DE1755629A1 - Freitragender Kesselwagen - Google Patents

Description

AB INTERCONSULT, FALICENBERG (Schweden)

FREITRAGENDER KESSELWAGEN

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen freitragenden Kesselwagen zum Transport von Flüssigkeiten, vorzugs weise flüchtigen Flüssigkeiten, die bei einem gewissen Ueberdruck gehalten werden müssen, um das Abkochen der transportierten Flüssigkeit zu vermindern.

Kesselwagen vorgenannter Art müssen bestimmten Forderungen entsprechen, um einen gleichzeitig sicheren und wirtschaftlichen Transport der betreffenden Flüssigkeitslast zu ermöglichen. Somit möchte man das Gewicht des Wagens bei gleichzeitiger grosser Ladeleistung niedrig halten, ohne dass hierunter die festigkeitstechnischen Forderungen zu leiden haben. Ausserdem müssen die Dimensionen des Kesselwagens dem für die betreffende Strecke geltenden Lademass und den geltenden Bestimmungen bezüglich des Laufmetergewichtes angÄRaas-l werden.

Um das Wagengewicht niedrig zu halten, hat man den Behälter der bekannten Kesselwagen freitragend geformt, wobei die Endteile des Behälters Tragkonstruktionen aufweisen, unter denen vordere und hintere Rädergestelle angeordnet sind. Die Form des Behälters wurde in zirkulärem oder teilweise zirkulärem Querschnitt gewählt, da die zirkuläre Querschnitts» , form besonders geeignet ist, dem inneren Ueberdruck zu wider-

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stehen. Der Querschnittsdurchmesser der Behälterenden ist hierbei begrenzt, und zwar abhängig von der Höhe des zugelassenen Lademasses und dem vertikalen Raum, den die Fahrijestellkonstruktion erfordert. Zur Steigerung der Ladefähigkeit hat man daher den Teil des Behälters, der zwischen dem vorderen und hinteren Radgestell liegt, mit grösserer Querschnittsfläche ausgestattet, als den Endteil, wobei man jedoch die Kreisform der Querschnitte der oberen und unteren Partien des Mittelteils beibehalten hat, die gemäss einer bekannten Konstruktion mittels planer Seitenwände miteinander verbunden sind. Der Uebergang zwischen dem Mittelteil des Behälters und seinen Endpartien ist mit einem oberen Teil mit halbkreisförmigem Querschnitt, einem unteren Teil mit halbkreisförmigem Querschnitt, winkelrecht zur Längsachse des Wagens gesehen, sowie den oberen und unteren Teil verbindenden, planen, in Seitensicht dreieckigen Seitenwänden ausgeführt. Die planen Seitenwände sind sowohl am Mittelteil als auch an den Uebergangsteilen mittels einer grossen Zahl quergehender Verbindungsθtutζen miteinander verbunden.

Laut einem anderen, schon bekannten Kesselwagen besteht der Mittelteil aus einem oberen Teil mit einem Querschnitt in Form eines Zirkelteils und einem unteren Teil, dessen Querschnitt ebenfalls einen Zirkelteil mit gleichem Radius wie dem des Oberteils bildet, wobei der obere und untere Teil an ihren Schnittlinien entlang miteinander verbunden sind. Die Uebergangsteile zwischen dem Mittelteil und den zirkularzylindrischen Behälterenden bestehen aus einem oberen Teil mit einem Querschnitt, der einen Teil eines Kreises bildet, sowie einem unteren Teil, dessen Querschnitt, winkelrecht zur Längsachse des Wagens gesehen, einen Teil eines Kreises ausmacht. Wie beim Mittelteil sind der obere und untere Teil an den Schnittlinien der Teile entlang miteinander verbunden. Die Seitenwände sind auseerdem in Linie mit den vorgenannten Schnittlinien mittels quergehender Stützen, die aus einem stark perforierten Blech bestehen, miteinander verbunden.

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Bei beiden vorstehend beschriebenen Kesselwagen weisen die Behälterenden Endpartien auf, die aus einer unter jedem Behälterende festgeschweissten, quergehenden Sattelkonstruktion bestehen, die fest mit einer Tragkonstruktion verbunden ist, unter der Rädergestelle oder Drehgestelle angebracht sind.

Die vorstehend beschriebenen, bereits bekannten Kesselwagen haben jedoch viele Nachteile, von denen folgende erwähnt werden sollen.

Da sowohl der Querschnitt des Mittelteils als auch der der Uebergangsteile eine von der Kreisform abweichende Form erhalten hat, war man gezwungen, die Wände in Querrichtung miteinander mittels kräftiger Stützen zu verbinden, deren Dimensionen so bemessen sind, dass die vom inneren Ueberdruck verursachte Ausbiegung der Wände verhindert wird. Diese quergehenden Stützen bewirken ein beträchtlich zunehmendes Gewicht und erschweren die innenseitige Reinigung und Inspektion des Behälters ganz erheblich. Die Unterpartien der Uebergangsteile haben zwar, winkelrecht zur Längsachse des Wagens gesehen, einen kreisförmigen Querschnitt, da jedoch der innere Ueberdruck winkelrecht zur Mantelfläche wirkt, erhält der wirksame Querschnitt eine von der Kreisform abweichende Form, wodurch der Bedarf an quergehenden, die Wände zusammenhaltenden Stützverbindungen weiterhin akzentuiert wird. Dass die vorerwähnten, durch unzweckmässige Querschnittsform notwendigen, quergehenden Stützen erhebliche Dimensionen und entsprechende Gewichte annehmen müssen, ist klar, da die für den Transport aktuellen Flüssigkeiten einen Ueberdruck erfordern können, der vorzugsweise zwischen 1.5 - 30/kp/qcm variiert.

Bei den bekannten Kesselwagen führt die Formung der unteren Partien der Uebergangsteile hinsichtlich der durch die Akzeleration und Retardation des Wagens verursachten, äusseren Kräfte, die beträchtlichen Umfang annehmen können, Nachteile mit sich. Somit sind die Uebergänge relativ scharf, was im Hinblick darauf, dass das entstehende Kraftpaar danach strebt,

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den Behälter "einzuknicken", unzweckmässig ist. In diesem Zusammenhange ist es ebenfalls nachteilig·, dass eine effektive Absteifung zur Verhinderung der Biegung des Mantelbleches an diesem Teil bei den bekannten Kesselwagen fehlt.

Die vorgenannten Kesselwagen haben durch die vorstehend erwähnte Formung der Endpartien einen weiteren Nachteil aufzuweisen. Teils lassen sich axiale Kräfte, die überführt werden, schwer kontrollieren, teils bildet die Sattelkonstruktion mit zugehöriger Tragkonstruktion erhebliche Kältebrücken, was im Hinblick darauf, dass mehrere Flüssigkeitsarten, die in den k Kesselwagen transportiert werden sollen, die Isolierung der Behälter erforderlich machen, unvorteilhaft ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Zustandebringung eines Kesselwagens der einleitend angeführten Art, bei dem die vorgenannten Nachteile der bekannten Konstruktionen eliminiert oder stark reduziert worden sind, wobei der Wagen gleichzeitig bei verhältnismässig niedrigem Wagengewicht eine starke Transportkapazität zulässt.

Die Erfindung wird nachstehend im Anschluss an ein Ausführungsbeispiel, das einem freitragenden Eisenbahnkesselwagen gilt, unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen f beschrieben, von denen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines isolierten Kesselwagens gemäss der Erfindung darstellt, wobei die Isolierung des einen Teiles des Kesselwagens der Deutlichkeit halber fortgelassen worden ist;

Fig. 2 die Endteile und Verbindungsteile des Behälters teils in Seitensicht, teils im Längsschnitt, sowie den Anschluss des Verbindungsteils an den Mittelteil zeigt;

Fig. 3 eine Endansicht des Behälters darstellt;

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Fig. h einen Längsteilschnitt an den Versteifungen des Verbindungsteiles darstellt;

Fig. -.5 die Einfügung des quergehenden Fachwerkes zum Mantelblech in den Endteilen in grösserera Masstab wiedergibt.

Der in Fig. 1 gezeigte Eisenbahnkesseiwagen besteht aus einem Behälter 1, der an seinen Enden durch Seitenbleche 2 steif mit dazugehörigem Untergestellteil 3 verbunden ist, der wiederum von einem Rädergestell oder Drehgestell h getragen

wird. An den Untergestellteilen 3 sind Puffer 5 sowie eine ä

im Figur nicht gezeigte /Wagenkupplung oder Zughaken angebracht.

Der Behälter 1 besteht aus zwei Behälterendteilen 6, einem Behältermittelteil 7 sowie zwei Verbindungsteilen 8. Jeder Behälterendteil 6 besteht aus einem liegenden, zirkulärzylindrischem Mantel, der an seinem äusseren Ende mit einer an den Mantel angeschweissten, gewölbten Stirnwand 9 verschlossen iyt. Der Durchmesser des zirkularzylindrischen Behälterendte^ils 6 ist mit Rücksicht auf die Höhe des zugelassenen Lademasses sowie die Höhe des Radgestells k und des hierauf ruhenden Untergestellteils 3 gewählt worden. Der Behältermittelteil 7 besteht ebenfalls aus einem liegenden zirkulärzylindrischen Mantelblech, dessen obere Begrenzungslinie in ' Linie mit den übrigen Begrenzungslinien der Behälterendteile liegt« Der Durchmesser des Behältermittelteils 7 ist jedoch, um das Behältervplumen zu vergrössern, grosser als der Durchmesser der Behälterendteile gewählt worden. Hierdurch wird erstens die Breite des zugelassenen Lademasses ausgenutzt, -und zweitens der freie Raum zwischen den Radgestellen h.

Der Behältermittelteil 7 und die Behälterendteile·6 sind gemäss der Erfindung mittels Verbindungateilen 8 miteinander verbunden, von denen jeder aus einer Verschalung besteht, die einen Teil einer Kugel darstellt, deren Zentrum mit dem !Zentrum des Endquerschnittes des Mittelteile zusammenfällt. * Hierdurch wird erreicht, dass der Verbindung·teil in allen

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Schnitten einen zirkulären Querschnitt hat sowie dass der Uebergang zwischen dem Verbindungsteil und Mittelteil gleichmassig wird. Beim Uebergang zwischen den Behälterendteilen 6 und den Verbindungsteilen 8 ragen die Behälterendteile ein Stück in die Verbindungsteile hinein, wobei die Behälterendteile an ihrem freien Ende mit dem Mantelblech der Verbindungsteile so verbunden sind, dass an der Fuge zwischen den Behälterendteilen und den Verbindungsteilen 8 ein geschlossenes Profil mit hauptsächlich dreieckigem, zum oberen Behälterteil abnehmendem Querschnitt gebildet wird. Der somit gebildete, ringförmige Träger 13 dient hierbei als fc verstärkende, formhaltende und kraftverteilende Vorrichtung, die nachstehend bei der Beschreibung der erfindungsgemässen Kennzeichen, die insbesondere durch die äusseren Kräfte, die auf freitragende Kesselwagen einwirken, bedingt sind.

Behälter mit vorstehend beschriebener Ausführung sind gut geeignet, einem inneren Ueberdruck zu widerstehen. Bei freitragenden Kesselwagen einleitend genannter Art, die mit einem Ausführungsbeispiel bezüglich eines freitragenden Eisenbahnkesselwagens verdeutlicht werden, kommen jedoch erhebliche äussere Kräfte hinzu, die zu berücksichtigen sind. Diese Kräfte sind teils axiale, durch die Akzeleration und Retardation des Wagens sowie Rangieren mit dem Wagen bedingte ) Kräfte, teils vertikale, vom Baren* oder Rädergestell überführte Kräfte. Somit kann als Beispiel angeführt werden, dass man mit Pufferkräften der Qrössenordnung 6o - 100 Tonnen zu rechnen pflegt.

Bei dem in den beigefügten Zeichnungen illustrierten. Eisenbahnkesselwagen sind gemäs» der Erfindung Massnahmen ergriffen worden, um die durch die vorstehend beschriebene Behälterform

,· erzielten Vorteile bezüglich dee inneren, Ueberdruckes mit •iner vorteilhaften konstruktiven Aufforstung hinsichtlich der ausseren Kräfte au vereinen. Di· hi#rdurch bedingten konstruktiven Kennzeichen werden in Pig« 2-5 näher erläutert.

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ORIGINAL INSPECTED

Die äusseren Kräfte werden vom Untergestellteil 3, der aus einer stark dimensionierten Träger- oder Rahmenkonstruktion besteht, über zwei zum Untergestellteil gehörende, symmetrisch angebrachte Seitenbleche 2 auf den Behälter übertragen. Die Seitenbleche sind mit dem Behälterendteil 6 steif verbunden, und der Verbindungsteil 8 durch zwischenliegende, dem Mantelblech angeschweisste Sohlenbleche 10, die ein Stück an der Verbindung zwischen dem Mantelblech des Behälterendteils 6 ,

und der gewölbten Stirnwand 9 und am Ansatz zwischen dem Verbindungsteil 8 und dem Behältermittelteil 7 vorbeigeführt sind. Die äusseren Kräfte werden somit nur über zwei längsgehende Verbindungen auf den Verbindungsteil 8 überführt, was Λ eine gute Kontrolle der übertragenen Kräfte ergibt. Um hierbei eine Einbeulung des Verbindungsteiles 8 zu verhindern, was sich besonders bei dem Belastungsfall als nötig erweist, der sich ergibt, wenn nur zwei diagonal entgegengesetzte Puffer 5 in kraftüberführenden Eingriff miteinander begriffen sind, sind am Verbindungsteil 8 an seiner unteren Partie eine Reihe Versteifungen 11, 14 angebracht, und zwar hauptsächlich in radialer Ebene. Die Versteifungen sind sowohl innenseitig als aussenseitig am Verbindungsteil angeordnet. Die innensei tigen Versteifungen 11 bestehen aus geflanschten Stehblechen, die dem Mantelblech aufgeschweisst sind und ein Stück in das. Mantelblech des Behältermittelteils hineingehen, wo die innenseitigen Versteifungen'*an~ ein peripher verlaufendes ( und dem Mantelblech aufgeschweisstes Sohlenblech 12 angeschlossen sind. Das Sohlenblech verhindert Spannungskonzentrationen an den Anschlusspunkten der innenseitigen Versteifungen 11 und verteilt die überführten Kräfte. An ihrem entgegengesetzten Ende sind die innenseitigen Versteifungen zwischen dem in den Verbindungsteil hineinragenden Behälterendteil 6 und dem Mantelblech des Verbindungsteils 8 eingeführt und durch Anschweissung mit diesen verbunden. Der bereits vorstehend erwähnte, zur Spitze des Verbindungsteiles auslaufende, kreisförmige Träger 13 mit hauptsächlich dreieckigem Querschnitt wird dadurch gebildet,'dass zwischen den Stehblechen der innenseitigen Versteifungen 11, dem Mantelblech des

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Verbindungsteiles 8 und dem in den Verbindungsteil hineinragenden Mantelblech des Behälterendteiles 6, Blechscheiben 17 angeschweisst sind. Die Versteifungen laufen an der Aussenseite des Verbindungsteils als äussere Versteifungen Ik weiter, die aus geflanschten Stehblechen bestehen, die ein Stück in den Mantel des Behälterendteils 6 eingeführt und dort an einem peripher auf diesem festgeschweissten Sohlenblech 15 angeschlossen sind, mit entsprechender Funktion wie das Sohlenblech 12 auf dem Behältermittelteil 7· Die Stehbleche der äusseren Versteifungen 14 sind hierbei an den Verbindungsteil 8 angeschweisst, und zwar über Sohlenbleche l6, die ein Stück am Ansatz zwischen dem Verbindungsteil 8 und dem Behälterendteil 6 vorbeigeführt sind, um Spannungskonzentrationen im Ansatz ζμ vermeiden. Die beiden obersten dieser äusseren Versteifungen Ik sind jedoch ausgeformt, um gleichzeitig die beiden bereits beschriebenen Seitenbleche 2 im Untergestellteil 3 zu bilden. Äussere axiale Kräfte werden somit über die Seitenbleche 2 via Träger 13 auf die Versteifungen zum Behältermxtteltexl 7 überführt. Die Versteifungen 11, Ik sind so bemessen, dass sie das von den axialen Kräften verursachte, biegende Moment abfangen, wodurch eine Ausbeulung vermieden wird.

Die Behälterendteile 6 werden, wie bereits erwähnty'^!hur von den zwei in die jeweiligen Untergestellteile 3 exrigehehden Seitenblechen 2 via zwischenliegenden Sohlenplatten 10 getragen. Die gewölbte Stirnwand 9 und der ringförmige Träger 13f die am Uebergang des Behälterendteils 6 in den Verbindungsteil 8 gebildet werden, sind hierbei formhaltende Elemente. Um zu verhindern, dass sich die zwischenliegende Partie des Mantelbleches des Behälterendteils 6 unter Einwirkung der Flüssigkeitslast im Behälter um die Einfestlinien der Seitenbleche 2 verdreht, ist ein quergehender Träger 18 im Behälterendteil 6 angebracht, wobei dieser die Mantelbleche in Querrichtung miteinander verbindet. Der Träger 18 befindet sich in oder in der Nähe von einer vertikalen, quergehenden Fläche durch das Zentrum des Rad- oder Drehgestells

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k, d.h. in der Zone des Endbehälterteils 6, der über dem quergehenden, sogenannten Zentrumträger 19 im Untergestellteil liegt. Dieser Zentrumträger 19 der Seitenbleche 2 überträgt die -vorkommenden, vertikalen und horizontalen Kräfte. Der Träger 18, der wie ein Fachwerkbalken geformt ist, verbunden mit gegenüberliegenden Teilen des Mantels des Behälterendteils über die Last verteilenden Sohlenbleche 20 mit T-förmigem Querschnitt, hat eine solche Höhe bekommen, dass das Mantelblech daran gehindert wird, sich um die Einfestlinie zwischen dem Behälterendteil und Seitenblech zu drehen.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Behälter mit einer aussenseitigen Isolierungsschicht 21 versehen, um die Wärmeleckage mit darauf folgendem Abkochen der leichtflüchtigen Flüssigkeitslast zu vermindern. Da die Seitenbleche 2 die einzigen Metallteile sind, die den isolierten Behälter mit den nicht isolierten Untergestellteilen 3 verbinden, konnten die Kältebrücken auf ein Minimum reduziert werden, was positiv dazu beiträgt, die Wärmeleckage und das Abkochen zu vermindern. Am Kesselwagen sind ausserdem in bekannter Weise ein Mannloch und die zum Füllen und Entleeren erforderlichen Anschlüsse angebracht.

Die Erfindung begrenzt sich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel, sondern ist im Rahmen der nachstehenden Patentansprüche vielfach abwandelbar.

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Freitragender Kesselwagen, bestehend aus einem Dehälter, der steif mit einem vorderen und hinteren Untergestellteil (3) verbunden ist und von einem vorderen und hinteren Räderffestell oder Fahrgestell (k) getragen wird, dessen Behälter einen vorderen und hinteren zirkularzylindrischen Behälterendteil (6) und einen zirkularzylindrischen Behältermittelteil (7) aufweist, deren Querschnittsfläche grosser ist, als die Querschnittsflächen eines jeden Behälterendteils, wobei die Zentrumachsen der Endteile und des Mittelteils in gleicher längsgehender, vertikaler Ebene liegen, jedoch in Vertikalrichtung so im Verhältnis zueinander verschoben, dass die obere Begrenzungslinie des Behälters eine wesentlich gerade, hauptsächlich horizontale Linie bildet, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterteil (7) mittels eines Verbindungsteils (8), der aus einer Verschalung besteht und einen Teil einer Kugel oder dergleichen bildet, deren Zentrum mit dem Zentrum des Endquerschnitts des Mittelteils zusammenfällt, mit jedem Behälterendteil (6) verbunden ist.

2. Kesselwagen gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der kugelförmige Verbindungsteil (8) hauptsächlich in radialer Ebene angeordnete Versteifungen (H₁Ik) aufzuweisen hat.

3· Kesselwagen laut Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungen (ll,l4) sowohl an der Innenseite als auch der Aussenseite des kugelförmigen Verbindungsteils angeordnet sind.

k. Kesselwagen gemäss Patentanspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass sich die innenseitigen Versteifungen (ll) ein Stück in den Mittelteil (7) erstrecken und an ihren Enden an ein im Mittelteil peripher laufendes Sohlenblech (12) angeschlossen ist.

5· Kesselwagen gemäss Patentanspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass die aussenseitigen Versteifungen (l4) ein Stück in die Behälterendteile (6) hineingehen und an ihren Enden an

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ausscnseitig der Behälterendteile peripher verlaufenden Sohlenblechen (15) angeschlossen sind.

6. Kesselwagen gemäss Patentanspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die äusseren Versteifungen (l4) über zwischenliegende Sohlenplatten (l6), die um Uebergang zwischen dem Verbindungsteil (8) und Endbehälterteil (6) vorbeigehen, an den Verbindungsteil (8) angeschlossen sind.

7. Kesselwagen gemäss Patentanspruch 3 oder 6, dadurch gekennzeich.net, dass zwei der äusseren, symmetrisch zur längsgehenden Mittelfläche des Kesselwagens angeordnete Versteifungen steif mit dem Behälterendteil verbunden sind, und zwar hauptsächlich an dessen ganzer Länge entlang, und gleichzeitig Seitenbleche (2) in dem vorderen und hinteren, vom Rädergestell oder Drehgestell (4) getragenen Untergestellteil (3) bilden.

8. Kesselwagen gemäss Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterendteile (6) so angeordnet sind, dass sie ein Stück in den jeweiligen Verbindungsteil (.8) hineingehen, wobei das in den Verbindungsteil hineingehende Mantelblech so mit dem Mantelblech des Verbindungsteils verbunden ist, dass ein-geschlossenes Profil (13) mit hauptsächlich dreieckigem, zum oberen Behälterteil abnehmendem Querschnitt am Ansatz zwischen den Behälterendteilen (6) und den Verbindungsteilen (8) gebildet wird.

9. Kesselwagen gemäss Patentanspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälterendteile (6) innenseitig und in einer quergehenden Vertikalebene - oder in der Nähe davon - durch das Zentrum des Rädergestells oder Drehgestells (4) mit einem quergehenden Träger (l8) versehen sind, der durch eine Zwischenlage (20) an den Behältermantel angeschweist ist, sowie dass die Höhe des Trägers so bemessen ist, dass der Mantel daran gehindert wird, sich in Vertikalebene um die Einfestlinien der Seitenbleche zu verdrehen.

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