DE202013011689U1 - Tragstruktur zum Schweißen eines Fahrwerkrahmenlangträgers eines Schienenfahrzeugs - Google Patents

Tragstruktur zum Schweißen eines Fahrwerkrahmenlangträgers eines Schienenfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Tragstruktur (1) zum Schweißen eines Fahrwerkrahmenlangträgers (2) eines Schienenfahrzeugs
– mit einem sich in eine horizontale Längsrichtung (L) von einem ersten Ende (3.1) zu einem zweiten Ende (3.2) erstreckenden Untergestell (3) zur Aufnahme eines zu schweißenden Fahrwerkrahmenlangträgers (2) und
– mit mehreren verstellbaren Haltern (4), die an vorgegebenen Befestigungspositionen mit dem Untergestell (3) verbunden sind, wobei jeder Halter (4) mindestens zwei am Untergestell (3) verankerte und in einer horizontalen Querrichtung (Q) voneinander beabstandete Haltebolzen (4.1) und einen die mindestens zwei Haltebolzen (4.1) verbindenden Haltebügel (4.2) aufweist,
wobei der maximale vertikale Abstand zwischen dem Untergestell (3) und jedem Haltebügel (4.2) individuell einstellbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tragstruktur zum Schweißen eines Fahrwerkrahmenlangträgers eines Schienenfahrzeugs sowie ein entsprechendes Verfahren zum Schweißen eines Fahrwerkrahmenlangträgers eines Schienenfahrzeugs.
  • Fahrwerkrahmenlangträger von Fahrwerkrahmen werden bei ein und demselben Schienenfahrzeug in verschiedener Ausgestaltung eingesetzt. So unterscheiden sich die Fahrwerkrahmenlangträger in ihrer Form und in ihren Abmessungen abhängig vom Einbauort innerhalb des Schienenfahrzeugs bzw. abhängig vom Fahrzeug (Triebwagen, Mittelwagen, Endwagen, etc.). Die verschiedenen Fahrwerkrahmenlangträger werden durch Schweißen hergestellt, dass heißt durch Zusammenschweißen mehrerer Einzelteile oder Baugruppen, die unter anderem aus Blechen, Versteifungselementen und Verbindungselementen bestehen.
  • Beim Schweißen treten in der Regel inhomogene Temperaturzyklen auf, die zusammen mit den dabei induzierten Eigenspannungen im zu schweißenden Material, insbesondere dem Blech, zu sogenanntem Schweißverzug, das heißt Materialverformungen, führen. Um Schweißverzug zu minimieren, werden in der Regel Prototypen hergestellt und geschweißt, die vermessen werden, um die Geometrie optimieren zu können.
  • Speziell Langträger von Fahrwerkrahmen sind relativ große und schwere Bauteile, so dass es wichtig ist, bei der Serienfertigung und auch bei der Fertigung des vorausgegangenen Prototyps möglichst gleiche Herstellungsvoraussetzungen zu schaffen. Ein wesentliches Kriterium der Herstellungsvoraussetzungen ist die Lagerung beim Schweißen der zusammenzufügenden Einzelteile oder Baugruppen.
  • Aus der Kraftfahrzeugindustrie ist es bekannt, bei der Fertigung vom Einzelteil bis zur kompletten Karosserie definierte Auflagepunkte festzulegen, auf denen während der Serienfertigung die jeweiligen Einzelteile aufliegen. Da bei den vergleichsweise geringen Blechdicken bei der Kraftfahrzeugherstellung Schweißverzug keine nennenswerte Rolle spielt, reicht es aus, lediglich zwei Basispunkte für die Bemaßung während der Komplettierung der Karosserie beizubehalten. Bei der Herstellung von Fahrwerkrahmen von Schienenfahrzeugen werden aber deutlich dickere Bleche verwendet, weshalb Schweißverzug zu berücksichtigen ist. Außerdem sind die Abmessungen und das Gewicht insbesondere von Langträgern von Schienenfahrzeugfahrwerken sehr viel größer als bei Kraftfahrzeugen. Es kommt daher auf diesem speziellen Gebiet noch entscheidender darauf an, dass während der Serienproduktion die zu verbindenden Teile vom Beginn des Schweißprozesses bis zur Fertigstellung des Fahrwerkrahmenlangträgers möglichst auf die gleiche Weise und insbesondere an denselben Positionen befestigt bzw. gelagert sind. Dabei ist auch zu berücksichtigen, dass nach bestimmten Fertigungsstufen möglichst an denselben Stellen neue bzw. zusätzliche Befestigungs- bzw. Auflagepunkte vorgesehen werden.
  • Bei der Serienfertigung von Fahrwerkrahmenlangträgern eines bestimmten Typs, also beispielsweise bei der Serienfertigung von Fahrwerkrahmenlangträgern für Mittelwagen, ist schon eine hohe Präzision bei der Anordnung der Befestigungs- bzw. Auflagepunkte vor Beginn eines jeden Fahrwerkrahmenlangträger-Fertigungszyklusses notwendig. Mit anderen Worten müssen, wenn ein Fahrwerkrahmenlangträger fertiggestellt ist, für den nächsten herzustellenden Fahrwerkrahmenlangträger die Befestigungs- bzw. Auflagepunkte an möglichst denselben Positionen wie bei dem vorangehend fertiggestellten Fahrwerkrahmenlangträger vorgesehen werden. Hinzu kommt, wie zuvor erläutert wurde, dass es unterschiedliche Typen von Fahrwerkrahmenlangträgern bei ein und demselben Schienenfahrzeug bzw. Zug geben kann, was es bisher erfordert, für jeden Fahrwerkrahmenlangträgertyp individuelle Befestigungs- bzw. Auflagepunkte festzulegen und den Montageort entsprechend für die Fertigung jedes einzelnen Fahrwerkrahmenlangträgertyps entsprechend umzurüsten. Es ist daher entweder sehr aufwendig, den Montageort bei Wechsel der Serienfertigung zwischen zwei Fahrwerkrahmenlangträgertypen umzurüsten oder es bedarf sehr viel Platz, wenn für jeden Fahrwerkrahmenlangträgertyp eine separate Montagestation vorgesehen sein soll.
  • Davon ausgehend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Herstellung eines Fahrwerkrahmenlangträgers zu vereinfachen.
  • Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung gelöst durch eine Tragstruktur zum Schweißen eines Fahrwerkrahmenlangträgers eines Schienenfahrzeugs mit einem sich in eine horizontale Längsrichtung von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckenden Untergestell zur Aufnahme eines zu schweißenden Fahrwerkrahmenlangträgers (bzw. der zu verschweißenden Einzelteile) und mit mehreren verstellbaren Haltern, die an vorgegebenen Befestigungspositionen (Befestigungspunkten, insbesondere Aufnahmen und/oder Lagern) mit dem Untergestell verbunden sind, wobei jeder Halter mindestens zwei am Untergestell verankerte und in einer horizontalen Querrichtung (quer zur Längsrichtung) voneinander beabstandete Haltebolzen und einen die mindestens zwei Haltebolzen verbindenden Haltebügel aufweist, wobei der maximale vertikale Abstand zwischen dem Untergestell und jedem Haltebügel individuell einstellbar ist.
  • Mit dem Abstand zwischen dem Untergestell und dem jeweiligen Haltebügel ist der Abstand der den Haltebügel zugewandten Oberfläche (Oberseite) des Untergestells und der dem Untergestell zugewandten Oberfläche (Unterseite) des jeweiligen Haltebügels gemeint. „Vertikal” bedeutet dabei, dass es sich um den Abstand in vertikaler Richtung bzw. Schwerkraftrichtung, also senkrecht zur Längsrichtung und zur Querrichtung handelt. Mit „maximalem” Abstand ist definiert, dass Untergestell und Haltebügel in dieser Einstellung relativ zueinander zumindest nicht weiter auseinander bewegt werden können, da sich der verstellbare Halter bzw. der Haltebügel in einer Endposition befindet, die nicht überschritten werden kann.
  • „Individuell” einstellbar heißt, dass für jeden Halter der maximale Abstand separat eingestellt werden kann, das heißt der maximale Abstand zwischen dem Untergestell und dem einen Haltebügel kann anders als und unabhängig vom maximalen Abstand zwischen dem Untergestell und einem der anderen Haltebügel eingestellt werden.
  • Das Vorsehen eines Untergestells einer Größe, die es erlaubt, den gesamten fertiggestellten Langträger aufzunehmen, sowie das Vorsehen vorgegebener Befestigungspositionen (bevorzugt für mindestens zwei Halter mit Haltebügel, besonders bevorzugt für mindestens drei Halter mit Haltebügel), die insbesondere von Aufnahmen und/oder Lagern für die verstellbaren Halter gebildet werden, und entsprechenden verstellbaren Haltern hat den Vorteil, dass ein Fahrwerkrahmenlangträger während eines Fertigungszyklusses auf einem gemeinsamen Träger, nämlich dem Untergestell, optimal ausgerichtet und gelagert werden kann, wobei nach Fertigstellung des Langträgers ein in der Folge herzustellender Langträger auf exakt dieselbe Weise ausgerichtet und gelagert werden kann. Die verstellbaren Halter werden durch die vorgegebenen Befestigungspositionen automatisch immer an denselben Punkten am Untergestell verankert, so dass innerhalb einer Serienfertigung eines bestimmten Langträgertyps eine hohe Wiederholgenauigkeit sowohl bei der Fertigung als auch bei der Messung gegeben ist. Auf diese Weise lässt sich die Fertigung von Fahrwerkrahmenlangträgern sogar in Bearbeitungszentren durchführen.
  • Da die Halter verstellbar sind, das heißt der maximale Abstand zwischen Untergestell und Haltebügel individuell verändert werden kann, können auf ein und derselben Tragstruktur auch ohne weiteres verschiedene Typen von Fahrwerkrahmenlangträgern in Serienfertigung hergestellt werden. Soll die Fertigung von einem Langträgertyp auf einen anderen Langträgertyp gewechselt werden, ist es nicht mehr erforderlich, den gesamten Montageort umzurüsten, sondern es ist möglich, dasselbe Untergestell mit denselben Haltern, die sich automatisch durch die vorgegebenen Befestigungspositionen an dem gemeinsamen Untergestell an denselben Positionen wie bei der vorausgegangenen Serienfertigung eines anderen Langträgertyps befinden, zu verwenden. So kann es beim Wechsel der Serienfertigung eines ersten Langträgertyps auf die Serienfertigung eines zweiten Langträgertyps vorkommen, dass die Abmessungen des neu herzustellenden Langträgertyps im Bereich der Halter von den Abmessungen des zuvor hergestellten Langträgertyps etwas abweichen, was dann durch die erfindungsgemäße Tragstruktur und insbesondere die Verstellbarkeit der Halter keine spezielle Umrüstung erfordert, sondern die Halter können an die neuen Abmessungen problemlos angepasst werden.
  • Die erfindungsgemäße Tragstruktur hat also zum einen den Vorteil, dass bei der Serienfertigung von Langträgern eines bestimmten Typs, zum Beispiel von Langträgern für Mittelwagen, automatisch eine hohe Präzision bei der Anordnung der Befestigungspunkte und bei der Ausrichtung des Langträgers bzw. der einzelnen Bauteile gegeben ist, was bei sich wiederholenden Fertigungszyklen eine hohe Wiederholgenauigkeit gewährleistet. Zum anderen ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Tragstruktur, dass beim Wechsel der Fertigung von einem Langträgertyp zu einem anderen Langträgertyp keine nennenswerte Umrüstung am Montageort erfolgen muss, da die Halter und damit die Befestigungspunkte individuell an verschiedene Langträgertypen anpassbar sind.
  • Die Wiederholgenauigkeit bei der Fertigung und bei der Messung kann noch weiter dadurch erhöht werden, dass an dem Untergestell auch vorgegebene Befestigungspositionen (Befestigungspunkte, insbesondere Aufnahmen und/oder Lager) für Stützelemente zum Stützen des herzustellenden Langträgers und/oder für seitliche Anschlagselemente zum Fixieren des Langträgers in Querrichtung vorgesehen sind. Bevorzugt sind mindestens drei, besonders bevorzugt mindestens vier, vorgegebene Befestigungspositionen für Stützelemente und/oder für seitliche Anschlagselemente vorgesehen. Entsprechend können mit dem Untergestell an den entsprechenden Befestigungspositionen Stützelemente zum Stützen des Langträgers und/oder seitliche Anschlagselemente zum Fixieren des Langträgers in Querrichtung verbunden sein. Auch die Stützelemente und Anschlagselemente können individuell einstellbar sein. Auf diese Weise wird auch eine hohe Präzision bei der Anordnung der Auflagepunkte an den Stellen gewährleistet, an denen der Langträger bzw. die den Langträger bildenden Einzelteile nicht unmittelbar auf dem Untergestell aufliegen. Die seitlichen Anschlagselemente erhöhen die Genauigkeit bei der Ausrichtung der einzelnen zu verschweißenden Bauteile relativ zum Untergestell. Bei den Stützelementen und/oder bei den seitlichen Anschlagselementen kann es sich um Platten handeln, die mit einer oder mehreren Bohrungen zur Aufnahme von Befestigungsmitteln (zum Beispiel Schrauben) versehen sein können. Alternativ oder zusätzlich können als Stützelemente und/oder seitliche Anschlagselemente auch Zylinder vorgesehen sein. Sowohl die Platten als auch die Zylinder können verstellbar mit dem Untergestell verbunden sein. Dabei sind die Stützelemente insbesondere in vertikaler Richtung, das heißt in der Höhe verstellbar, die seitlichen Anschlagselemente insbesondere in Querrichtung.
  • Im Folgenden werden nun verschiedene Ausführungsformen von verstellbaren Haltern erläutert, die es auf besonders einfache Weise ermöglichen, den Abstand zwischen Untergestell und Haltebügel individuell einzustellen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur ist der Haltebügel eines oder jedes verstellbaren Halters in vertikaler Richtung, also senkrecht zu sowohl der Längs- als auch der Querrichtung, beweglich mit den mindestens zwei Haltebolzen verbunden. Der Haltebügel kann in Verlaufsrichtung der Haltebolzen (gemeint ist damit die Erstreckungsrichtung der Bolzenlängsachse) relativ zu den Haltebolzen verschoben werden, und zwar insbesondere in Richtung des Untergestells bis hin zum Untergestell (wenn kein Langträger auf dem Untergestell angeordnet ist) oder bis zum Langträger bzw. Langträgerteil (wenn ein Langträger bzw. Langträgerteil auf dem Untergestell angeordnet ist) und in entgegen gesetzter Richtung beispielsweise bis zu einem Anschlag, der den maximalen vertikalen Abstand zwischen Untergestell und Haltebügel definiert.
  • Bevorzugt sind die Haltebolzen in vertikaler Richtung unbeweglich mit dem Untergestell verbunden, das heißt die Haltebolzen sind in diesem Fall in vertikaler Richtung fixiert. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass die Haltebolzen an ihrem am bzw. im Untergestell verankerten Ende ein Gewinde aufweisen, welches mit einem komplementären Gewinde im Untergestell oder in einer am Untergestell anliegenden Mutter zusammenwirkt; die Haltebolzen können also am Untergestell festgeschraubt sein.
  • Grundsätzlich ist es aber auch denkbar, dass die mindestens zwei Haltebolzen eines oder jedes verstellbaren Halters vertikal beweglich mit dem Untergestell verbunden sind, das heißt, dass der jeweilige Haltebolzen in vertikaler Richtung relativ zum Untergestell bewegbar sein kann. Die Haltebolzen können also in diesem Fall in ihrer Verlaufsrichtung relativ zum Untergestell verschoben werden. In diesem Fall ist es dann nicht notwendig dass auch der zwei Haltebolzen verbindende Haltebügel in vertikaler Richtung mit den mindestens zwei Haltebolzen beweglich verbunden ist, sondern der Haltebügel kann auch fest mit den Haltebolzen verbunden sein. Die Verstellbarkeit des Halters erfolgt dann nicht am bügelseitigen Ende des Halters, sondern an dem dem Untergestell zugewandten Ende. Bevorzugt ist aber der Fall, dass die Haltebolzen bezogen auf die Vertikale fest mit dem Untergestell verbunden sind und der jeweilige Bügel in vertikaler Richtung auf den beiden Haltebolzen verlagerbar ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur sind die Haltebolzen eines oder jedes verstellbaren Halters jeweils mit einem verstellbaren vertikalen Anschlag für den Haltebügel versehen, wobei es sich bei dem Anschlag um eine Mutter handeln kann. Die mit einem verstellbaren vertikalen Anschlag versehenen Haltebolzen können demnach ein Gewinde aufweisen und der verstellbare vertikale Anschlag wird von einem mit dem Gewinde zusammenwirkenden Gegenstück (z. B. einer Mutter) gebildet. Der Haltebolzen hat in diesem Fall beispielsweise ein Außengewinde und die Mutter ein komplementäres (korrespondierendes) Innengewinde. Grundsätzlich ist aber auch der umgekehrte Fall denkbar, wonach der Haltebolzen ein Innengewinde und das damit zusammenwirkende Gegenstück ein Außengewinde hat. Zusätzlich oder alternativ ist es grundsätzlich auch denkbar, dass die Haltebolzen eines oder jedes verstellbaren Halters jeweils mit einem verstellbaren vertikalen Anschlag für das Untergestell versehen sind.
  • Gemäß noch einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur verlaufen die mindestens zwei Haltebolzen eines jeden Halters und/oder alle Haltebolzen der Tragstruktur parallel zueinander, insbesondere in vertikaler Richtung.
  • Gemäß wiederum einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur weißt mindestens einer der Haltebügel oder weisen alle Haltebügel eine Grundplatte mit mindestens zwei Aussparungen zur Aufnahme der Haltebolzen auf. Bei den Aussparungen kann es sich um Löcher, insbesondere Bohrungen, handeln oder um (seitliche) Einkerbungen, also von der Seitenkante ausgehende Vertiefungen. Letztere haben den Vorteil, dass der jeweilige Haltebügel in Richtung senkrecht zur Verlaufsrichtung der Haltebolzen von den Bolzen abgenommen bzw. auf die Bolzen aufgeschoben werden kann, ohne dass dazu eine Mutter, die sich auf dem vom Untergestell abgewandten Ende des Haltebolzens befindet, abgenommen werden muss.
  • Auf der Grundplatte, insbesondere auf der vom Untergestell abgewandten Seite der Grundplatte, kann ferner ein Versteifungselement vorgesehen sein, das mit der Grundplatte fest, insbesondere stoffschlüssig (vorzugsweise durch Verschweißen), verbunden ist. Das Versteifungselement kann eine Platte sein, die insbesondere mit einer ihrer Schmalseiten (Kanten) auf die Grundplatte aufgesetzt ist. Das Versteifungselement, insbesondere das plattenförmige Versteifungselement, kann aus Vollmaterial bestehen oder Ausnehmungen aufweisen. Ausnehmungen in dem insbesondere plattenförmigen Versteifungselement reduzieren einerseits das Gewicht des jeweiligen Haltebügels, erlauben aber auch einen gerichteten Verlauf der Kräfte innerhalb des Bügels bzw. Versteifungselements.
  • Das Versteifungselement ist insbesondere vollständig auf einem Abschnitt der Grundplatte angeordnet, der sich zwischen den Aussparungen zur Aufnahme der Haltebolzen befindet Zusätzlich oder alternativ kann sich, zumindest abschnittsweise, der Querschnitt des Versteifungselements in einer Richtung senkrecht zur Grundplatte nach außen hin verringern; die Oberseite des Versteifungselements ist in diesen Abschnitten geneigt und fällt nach außen hin, insbesondere zu den Ausnehmungen in der Grundplatte hin, ab.
  • Gemäß noch einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur ist das Untergestell ein Hohlprofil oder U-Profil (bei einem U-Profil ist das Untergestell in einem Schnitt in Querrichtung U-förmig ausgebildet). An den Längsenden (Enden in Längsrichtung) kann das Untergestell mit Abschlussplatten versehen sein, die unter anderem zur Fixierung des Untergestells am Montageort verwendet werden können. Die Abschlussplatten können außerdem, was im Weiteren noch erläutert wird, Teil eines weiteren Halters sein bzw. die Funktion eines weiteren Halters unterstützen.
  • Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur ist vorgesehen, dass die Oberseite und/oder das Profil des Untergestells in Längsrichtung seine Höhe ändert und insbesondere einen wellenförmigen Verlauf hat. Mit der Oberseite des Untergestells ist die den Haltebügeln zugewandte Seite bzw. die Seite, auf der der Langträger bzw. die Langträgerteile aufliegen soll(en), gemeint. Mit Profil ist das vorangehend definierte Hohlprofil oder U-Profil gemeint. Eine Änderung der Höhe bedeutet einen Versatz in vertikaler Richtung. Insbesondere kann ein wellenförmiger Verlauf durch eine Änderung der Höhe bzw. einen vertikalen Versatz vorgesehen werden. Bevorzugt hat das Untergestell in Längsrichtung in einem mittleren Abschnitt eine Vertiefung bzw. einen vertikalen Versatz nach unten (in Schwerkraftrichtung), wobei dieser vertiefte Abschnitt zur Aufnahme des Mittelteils des zu schweißenden Langträgers verwendet werden kann. Auf diese Weise können auch Fahrwerkrahmenlangträger mit einem entsprechenden vertikalen Versatz in ihrer Mittel optimal auf dem Untergestell gelagert werden.
  • Gemäß wieder einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tragstruktur ist vorgesehen, dass an einem ersten Endabschnitt und/oder zweiten Endabschnitt des Untergestells mindestens ein weiterer verstellbarer Halter vorgesehen ist, wobei jeder der weiteren Halter mindestens einen, vorzugsweise genau einen, am Untergestell verankerten Haltebolzen und eine mit dem Haltebolzen verbundene Halteplatte aufweist, wobei der maximale vertikale Abstand zwischen dem Untergestell (der der Halteplatte zugewandten Oberfläche bzw. Oberseite des Untergestells) und jeder Halteplatte (der dem Untergestell zugewandten Oberfläche bzw. Unterseite der Halteplatte) individuell einstellbar ist. Auch mit diesem weiteren einstellbaren Halter kann der maximale Abstand zwischen Untergestell und Halteroberteil individuell eingestellt werden, das heißt der maximale Abstand zwischen dem Untergestell und einer ersten Halterplatte kann anders als und unabhängig vom maximalen Abstand zwischen Untergestell und einer zweiten Halterplatte eingestellt werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass eine Einstellbarkeit der Halterplatte bzw. des vertikalen Abstands zwischen Untergestell und Halterplatte nicht zwingend erfordert, dass der Abstand der gesamten Halterplatte zum Untergestell veränderbar sein muss, sondern es reicht für diese Definition aus, dass der Abstand nur eines Teils der Halterplatte zum Untergestell verändert werden kann, was beispielsweise dann gegeben ist, wenn die Halterplatte an einem Ende in vertikaler Richtung am Untergestell fixiert ist bzw. an einem Ende auf dem Untergestell aufliegt; in diesem Fall schwenkt die Platte um eine horizontale Achse, wenn der Abstand eingestellt wird.
  • Der mindestens eine Haltebolzen des mindestens einen weiteren Halters kann wie die Haltebolzen der zuvor definierten Halter (der Halter, die den Haltebügel aufweisen) ausgebildet sein. Auch kann der Haltebolzen des jeweiligen weiteren Halters in vertikaler Richtung verlaufen und insbesondere parallel zu den übrigen Haltebolzen der zuvor definierten Halter verlaufen. Insbesondere ist auch die Halteplatte eines oder jedes verstellbaren weiteren Halters in vertikaler Richtung beweglich mit dem mindestens einen Haltebolzen verbunden. Der mindestens eine Haltebolzen kann auch in vertikaler Richtung unbeweglich mit dem Untergestell verbunden sein.
  • Alternativ oder zusätzlich kann der mindestens eine Haltebolzen eines oder jedes verstellbaren weiteren Halters vertikal beweglich mit dem Untergestell verbunden sein. Ferner kann der mindestens eine Haltebolzen eines oder jedes verstellbaren weiteren Halters auch jeweils mit einem verstellbaren vertikalen Anschlag für die Halteplatte versehen sein, bei dem es sich um eine wie zuvor definierte Mutter oder ein (vergleichbares) Gegenstück handeln kann. Wie gesagt kann der mindestens eine Haltebolzen eines jeden weiteren Halters und/oder können alle Haltebolzen der weiteren Halter parallel zueinander, insbesondere in vertikaler Richtung, und insbesondere parallel zu den übrigen Haltebolzen der anderen Halter verlaufen.
  • Die Halteplatte kann zwischen zwei gegenüberliegenden Enden (Kanten) vorzugsweise mindestens eine Aussparung, beispielsweise ein wie zuvor definiertes Loch bzw. eine wie zuvor definierte (seitliche) Einkerbung, zur Aufnahme des mindestens einen Haltebolzens aufweisen. Eines der Enden der Halteplatte kann sich wie gesagt auf einem vertikalen Vorsprung des Untergestells abstützen, bei dem es sich beispielsweise um die bereits definierte Anschlussplatte am jeweiligen Längsende des Untergestells handeln kann. Das gegenüberliegende Ende der Halteplatte kann dann im Bedarfsfall, wenn also ein Langträger bzw. Langträgerteil bis zu diesem weiteren Halter bzw. bis zu dieser Halteplatte reicht, auf dem Langträger bzw. Langträgerteil aufliegen, wobei durch individuelles Einstellen des maximalen Abstands, insbesondere durch Verringerung des Abstands, zwischen dem Untergestell und der Halteplatte bzw. dem freischwenkbaren Ende der Halteplatte der Langträger bzw. das Langträgerteil zwischen dem Untergestell und der Halteplatte festgeklemmt werden kann.
  • Die Aufgabe wird ferner gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren zum Schweißen eines Fahrwerkrahmenlangträgers eines Schienenfahrzeugs, insbesondere unter Verwendung einer Tragstruktur, wie sie zuvor definiert wurde, bei dem die folgenden Schritte durchgeführt werden:
    • – Bereitstellen eines sich in eine horizontale Längsrichtung erstreckenden Untergestells,
    • – Aufsetzen von zu verschweißenden, einen Fahrwerkrahmenlangträger bildenden Teilen (gemeint sind die Einzelteile und/oder Baugruppen, die nach dem Verschweißen den Fahrwerkrahmenlangträger bilden) auf das Untergestell (die den Langträger bildenden Teile werden also vertikal oberhalb des Untergestells angeordnet,
    • – Verbinden mehrerer verstellbarer Halter an vorgegebenen Befestigungspositionen mit dem Untergestell, wobei jeder Halter mindestens zwei am Untergestell verankerte und in einer horizontalen Querrichtung voneinander beabstandete Haltebolzen und einen die mindestens zwei Haltebolzen verbindenden Haltebügel aufweist, wobei die mindestens zwei Haltebolzen des jeweiligen Halters zu beiden Seiten des jeweiligen Teils des Fahrwerkrahmenlangträgers angeordnet werden und der Haltebügel die mindestens zwei Haltebolzen des Halters vertikal oberhalb des jeweiligen Teils des Fahrwerkrahmenlangträgers verbindet, und
    • – Festklemmen des jeweiligen Teils des Fahrwerkrahmenlangträgers zwischen dem Untergestell und den Haltebügeln durch individuelles Einstellen des maximalen Abstands (insbesondere durch Verringern des Abstands) zwischen dem Untergestell und jedem Haltebügel.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ferner die folgenden Schritte durchgeführt:
    • – Verbinden mindestens eines verstellbaren weiteren Halters mit dem Untergestell an einem ersten Endabschnitt und/oder zweiten Endabschnitt des Untergestells, wobei jeder der weiteren Halter mindestens einen am Untergestell verankerten Haltebolzen und eine mit dem Haltebolzen verbundene Halteplatte aufweist, wobei der mindestens eine Haltebolzen des jeweiligen weiteren Halters benachbart zu einem Längsende (Ende in Längsrichtung) des Fahrwerkrahmenlangträgers angeordnet wird und die Halteplatte vertikal oberhalb des Fahrwerkrahmenlangträgers bzw. -längsendes mit dem Haltebolzen verbunden wird, und
    • – Festklemmen des Fahrwerkrahmenlangträgers bzw. -längsendes zwischen dem Untergestell und der Halteplatte durch individuelles Einstellen des maximalen Abstands zwischen dem Untergestell und der Halteplatte.
  • Gemäß noch einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Haltebolzen, das heißt die Haltebolzen der den Haltebügel aufweisenden Halter und/oder die Haltebolzen der die Halteplatte aufweisenden Halter, nach dem Aufsetzen des jeweiligen Teils des Langträgers auf das Untergestell mit dem Untergestell verbunden. Denkbar ist auch, dass die Haltebolzen schon vor dem Aufsetzen des jeweiligen Teils des Langträgers auf das Untergestell mit dem Untergestell verbunden werden; in diesem Fall sind die Haltebügel bzw. -platten aber noch nicht mit dem bzw. den Haltebolzen verbunden. Auch ist denkbar, dass insbesondere vor dem Aufsetzen des jeweiligen Teils des Fahrwerkrahmenlangträgers auf das Untergestell, seitliche Anschlagselemente zum Fixieren des jeweiligen Teils des Fahrwerkrahmenlangträgerteils in Querrichtung mit dem Untergestell verbunden werden.
  • Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Tragstruktur und das erfindungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzubilden. Diesbezüglich sei einerseits verwiesen auf die dem Schutzanspruch 1 nachgeordneten Schutzansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
  • 1a) eine erfindungsgemäße Tragstruktur mit einem ersten aufgesetzten Fahrwerkrahmenlangträger,
  • 1b) eine vergrößerte Detailansicht aus 1a),
  • 2a) eine erfindungsgemäße Tragstruktur mit einem zweiten aufgesetzten Fahrwerkrahmenlangträger,
  • 2b) eine vergrößerte Detailansicht aus 2a),
  • 3a) ein Ausführungsbeispiel eines Haltebügels für die erfindungsgemäße Tragstruktur,
  • 3b) eine Seitenansicht des Haltebügels aus 3a) und
  • 3c) eine Draufsicht des Haltebügels aus 3a).
  • In den 1a) bis 2b) ist eine Tragstruktur 1 zum Schweißen eines Fahrwerkrahmenlangträgers 2 eines Schienenfahrzeugs dargestellt. Die Tragstruktur 1 ist, wie im Folgenden anhand der Figuren erläutert wird, an die Herstellung unterschiedlicher Langträgertypen anpassbar und gewährleistet eine hohe Wiederholgenauigkeit bei der Fertigung und bei der Vermessung der Langträger.
  • Die Tragstruktur ist mit einem sich in eine horizontale Längsrichtung L von einem ersten Ende 3.1 zu einem zweiten Ende 3.2 erstreckenden Untergestell 3 zur Aufnahme des jeweiligen Langträgers 2 bzw. der den Langträger nach dem Zusammenfügen bildenden Einzelteile versehen. Das erste und zweite Ende des Untergestells 3 wird jeweils von einer Abschlussplatte 3.1 bzw. 3.2 gebildet.
  • Ferner weist die Tragstruktur mehrere verstellbare Halter 4 und am ersten Endabschnitt 3.3 und zweiten Endabschnitt 3.4 des Untergestells 3 jeweils einen weiteren verstellbaren Halter 7 auf.
  • Die verstellbaren Halter 4, die zwischen den Endabschnitten 3.3 und 3.4 des Untergestells 3 angeordnet sind, sind an vorgegebenen Befestigungspositionen bzw. an vorgegebenen Aufnahmen bzw. Lagern mit dem Untergestell 3 verbunden, wobei jeder Halter 4 mindestens zwei am Untergestell 3 verankerte und in einer horizontalen Querrichtung Q voneinander beabstandete Haltebolzen 4.1 und einen die mindestens zwei Haltebolzen 4.1 verbindenden Haltebügel 4.2 aufweist.
  • Die Tragstruktur 1, insbesondere das Untergestell 3 und die Halter 4, ist/sind so ausgebildet, dass der maximale vertikale Abstand zwischen dem Untergestell 3 und jedem Haltebügel 4.2 individuell einstellbar ist. Die individuelle Einstellbarkeit kann technisch auf verschiedene Weise erreicht werden: vorzugsweise ist der Haltebügel 4.2 eines oder jedes verstellbaren Halters 4 vertikal beweglich mit den mindestens zwei Haltebolzen 4.1 verbunden. Vorliegend sind die Haltebolzen 4.1 in vertikaler Richtung unbeweglich mit dem Untergestell 3 verbunden. Die Haltebolzen 4.1 können aber auch vertikal beweglich mit dem Untergestell 3 verbunden sein.
  • Vorliegend sind die Haltebolzen 4.1 aller verstellbaren Halter 4 jeweils mit einem verstellbaren vertikalen Anschlag 4.3 für den Haltebügel 4.2 in Form einer Mutter 4.3 versehen, wobei die Mutter 4.3 ein Innengewinde und der jeweilige Haltebolzen 4.1 ein entsprechendes Außengewinde aufweist. Wie anhand der 1a) und 2a) deutlich erkennbar ist, verlaufen alle Haltebolzen 4.1 parallel zueinander und in vertikaler Richtung V.
  • In den 3a) bis c) ist ein Ausführungsbeispiel eines Haltebügels 4.2 für die zuvor beschriebenen Halter 4 dargestellt. Der Haltebügel 4.2 weist eine Grundplatte 4.21 mit zwei Aussparungen 4.22 in Form von seitlichen Einkerbungen zur Aufnahme der Haltebolzen 4.1 auf. Auf der Grundplatte 4.21 ist oberseitig ein Versteifungselement 4.23 in Form einer Platte stoffschlüssig aufgebracht. Der Stoffschluss ist hier anhand von Schweißnähten 8 dargestellt. Das plattenförmige Versteifungselement 4.23 besteht hier aus Vollmaterial (3a) bis c)), kann aber auch eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen (1a) bis 2b)).
  • Wie ferner in den 3a) bis c) erkennbar ist, ist das Versteifungselement 4.23 vollständig auf einem Abschnitt der Grundplatte 4.21 angeordnet, der sich zwischen den Aussparungen 4.22 zur Aufnahme der Haltebolzen 4.1 erstreckt. Das Versteifungselement 4.23 liegt mit einer seiner Schmalseiten (Kanten) auf der Grundplatte 4.21 auf, wobei die obere Schmalseite (Kante) des Versteifungselements 4.23 in zwei Randabschnitten nach außen hin abfällt (der Querschnitt des Versteifungselements 4.23 reduziert sich zu den Aussparungen 4.22 hin).
  • Das Untergestell 3 weist ferner vorgegebene Befestigungspositionen bzw. Befestigungspunkte (insbesondere Aufnahmen und/oder Lager) für Stützelemente 5 bzw. 5' zum Stützen des Langträgers 2 bzw. der den Langträger 2 nach dem Verbinden bildenden Einzelteile auf. Ferner sind entsprechende Befestigungspositionen bzw. Befestigungspunkte für seitliche Anschlagselemente 6 zum Fixieren des Langträgers 2 bzw. der den Langträger 2 bildenden Einzelteile in Querrichtung Q vorgesehen. Die Stützelemente 5 werden hier von Platten gebildet, die Stützelemente 5' von Zylindern. Sowohl die Platten 5 als auch die Zylinder 5' können grundsätzlich auch in ihrer Höhe verstellt bzw. in unterschiedlichen Höhen angeordnet werden. Die seitlichen Anschlagselemente 6 werden ebenfalls von Platten gebildet Die Platten 6 weisen mehrere Löcher, hier Langlöcher, zur Aufnahme von Befestigungsmitteln (Befestigungsschrauben) auf und sind in Querrichtung Q über die Langlöcher justierbar.
  • Bei dem Untergestell 3 handelt es sich vorliegend um ein Hohlprofil, welches bezogen auf die Längsrichtung L zur Mitte hin einen vertikalen Versatz nach unten (in Schwerkraftrichtung) aufweist. In dem tieferen Abschnitt des Untergestells 3 liegt der jeweilige Langträger 2 unmittelbar auf dem Untergestell 3 auf, in den seitlichen Abschnitten des Untergestells 3 sind die seitlichen Arme des Langträgers 2 von den Stützelementen 5 bzw. 5' unterstützt, die zwischen Untergestell 3 und Langträger 2 angeordnet sind.
  • In dem vertieften Abschnitt des Untergestells 3 sind verschiedene Halter 4 des zuvor beschriebenen Typs mit Haltebügeln 4.2 vorgesehen, wobei hier die Haltebügel 4.2 aber nicht nur zwei Haltebolzen 4.1, sondern drei Haltebolzen 4.1 miteinander verbinden. Zwischen den beiden Haltebügeln 4.2, die jeweils drei Haltebolzen 4.1 miteinander verbinden, ist noch ein Haltebügel 4.2 angeordnet, der in der Darstellung auf dem Langträger 2 lose aufliegt, aber aus Anschauungsgründen nicht mit entsprechenden Haltebolzen 4.1 verbunden ist.
  • Wie bei Vergleich der 1a) und b) einerseits und 2a) und b) andererseits erkennbar ist, kann ein und dieselbe Tragstruktur 1 zur Aufnahme unterschiedlicher Langträger 2 dienen. In den 1a) und b) ist beispielsweise die Aufnahme eines Langträgers 2 dargestellt, der für die Verwendung in einem Mittelwagen dient, wohingegen in den 2a) und b) die Aufnahme eines Langträgers 2 dargstellt ist, der Teil eines Endwagens sein kann.
  • Die beiden verschiedenen Langträger 2 unterscheiden sich insbesondere in ihrer Länge. Wie deutlich zu erkennen ist, ist der in 1a) dargestellte linke Arm des Langträgers 2 kürzer als der linke Arm des in 2a) dargstellten Langträgers 2; in 1a) reicht der Langträger 2 nicht bis zu dem linken Halter 7, wohingegen in 2a) der Langträger 2 auch durch den linken Halter 7 in vertikaler Richtung fixiert ist.
  • Der Aufbau des linken Halters 7 (der rechte Halter 7 funktioniert auf dieselbe Weise) wird nun kurz erläutert:
    Auch die an den beiden Endabschnitten 3.3 und 3.4 des Untergestells 3 angeordneten Halter 7 dienen dazu, den Längsträger 2, wenn er bis zu dem jeweiligen Halter 7 reicht, dort zu fixieren bzw. festzuklemmen. Dazu weist der jeweilige Halter 7 einen Haltebolzen 7.1 und eine damit beweglich verbundene Halteplatte 7.2 auf, wobei die Halteplatte 7.2 über eine etwa mittige Bohrung auf den Haltebolzen 7.1 aufgesetzt und vertikal nach oben hin durch eine wie zuvor beschriebene Mutter fixiert ist. Die Halteplatte 7.2 liegt mit einem Ende auf einem vertikalen Vorsprung des Untergestells 3, der hier von der jeweiligen Abschlussplatte 3.1 bzw. 3.2 gebildet wird, auf. Wie in 2a) und b) zu erkennen ist, liegt die Halteplatte 7.2, wenn der Langträger 2 bis zu dem Halter 7 reicht, auf dem jeweiligen Längsende, hier dem Längsende 2.1, des Langträgers 2 auf.
  • Der jeweilige Langträger 2 wird nun dadurch hergestellt, dass verschiedene Einzelteile auf die zuvor beschriebene Tragstruktur 1 aufgesetzt werden und dort mit der Tragstruktur 1 unbeweglich verbunden werden. Dazu werden die jeweiligen Einzelteile mit den ersten Haltern 4, den Stützelementen 5 und 5', den Anschlagselementen 6 und in späteren Fertigungsstufen mit mindestens einem der weiteren Halter 7 relativ zum Untergestell ausgerichtet und daran derart festgeklemmt, dass die Einzelteile und der spätere Langträger 2 sich weder in Längsrichtung L, noch in Querrichtung Q, noch in vertikaler Richtung V unbeabsichtigt bewegen kann. Auf diese Weise wird eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit bei der Fertigung und Messung erreicht. Außerdem können ohne weiteres verschiedene Langträgertypen mit ein und derselben Tragstruktur 1 hergestellt werden.

Claims (14)

  1. Tragstruktur (1) zum Schweißen eines Fahrwerkrahmenlangträgers (2) eines Schienenfahrzeugs – mit einem sich in eine horizontale Längsrichtung (L) von einem ersten Ende (3.1) zu einem zweiten Ende (3.2) erstreckenden Untergestell (3) zur Aufnahme eines zu schweißenden Fahrwerkrahmenlangträgers (2) und – mit mehreren verstellbaren Haltern (4), die an vorgegebenen Befestigungspositionen mit dem Untergestell (3) verbunden sind, wobei jeder Halter (4) mindestens zwei am Untergestell (3) verankerte und in einer horizontalen Querrichtung (Q) voneinander beabstandete Haltebolzen (4.1) und einen die mindestens zwei Haltebolzen (4.1) verbindenden Haltebügel (4.2) aufweist, wobei der maximale vertikale Abstand zwischen dem Untergestell (3) und jedem Haltebügel (4.2) individuell einstellbar ist.
  2. Tragstruktur (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Untergestell (3) ferner Stützelemente (5, 5') zum Stützen des Fahrwerkrahmenlangträgers (2) und/oder seitliche Anschlagselemente (6) zum Fixieren des Fahrwerkrahmenlangträgers (2) in Querrichtung (Q) vorgesehen sind.
  3. Tragstruktur (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebügel (4.2) eines oder jedes verstellbaren Halters (4) in vertikaler Richtung (V) beweglich mit den mindestens zwei Haltebolzen (4.1) verbunden ist.
  4. Tragstruktur (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltebolzen (4.1) in vertikaler Richtung (V) unbeweglich mit dem Untergestell (3) verbunden sind.
  5. Tragstruktur (1) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Haltebolzen (4.1) eines oder jedes verstellbaren Halters (4) in vertikaler Richtung (V) beweglich mit dem Untergestell (3) verbunden sind.
  6. Tragstruktur (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltebolzen (4.1) eines oder jedes verstellbaren Halters (4) jeweils mit einem verstellbaren vertikalen Anschlag (4.3) für den Haltebügel (4.2) versehen sind.
  7. Tragstruktur (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einem verstellbaren vertikalen Anschlag (4.3) versehenen Haltebolzen (4.1) ein Gewinde aufweisen und der verstellbare vertikale Anschlag (4.3) von einem mit dem Gewinde zusammenwirkenden Gegenstück, insbesondere einer Mutter, gebildet wird.
  8. Tragstruktur (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Haltebolzen (4.1) eines jeden Halters (4) und/oder alle Haltebolzen (4.1) der Tragstruktur (1) parallel zueinander, insbesondere in vertikaler Richtung (V), verlaufen.
  9. Tragstruktur (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Haltebügel (4.2) oder alle Haltebügel (4.2) eine Grundplatte (4.21) mit mindestens zwei Aussparungen (4.22) zur Aufnahme der Haltebolzen (4.1) aufweisen.
  10. Tragstruktur (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundplatte (4.21), insbesondere auf der vom Untergestell (3) abgewandten Seite der Grundplatte (4.21), ein Versteifungselement (4.23) vorgesehen ist, das mit der Grundplatte (4.21) fest, insbesondere stoffschlüssig, verbunden ist.
  11. Tragstruktur (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (4.23) vollständig auf einem Abschnitt der Grundplatte (4.21) angeordnet ist, der sich zwischen den Aussparungen (4.22) zur Aufnahme der Haltebolzen (4.1) erstreckt.
  12. Tragstruktur (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Untergestell (3) ein Hohlprofil oder U-Profil ist.
  13. Tragstruktur (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberseite und/oder das Profil des Untergestells (3) in Längsrichtung (L) seine Höhe ändert und insbesondere einen wellenförmigen Verlauf hat.
  14. Tragstruktur (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem ersten Endabschnitt (3.3) und/oder zweiten Endabschnitt (3.4) des Untergestells (3) mindestens ein weiterer verstellbarer Halter (7) vorgesehen ist, wobei jeder der weiteren Halter (7) mindestens einen am Untergestell (3) verankerten Haltebolzen (7.1) und eine mit dem Haltebolzen (7.1) verbundene Halteplatte (7.2) aufweist, wobei der maximale vertikale Abstand zwischen dem Untergestell (3) und jeder Halteplatte (7.2) individuell einstellbar ist.
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