweisen . Solche Querträger können in besonders einfacher Weise mit dem zentralen Mittelträger verbunden werden. Von besonderem Vorteil ist dabei, dass eine einheitliche Schnittstelle zwischen Querträger und Mittelträger ausgebildet ist, welche eine Befestigung des Querträger am zentralen Mittelträger mit lösbaren Mitteln ermöglicht. Der Mittelträger verfügt hierzu über ein Raster von möglichen Befestigungspunkten, an denen erfindungsgemäße Querträger schnell und einfach befestigbar sind. Auf diese Weise können vorgefertigte Querträger in flexibler Weise an einem ebenfalls vorgefertigten zentralen Mittelträger befestigt werden. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Konstruktion und Fertigung sowohl der Querträger als auch der Mittelträger voneinander getrennt werden kann. Zusätzlich können die Querträger hinsichtlich Dimensionierung und weiterer konstruktiver Details variiert werden, ohne dass dies Rückwirkungen auf die Konstruktion und Auslegung des Mittelträgers hat.
Der Mittelträger als zentrales Bauteil des Untergestells ist konstruktiv darauf ausgelegt, sämtliche statische und dynamische auf das Untergestell bzw. das Schienenfahrzeug einwirkenden Kräfte aufzunehmen. Die Querträger sind zum Aufsetzen von Ladungsaufnahme-Einheiten (sog. „Freight Loading Unit (FLU)“) eingerichtet und leiten deren Lasteintrag auf den Mittelträger ab. Bei diesen Ladungsaufnahme-Einheiten handelt es sich um Aufbauten zum Transport von Nutzlasten, welche mittels geeigneter Verriegelungsmechanismen auf die Querträger aufsetzbar sind. Abweichend von den herkömmlichen Standard-Containern kann es sich bei solchen Ladungsaufnahme-Einheiten um Aufbauten mit selbstentladefähigen Trichterbehältern für den Transport von Schüttgut, Tankbehältern für den Transport von Flüssigkeiten oder Gasen, Rungen für den Transport von Stammholz und Rohren oder Schiebewänden für den Transport von Stückgütern handeln. Solche Ladungsaufnahme-Einheiten sind für sich genommen aus dem Stand der Technik bekannt. Bislang beschränkte sich jedoch deren Anwendung auf den Transport mittels herkömmlichen Tragwagen für den Container-Transport, deren Abmessungen begrenzt und für die verschiedenen Arten von Gütern nicht immer optimal angepasst sind. Das erfindungsgemäße Konzept entwickelt diesen Ansatz durch eine stark vereinfachte und modulare Konstruktion des Untergestells weiter.
Ein solches erfindungsgemäßes Untergestell ermöglicht es somit, dass die Querträger zum einen in hohem Maße auf verschiedene Typen und Arten von Ladungsaufnahme-Einheiten individualisierbar bzw. anpassbar sind, zum anderen aber dennoch durch die erfindungsgemäße Art der konstruktiven Anbindung in einheitlicher Weise mit dem Mittelträger verbindbar bleiben, ohne dass es hierzu Modifikationen am Mittelträger bedarf. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Konzepts besteht darin, dass nur wenige Typen von Mittelträgern, deren Anzahl durch die möglichen Kombinationen der beiden Parameter „aufzunehmende Traglast“ und „Länge des Mittelträgers“ bestimmt ist, konstruiert und zugelassen werden müssen. Die Querträger stellen eigenständige und für die Zulassung des Mittelträgers nicht relevante Bauteile dar. Mittels weniger Typen von Mittelträgern können auf diese Weise viele Varianten von Untergestellen und damit auch sehr viele verschiedene Arten von Schienengüterwagen produziert werden. Mittelträger und Querträger können voneinander unabhängig konstruiert, produziert und gemäß eines modularen Baukasten-Systems bedarfsorientiert zusammengebaut werden. Auf diese Weise sinkt der für Konstruktion, Zulassung und Produktion der Untergestelle erforderliche Aufwand erheblich. Die Produktion von Untergestellen für Schienengüterwagen kann in geringerer Typenvielfalt und mit größeren Stückzahlen erfolgen, was einen höheren Automatisierungsgrad in deren Fertigung ermöglicht.
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In vorteilhafter Weise weist der Mittelträger einen zentralen Abschnitt mit einem ersten Querschnittsprofil sowie zwei hieran jeweils distal anschließende Endabschnitte mit jeweils einem zweiten Querschnittsprofil auf, wobei das erste Querschnittsprofil einen größeren Querschnitt als das zweite Querschnittsprofil aufweist und jeder Seitenlängsträger mit seinem zweiten Ende im zentralen Abschnitt des Mittelträgers abgestützt ist. Auf dieser Weise lässt sich ein hinreichend großer Einbauort zur Aufnahme eines Drehgestells unterhalb eines jeden Endabschnitts realisieren.
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Ferner sieht die Erfindung vor, dass jeder Seitenlängsträger im Bereich seines ersten Endes eine Pufferplatte zur Aufnahme eines Seitenpuffers aufweist.
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Die Erfindung sieht ferner vor, dass die Seitenlängsträger Aufnahmen für Riegelzapfen aufweisen. Mittels der Riegelzapfen ist eine Ladungsaufnahme-Einheit derart auf dem Seitenlängsträger fixierbar, dass die Ladungsaufnahme-Einheit gegen Verrutschen bzw. gegen Relativbewegungen in Beziehung auf das Untergestell gesichert ist. Gemäß einer ersten Ausführungsvariante ist der Riegelzapfen Bestandteil der Ladungsaufnahme-Einheit, wobei der Seitenlängsträger über korrespondierende Aufnahmen bzw. Öffnungen für einen solchen Riegelzapfen verfügt. Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante weist der Seitenlängsträger Klappriegel mit Riegelzapfen auf. Bei dieser zweiten Ausführungsvariante ist der Riegelzapfen Bestandteil des Klappriegels, welcher mittels eines Scharniers um eine zur Längsachse des Mittelträgers parallele Achse drehgelenkig am Seitenlängsträger angebracht und zwischen einer ersten Eingriffsposition, bei der Klappriegel derart auf dem Seitenlängsträger aufliegt, dass der Riegelzapfen mit einer auf den Seitenlängsträger aufzusetzenden Ladungsaufnahme-Einheit in Eingriff gebracht werden, wobei die Ladungsaufnahme-Einheit über korrespondierende Aufnahmen für einen solchen Riegelzapfen verfügt, und einer zweiten nicht mit einer Ladungsaufnahme-Einheit in Eingriff gebrachten Ruheposition klappbar ausgeführt ist. In bevorzugter Weise ist der Klappriegel in der Ruhestellung seitlich neben dem Seitenlängsträger abgeklappt. Diese zweite Ausführungsvariante kann alternativ oder ergänzend zur ersten Ausführungsvariante vorgesehen sein. Bei gleichzeitiger Realisierung von erster und zweiter Ausführungsvariante sind die Klappriegel in bevorzugter Weise derart am Seitenlängsträger positioniert, dass der Klappriegel in Eingriffsposition die Riegelzapfen-Aufnahme des Seitenlängsträgers überdeckt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Schnittstellen zwischen Untergestell und Ladungsaufnahme-Einheit stets die gleiche Position in Bezug auf das Untergestell aufweisen, unabhängig davon ob die Schnittstelle mittel der ersten oder der zweiten Ausführungsvariante realisiert ist.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Schienenfahrzeug mit einem Untergestell, welches gemäß mindestens einem der vorgenannten Patentansprüche ausgeführt ist. Erfindungsgemäße Schienenfahrzeuge können auch noch während ihrer Nutzungszeit mit wenig Aufwand durch Entfernen oder Austausch der Seitenlängsträger in einfacher Weise an neuartige Kupplungsvorrichtungen angepasst werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und dazugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
- 1: perspektivische Ansicht des aus einem Mittelträger und zwei endseitigen Kopfstücken gebildeten Untergestells
- 2: perspektivische Detailansicht eines Kopfstücks
- 3: perspektivische Ansicht des aus einem Mittelträger und zwei endseitigen Kopfstücken gebildeten Untergestells (analog wie 1), mit einem zusätzlichen Querträger
- 4: Detailansicht eines Querträgers
- 5: perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Untergestells mit mehreren Querträgern und zwei Außenlängsträgern
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In 1 ist eine perspektivische Ansicht des aus einem Mittelträger (3) und zwei endseitigen Kopfstücken (1, 2) gebildeten erfindungsgemäßen Untergestells eines Schienengüterwagens dargestellt. Die Kupplungen und Drehgestelle des Schienengüterwagens sind in bekannter Weise im Bereich der Kopfstücke angeordnet. Da diese aber keine Bestandteile des erfindungsgemäßen Untergestells im engeren Sinne sind, sind sie aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Figuren dieses Ausführungsbeispiels nicht dargestellt. Der Mittelträger (3) bildet das zentrale Bauelement des Untergestells aus und ist im Wesentlichen einteilig ausgeführt. Er weist einen zentralen Abschnitt (21) sowie zwei an den distalen Enden des zentralen Abschnitts anschließende Endabschnitte (22, 23) auf. Das Querschnittsprofil des zentralen Abschnitts (21) ist größer als das Querschnittsprofil der beiden Endabschnitte (22, 23). Während die beiden Endabschnitte und der zentrale Abschnitt auf ihrer von den Rädern entgegengesetzten Oberseite eine im Wesentlichen durchgehend ebene Fläche ausbilden, bilden die Endabschnitte auf der hierzu gegenüberliegenden Unterseite einen Freiraum für die Anordnung der Drehgestelle aus.
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Weitere Details der konstruktiven Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Untergestells im Bereich der Kopfstücke sind in 2 dargestellt. Am stirnseitigen Ende des Endabschnitts (22) des Mittelträgers (3) ist eine Kupplungsaufnahme (14) derart angebracht, dass deren Längsachse (C) eine Verlängerung der Längsachse (A) des Mittelträgers (3) ausbildet. Es handelt sich bei der Kupplungsaufnahme (14) um ein im Wesentlichen kastenförmiges Hohlprofil, das zur Stirnseite des Untergestells hin offen ist. In diese Kupplungsaufnahme kann entweder die Zugvorrichtung (bzw. der Zughaken) einer konventionellen Schraubenkupplung eingebaut sein, aber auch eine automatische (d.h. selbsttätige) Schienenfahrzeugkupplung. Beidseits des Endabschnitts (22) des Mittelträgers (3) bzw. der Kupplungsaufnahme (14) ist jeweils ein Seitenlängsträger (15, 16) angebracht. Beide Seitenlängsträger (15, 16) weisen im Bereich ihres ersten Endes (d.h. ihres zur Stirnseite des Untergestells hin orientierten Endes) jeweils eine Abstützung (17, 18) gegen die Kupplungsaufnahme (14) auf. Ferner ist im Bereich dieses ersten Endes bzw. dieser Abstützung (17, 18) gegen die Kupplungsaufnahme (14) an jedem Seitenlängsträger (15, 16) eine Pufferplatte (24, 25) angebracht, an denen je ein Seitenpuffer (in 2 nicht dargestellt) angebracht werden kann. An dem zum ersten Ende (17, 18) entlang der Mittelträger-Längsachse (A) entgegengesetzten zweiten Ende (19, 20) weist jeder Seitenlängsträger eine Abstützung gegen den zentralen Abschnitt (21) des Mittelträgers (3) auf. Die in 5 dargestellten Außenlängsträger (10, 11) sind an diesen zweiten Enden (19, 20) beider Seitenlängsträger (15, 16) gegen die Kopfstücke (1, 2) fixiert. Die Abstützungen (17, 18) am ersten Ende des Seitenlängsträgers sind mittels Rändelbolzen an der Kupplungsaufnahme (14) befestigt, wobei die Köpfe der Rändelbolzen derart versenkt sind, dass sie nicht über die obere Begrenzungskontur der Kupplungsaufnahme (14) hinausragen. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass die obere Begrenzungskontur der Kupplungsaufnahme (14) eine durchgehende ebene Fläche mit der obenliegenden Fläche des Mittelträger-Endabschnitts (22) ausbildet.
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In 3 ist die aus 1 bereits bekannte perspektivische Ansicht des aus einem Mittelträger (3) und zwei endseitigen Kopfstücken (1, 2) gebildeten erfindungsgemäßen Untergestells mit einem zusätzlichen Querträger (4) im Bereich des zentralen Abschnitts (21) des Mittelträgers (3) dargestellt. Die Darstellung eines einzelnen Querträgers an dieser Stelle ist lediglich beispielhafter Art. Ein erfindungsgemäßes Untergestell weist eine Mehrzahl derartiger Querträger an verschiedenen Positionen im Bereich des zentralen Abschnitts (21) des Mittelträgers (3) zwischen den beiden Kopfstücken (1, 2) auf. Die konkrete Anzahl und Positionierung der Querträger richtet sich nach den konstruktiven Erfordernissen der jeweils konkret auf das Untergestell aufzusetzenden Ladungsaufnahme-Einheit.
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In 4 ist dargestellt, dass ein solcher Querträger (4) aus zwei einander gegenüberliegenden und um das Breitenmaß (B) des Querschnittprofils des zentralen Abschnitts (21) des Mittelträgers (3) zueinander beabstandeten Seitenauslegern (5, 6) gebildet ist, welche mittels eines Obergurtes (7) miteinander verbunden sind und Abstützungen (8, 9) aufweisen. Jeder Querträger (4) ist derart am Mittelträger (3) angebracht, dass der die beiden Seitenausleger (5, 6) verbindende Obergurt (7) auf der obenliegenden Oberseite bzw. Außenfläche des Mittelträgers (3) aufliegt und die Abstützungen (8, 9) gegen die Seitenflächen des Mittelträgers (3) anliegen und mittels Rändelbolzen gegen diesen befestigt werden. Zusätzlich verfügt jeder Seitenausleger über einen Flansch zur Befestigung eines Außenlängsträgers (10). Oberhalb dieses Flanschs, d.h. in Verlängerung des Obergurtes (7), ist ein seitlich nach außen, d.h. über den Außenlängsträgerhinaus hinaus, auskragendes Scharnier (13) zur Aufnahme eines Klappriegels angeordnet.
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In 5 ist schließlich eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Untergestells mit mehreren Querträgern (4) dargestellt, deren Seitenausleger (5, 6) mit je einem Außenlängsträger (10, 11) verbunden sind. Die Außenlängsträger fixieren die Querträger gegen die Kopfstücke (1, 2).
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Bezugszeichenliste
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- 1, 2
- Kopfstück
- 3
- Mittelträger
- 4
- Querträger
- 5, 6
- Seitenausleger
- 7
- Obergurt
- 8, 9
- Abstützungen
- 10, 11
- Außenlängsträger
- 12
- Aufnahme für Riegelzapfen
- 13
- Klappriegel-Scharnier
- 14
- Kupplungsaufnahme
- 15, 16
- Seitenlängsträger
- 17, 18
- Abstützung erstes Ende Seitenlängsträger
- 19, 20
- zweites Ende Seitenlängsträger
- 21
- zentraler Abschnitt des Mittelträgers (3)
- 22, 23
- Endabschnitte des Mittelträgers (3)
- 24, 25
- Pufferplatte
- A
- Längsachse des Mittelträgers (3)
- B
- Breite des Mittelträgers (3)
- C
- Längsachse Kupplungsaufnahme
