DE1530165A1 - Untergestell fuer Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

4 DÜSSELDORF 1 PATENTANWÄLTE 1530165

Malkastenstraße2 DlPL.-ING. ALEX STENGER

Telefon (0211) 360514 DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

Unser Zeichen: 5926-a Datum: 15 · Jan .

P 15 3o 165.2

( W 4o 247 Il/2od )

Waggonfabrik Talbot, 51 Aachen, JUlicher Strasse 213-237 Untergestell für Schienenfahrzeuge·

Die Erfindung betrifft ein Untergestell für Schienenfahrzeuge, die sowohl für den Güterverkehr als auch für den-Personenverkehr ausgebildet sein können.

In der überwiegenden Zahl bestehen die bisher verwendeten Untergestelle derartiger Schienenfahrzeuge aus einem aus Längs-, Quer-, und Diagonalträgern unterschiedlicher Abmessungen gebildeten Rahmen, an dessen stirnseitigen Kopfträgern zwei Seitenpuffer und eine zentrale Zug- und Stoßvorrichtung angebracht sind und der zur Aufnahme der verschiedenen Ausführungen von Laufwerken mit entsprechenden Verstrebungen versehen ist. Diese bekannten Untergestelle müssen sowohl die horizontalen als auch die' vertikalen Fahr- und Lastkräfte aufnehmen. Da d'iese Kräfte in Abhängigkeit von verschiedenen Paktoren, wie Wagenlänge, Achsstand, Überhänge, Eigengewicht und Nutzlast, trotz der für alle Schienenfahrzeuge in gleicher Größe zu berücksichtigen maximalen Stoßkräfte unterschiedliche Werte erreichen,sind die Einzelteile des Untergestelles für jede Konstruktion neu zu berechnen. Da weiterhin die verschiedenen Kräfte in einem stets

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wechselnden und stark abweichenden Verhältnis zueinander stehen, ist bei diesen bekannten Untergestellen eine optimale Werkstoffausnutzung nicht möglich.

Es ist darüber hinaus bekannt, bei Schienenfahrzeugen, die dem Transport stoßempfindlicher Güter dienen, in einem durch zwei mittlere Langträger gebildeten Kanal einen Stoßbalken anzuordnen, der zur Aufnahme der waagerechten Zug- und Stoßkräfte bestimmt ist und gegenüber dem.die Gewichte des Wagenkastens und der Zuladung aufnehmenden Untergestell unter Zwischenschaltung mindestens eines Langhubstoßverzehrers längsverschiebbar gelagert ist. Der Stoßbalken ist an seinen t Enden hierbei mit Mittelpufferkupplungen versehen, da diese Ausführung der Untergestelle überwiegend in den Vereinigten Staaten von Amerika verwendet wird.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Untergestell für Schienenfahrzeuge zu schaffen, das unter Verwendung des bekannten Stoßbalkens einen schonenden Transport empfindlicher Güter auch bei mit Seitenpuffern versehenen Schienenfahrzeugen gestattet und das bei optimaler Werkstoffausnutzung eine einfache und den jeweiligen Abmessungen des Fahrzeuges ohne Schwierigkeiten anzupassende Leichtbauweise ermöglicht.

Zu diesem Zweck wird mit der Erfindung vorgeschlagen, den knioksteifen Stoßbalken auf Stützkonsolen des Untergestelles ) derart zu lagern, daß er von aus Durchbiegungen des Untergestelles herrührenden Kräften freigehalten ist, und den Stoßbalken mit einem derartigen seitlichen Spiel zu lagern, daß eine Kraftübertragung vom Stoßbalken auf das Untergestell bei durch exzentrische Pufferstöße in waagerechter Ebene durchgebogenem Stoßbalken ausgeschaltet ist.

Der Stoßbalken ist hierbei erfindungsgemäß an seinen Enden mit Kopfträgern versehen, die zur wahlweisen oder gleichzeitigen Aufnahme einer Mittelpufferkupplung bzw. einer Zugvorrichtung und zweier Seitenpuffer ausgebildet sind; gleichzei-

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tig ist der Mittelteil des-Stoßbalkens als offenes Kastenprofil mit rechteckigem Querschnitt ausgeführt, das zur Aufnahme der exzentrischen Stoßkräfte der Seitenpuffer ausgelegt ist.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Untergestell aus oberen und unteren Langträgern sowie die Langträger miteinander verbindenden Querträgern und Verbindern zusammengesetzt, wobei mindestens zwischen einigen Querträgern senkrechte Streben angeordnet sind, an denen die den Stoßbalken tragenden Stützkonsolen befestigt sind.

Bei einer vorteilhaften "Ausführungsform der Erfindung ist das Mittelteil des Stoßbalkens aus vier Längsstreben mit einem Winkelprofil zusammengesetzt, die die Ecken des im Querschnitt ein liegendes Rechteck bildenden Kastenprofils darstellen und die durch senkrecht und waagerecht verlaufende Querstreben miteinander verbunden sind. In vorteilhafter Weise sind die Stutzkonsolen als Winkelstücke ausgebildet.

Mit den Vorschlägen der Erfindung wird ein Untergestell für ein Schienenfahrzeug geschaffen, das in einfacher Weise den jeweils auftretenden Kräften entsprechend ausgeführt werden kann, da eine klare und ständige Trennung zwischen denjenigen Kräften erfolgt, die vom Untergestell bzw.vom Stoßbalken aufgenommen werden. Da die maximal zu berücksichtigenden Zug- und Stoßkräfte für alle Schienenfahrzeuge gleich groß sind, kann der Stoßbalken in einfacher Weise ausgelegt werden, wobei es dessen Konstruktion als Kastenprofil mit einem als liegendes Rechteck ausgebildeten Querschnitt ermöglicht,auch exzentrische Stoßkräfte aufzunehmen, die von den Seitenpuffern aufgenommen werden. Da der Stoßbalken mittels der Stützkonsolen am Untergestell mit derart ausreichendem senk-

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rechten und waagerechten Spiel gelagert ist,daß von ihm Jegliche Kräfte ferngehalten werden,die bei den bekannten Konstruktionen infolge der verschiedenen Durchbiegungen des Untergestelles auf den Stoßbalken übertragen werden,· kann der Stoßbalken optimal ausgelegt werden.

Andererseits ermöglicht die erfindungsgemäße Trennung der Kraftaufnahme, daß auch das Untergestell auf einfache Weise derart ausgelegt werden kann, daß sich den Gegebenheiten des jeweiligen Schienenfahrzeuges entsprechend, ^ eine optimale Werkstoffausnutzung und damit eine besonders ™ leichte und preiswerte Bauweise ergibt. Das Untergestell ist erfindungsgemäß lediglich zur Aufnahme derjenigen Kräfte bestimmt, die sich aus dem Betriebsgewicht und der Zuladung ergeben. Ausser diesen dauernd wirksamen statischen Kräften sind als dauernd wirkende dynamische Hauptkräfte die Stoßkräfte aus Gleis- und Radsatzungenauigkeiten zu berücksichtigen, die senkrecht und waagerecht quer zum Untergestell angreifen und ähnlich wie die Zug- und Stoßkräfte für bestimmte Laufwerke mit einem Maximalwert angenommen werden. Hierzu kommen schließlich noch die quasi-statischen Zusatzkräfte aus der Verwindung um die Längsachse und aus der Fliehkraft bei Bogenlauf,die nur zeitweilig am Untergestell k angreifen und ebenfalls durch einen bestimmten Zuschlag berücksichtigt werden.

Der Vorschlag der Erfindung ermöglicht somit eine einfache Konstruktion der Untergestelle verschiedenster Schienenfahrzeuge, die unter optimaler Ausnutzung der Werkstoffe in Leichtbauweise hergestellt werden können und trotz der Anwendung von Seitenpuffern und einfacher Zugvorrichtungen einen schonenden Transport stoßempfindlicher Güter gewährleisten. Bei einer Umstellung der bisher üblichen Stoß- und Zugeinrich-

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tungen auf Mittelpufferkupplungen sind irgend welche Änderungen am Untergestell nicht erforderlich. Darüber hinaus ist es möglich, das erfindungsgemäße Untergestell mit beiden Kupplungsarten zu versehen,so daß ein derartiges Untergestell für alle Kupplungsarten Verwendung finden kann.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Untergestelles gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt: .

Fig. 1 einen Teil eines Stoßbalkens in Seitenansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den in Figur 1 gezeichneten Stoßbalkenteil,

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 einen Teil eines Untergestelles zusammen mit dem in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Stoßbalken in Seitenansicht,

Fig. 5 eine Draufsicht zur Darstellung in Fig. 4 und

Fig. β einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie VI-VI in ■Fdg. 5 durch das mit dem Stoßbalken versehene Unterge- | stell.

Das Untergestell 6, das in den Figuren 4 bis 6 schematisch dargestellt ist,besteht im wesentlichen aus zwei oberen Langträgern 9 und zwei unteren Langträgern lo,dle jeweils durch waagerecht verlaufende Querträger 11 und senkrecht verlaufende Verbinder 12 miteinander verbunden sind. An dieser Rahmenkonstruktion sind in bekannter Weise Laufwerke 13 und Tragkonsolen 14· zur Aufnahme des auf der Zeichnung nicht dargestellten Wagenkastens angebracht.

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Das aus diesen Hauptteilen zusammengesetzte Untergestell 6 wird derart ausgelegt, daß es die aus dem Betriebsgewicht und der Zuladung resultierenden und ständig wirkenden statischen Hauptkräfte sowie die dynamischen Hauptkräfte aufnehmen kann, die sich aus den senkrecht und waagerecht-queifwirkenden Stößen aus Gleis- und Radsatzunstetigkeiten ergeben. Als zeitweilig wirkende Zusatzkräfte sind· weiterhin die quasi-statischen Kräfte aus dem Fliehkraft- bzw.Abtriebsüberschuß bei Bogenlauf und aus der Verwindung um die Längsachse zu berücksichtigen, die sich durch die Überhöhung in Bögen P und gegebenenfalls durch eine exzentrische Anordnung der Zuladung ergeben.

Zur Aufnahme der Zug- und Stoßkräfte ist zwischen den oberen und unteren Querträgern 11 des Untergestelles β ein Stoßbalken 1 angeordnet, der gegenüber dem Untergestell β unter Zwischenschaltung mindestens eines auf der Zeichnung nicht dargestellten Langhubstoßverzehrers längsverschiebbar gelagert ist. Dieser Stoßbalken 1 ist an seinen beiden Enden jeweils mit einem Kopfträger 3 versehen, der zvreckmässigerweise gemäß Figur 5 in einem Hohlraum des Untergestelles β derart zwischen den Langträgern 9 und Io angeordnet ist, daß der Kopfträger J5 zugleich einen Abschluß des Untergestelles β an den Stirnseiten ergibt.

Die Kopfträger 3 tragen Jeweils zwei Seitenpuffer 2b sowie die zugehörige Zugvorrichtung 2a, wie dies in den Figuren 1 und 2 gezeichnet ist. Sie können anstelle dieser Zug- und Stoßvorrichtungen auch mit einer Mittelpufferkupplung 2c ausgestattet werden,die in Figur 5 mit strichpunktierten Linien angedeutet ist und gegebenenfalls auch zusätzlich zu den Seitenpuffern 2b angeordnet werden kann. Diese zusätzliche Anordnung kann insbesondere während einer Zeit erforderlich sein, in der die

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Schienenfahrzeuge von den herkömmlichen Seitenpuffern und Zugvorrichtungen auf Mittelpufferkupplungen umgestellt werden.

Der zwischen den Kopfträgern 3 verlaufende Mittelteil des Stoßbalkens 1 ist als offenes Kastenprofil mit rechteckigem Querschnitt ausgeführt, das zur Aufnahme der exzentrischen Stoßkräfte der Seitenpuffer 2b ausgelegt ist. Bei der in der Zeichnung dargestellten vorteilhaften Au&führung besteht das Mittelteil aus vier Längsstreben 4 mit einem Winkelprofil, die die Ecken des im Querschnitt ein liegendes Rechteck bildenden Kastenprofils darstellen und durch senkrecht und waagerecht verlaufende Querstreben 5 miteinander verbunden sind. Durch die liegende Anordnung des Rechteckquerschnittes wird erreicht, daß der Stoßbalken 1 besonders gegen exzentrisch angreifende Stoßkräfte knicksteif ist,worauf bei der zusätzlichen oder wahlweisen Anordnung von Seitenpuffern 2b besonderer Wert gelegt werden muß.

Der Stoßbalken 1 ist auf Stutzkonsolen 7 gelagert, die an senkrecht zwischen den oberen und unteren Querträgern 11 verlaufenden Streben 8 befestigt sind. Diese Stützkonsolen 7,die bei der dargestellten Ausführung als Winkelstücke ausgebildet sind,sind derart an den Streben 8 angeordnet, daß gemäß Figur ein ausreichendes senkrechtes und waagerechtes Spiel zwischen dem Stoßbalken 1 und den angrenzenden Teilen des Untergestelles 6 verbleibt, um eine Übertragung von Kräften v.om Untergestell 6 auf den Stoßbalken 1 auszuschließen,wenn das Untergestell 6 infolge der untersehiedlichen Belastungen im zulässigen Rahmen Durchbiegungen erleidet. Durch diese Trennung der vom Stoßbalken 1 aufzunehmenden Kräfte aus der Beschleunigung oder Verzögerung und aus den Pufferstößen von den vom Untergestell 6 aufzunehmenden Kräften ergibt sich eine einfache Auslegemöglichkeit für den Stoßbalken 1, ohne daß sich überlagernde

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Kräfte unbekannter Größe zu berücksichtigen sind, so daß auch der Stoßbalken 1 unter optimaler Werkstoffausnutzung in Leichtbauweise hergestellt werden kann.

Das auf der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel läßt erkennen, daß das Untergestell 6 und der Stoßbalken 1 aus einfachen Bauteilen zusammengesetzt sind. Hierbeicdst es möglich,für die oberen und unteren Langträger 9 und Io das gleiche Winkelprofil, beispielsweise mit ungleichen Schenkeln, zu verwenden, wie für die Längsstreben 4 des Stoßbalkens 1. Die unterschiedlich großen Beanspruchungen werden durch einen entsprechenden Abstand der Querträger 11 und Verbinder 12 bzw. der Querstreben 5 berücksichtigt. Der auf seiner gesamten Länge mit gleichbleibendem Kastenprofil ausgebildete Stoßbalken 1, der auf den waagerechten Schenkeln der winkelförmigen Stützkonsolen 7 aufliegt, wird durch die senkrechten Schenkel dieser Stützkonsolen 7 zugleich seitlich geführt.

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Claims (1)

1. Patentanspruches

   1. Untergestell für Schienenfahrzeuge mit einem die waagerechten Zug- und Stoßkräfte aufnehmenden Stoßbalken, der gegenüber dem die Gewichte des Wagenkastens und der Zuladung aufnehmenden Untergestell unter Zwischenschaltung mindestens eines Langhubstoßverzehrers längsverschiebbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der knicksteife Stoßbalken (1) auf Stützkonsolen (7) des Untergestelles (6) derart gelagert ist, daß er von aus Durchbiegungen des Untergestelles. (6) herrührenden Kräften « freigehalten ist, und daß der Stoßbalken (1) mit einem derar- ™ .tigen seitlichen Spiel gelagert ist, daß eine Kraftübertragung vom Stoßbalken (1) auf das Untergestell (6) bei durch exzentrische Pufferstöße in waagerechter Ebene durchgebogenem Stoßbalken (1) ausgeschalte; ist.

   2. Untergestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßbalken (1) an seinen Enden mit Kopfträgern (j5) versehen ist, die zur wahlweisen oder gleichzeitigen Aufnahme einer Mittelpufferkupplung (2c) bzw. einer Zugvorrichtung (2a)und zweier Seitenpuffer (2b) ausgebildet sind, und daß der Mittelteil des Stoßbalkens (1) als offenes Kastenprofil mit- rechteckigem Querschnitt ausgeführt ist, das zur i Aufnahme der exzentrischen Stoßkräfte der Seitenpuffer (2b) ausgelegt ist.

   J). Untergestell nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daßdas Untergestell (6) aus oberen und unteren Langträgern (9 und Io) sowie die Langträger (9>lo) miteinander verbindenden Querträgern (11) und Verbindern (12) zusammengesetzt ist und daß mindestens zwischen einigen Querträgern (11) senkrechte Streben (8) angeordnet sind, an denen die den Stoßbalken (1) tragenden Stützkonsolen (7) befestigt sind.

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   4. Untergestell nach den Ansprüchen 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil des Stoßbalkens (1) aus vier Längsstreben (4) mit einem Winkelprofil zusammengesetzt ist, die die Ecken des im Querschnitt ein liegendes Rechteck bildenden Kastenprofiles darstellen und durch senkrecht und waagerecht verlaufende Querstreben (9) miteinander verbunden sind.

   5. Untergestell nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkonsolen (7) als Winkelstücke ausgebildet sind.