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Wagenkasten für einen geschlossenen Eisenbahngüterwagen mit Drehgestellen
Die Erfindung betrifft einen Wagenkasten für einen geschlossenen Eisenbahng\xterwagen
mit Drehgestellen, mit festem oder öffnungsfähigem Dach, festen ßtirnwänden und
vorzugsweise aus Schiebewandteilen und einem aus horizontalen trägern und vertikalen
Pfosten gebildeten Rahmen bestehenden Seitenwänden., wobei der Rahmen des Untergestells
aus Längsträgern und damit verschweißten Querträgern gebildet ist, die Querträger
aus zwei sich auf die Drehgestelle abstützenden Hauptquerträgern mit kastenförmigem
Querschnitt und weiteren, zwischen den tangträgern angeordneten Querträgern mit
offenem Querschnitt bestehen und der Rahmen der Stirnwände vertikale, mit dem Rahmen
des Lliitergestells fest verbundene Pfosten aufweist.
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Geschlossene Eisenbahngtiterwagen mit festem oder öffnungsfähigem
Dach und aus dem Seitenwandrahmen und in geschlossenem Zustand in einer Ebene daran
anliegenden SchiebexfJandteilen bestehenaen Seitenwänden weisen üblicherweise einen
Untergestellrahmen auf, der aus Längsträgern und damit verschweißten Querträgern,
wie eingangs beschrieben, besteht.
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Die Längsträger unterteilen sich dabei bei bekannten Ausführungen
in an den Längsaußenkanten angeordnete Außenlangträger und beidseitig der Mittellangsachse
angeordnete EiWtellangträger. Bei den Untergestellen der Wagen mit Drehgestellen
sind üblicherweise die Außenlangträger aus gekanteten Profilen mit kleinem Querschnitt
gebildet, die lediglich der seitlichen Begrenzung des Fußbodens und der Anlage der
Schiebewandteile dienen und denen eine tragende Punktion nicht zukommt, während
die Mittellangträger zur Überleitung der Zug- und Stoßkräfte, sowie zur Aufnahme
des größten Teils der vertikalen Last ausgebildet und im Bereich zwischen den Drehgestellen
mit vergrößerter
Bauhöhe ausgeffihrt sind. Die meist aus Normprofilen
bestehenden Querträger sind zwischen den Längsträgere angeordnet und mit diesen
verschweißt. Bei anderen vorbekannten Ausführungen sind die Querträger als Kragträger
an den Mistellangträgern angeordnet. Auf den Querträgern sind zusätzliche Längsträger
angeordnet, die zur Versteifung und Auflage des Fußbodens dienen. Die Oberkante
der Außenlangträger, sowie der Nittellangträger und der zusätzlichen Längsträger
ist vielfach in einer Ebene angeordnet und dient gleichzeitig der Auflage des Fußbodens
des Wagenkastens, Nachteilig bei diesen beschriebenen Åusführungen ist die Vielzahl
der durch Vermeidung von tragenden Außenlangträgern erforderlichen Querträger zur
Aufnahme der Vertikalbelastungs Problematisch ist weiter der Anschluß der Stirnwand
an dem Untergestellrahmen, sowie die Überleitung der auf die Stirnwand einwirkenden
Horizontalkräfte in die Langträger, Ein weiterer Nachteil dieser Ausführung besteht
darin, daß die Bemessung der mittleren Langträger durch die fehlenden Außenlangträger
unwirtschaftlich groß erfolgen muß Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Ausführungen
besteht darin, daß die gesamte Stirnwand lediglich an den Nittellangträgern angeschlossen
ist Hierdurch ist es erforderlich, daß die Stirnwände durch groß dimensionierte
Querträger zu versteifen sind um die auf sie horizontal in Wagenlängsrichtung einwirkenden
Kräfte in das Untergestell überleiten zu können Weiter ist es bei diesen bekannten
Wagen erforderlich, entweder die rri ttellangträger vor das Kopfstück vorzuziehen,
um die llittelpfosten der Stirnwand biegesteif anschließen zu können oder aufwendige
Verstrebungen innerhalb der Kopfstücks partie im Untergestell vorzunehmen.
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Bei begrenztem Kopfstückaberhang d,l, Abstand zwischen D5tte Drehgestell
und Vorderkante Kopfstück sind diese Konstruktionen jedoch nur durch Verkleinerung
der Ladelange bzw. durch Erhöhung der Gesamtwagenlange möglich
Die
Aufgabe der Erfindung bestent nun darin, für einen Wagen der eingangs genannten
Art den Rahmen des Untergestells und der Stirnwand so auszubilden, daß bei Anordnung
von Drehgestellen eine wirtschaftliche Ausbildung des Rahmens des Untergestelle
und der Stirnwand gewährleistet ist und daß die Überleitung der Horizontalkräfte
aus der Stirnwand in den Rahmen des Untergestells auf wirtschaftliche und statisch
günstige Weise möglich ist und daß das günstigste Verhältnis von Ladelänge zu Länge
über Puffer angestrebt wird.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die längsträger
aus zwei von einem Kopfstück bis zum anderen Kopfstück mit etwa gleichem Querschnitt
durchlaufenden Außenlangträgern und zwei rechts und links der Längsachse angeordneten
Mittellangträgern bestehen, die in ihrem mittleren Bereich als Fachwerkträger ausgebildet
sind und daß jeweils zwei Pfostender Stirnwand vor den Außenlangträgern und-zwei
Pfosten zwischen Außenlangträger und Mattellangträger angeordnet sind und die Pfosten
beidseitig der Mittellängsachse des Wagens vor der Stirnwand im Bereich des Eopfstücks-des
Untergestells durch einen geschlossenen, torsionssteifen Kasten fest miteinander
verbunden sind.
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Badurch, daß die AuPJenlangträger mit etwa gleichem Querschnitt von
Stirnwand bis Stirnwand durchlaufend ausgebildet sind, können diese auf wirtschaftliche
Weise hergestellt werden. Sie übernehmen einen Teil der vertikalen Beanspruchung
des Untergestells und einen Teil der aus Pufferstoß herrührenden Horizontalkräfte,
sowie Biegemomente aus der Stirnwand. Die Nittellangträger übernehmen den größten
Teil der aus der Zug-und Stoßvorrichtung eingeleiteten Kräfte und gleichzeitig den
wesentlichen Anteil der vertikalen Belastung aus der Last.
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Die Ausbildung der Mittellangträger in ihrem mittleren Bereich als
Fachwerkträger gewährleistet ein minimales Gewicht bei hoher Biegesteifigkeit. Die
Stirnwand weist vier vertikale
Pfosten auf, von denen zwei vor den
Außenlangträgern angeordnet sind. Da aus Gründen des Freiraums für die Mittelpufferkupplung
vor den PEttellangträgern keine vertikalen Pfosten angeordnet werden können, sind
diese mittleren Pfosten zwischen den Mittellangträgern und den Außenlangträgern
vor dem Untergestellrahmen angeordnet Die Verbindung der mittleren Pfosten mit den
äußeren Pfosten durch einen torsionssteifen Kasten ermöglicht die biegesteife Verbindung
dieser Pfosten untereinander, den biegesteifen Anschluß der Stirnwand an die Außen-
und insbesondere an die PEttellangträger über das Kopfstück bei gleichzeitiger Einhaltung
einer minimalen Bauhöhe, die innerhalb des Bereiches liegt, der durch die Bauhöhe
der Stirnwandpfosten beansprucht wird Es wird also durch kleinste Bauhöhe und geringen
Aufwand ein statisch einwandfreier Anschluß der Stirnwand an das Untergestell sowie
eine wirtschaftliche Ausbildung des Untergestells und der Stirnwand erzielt Horizontale,-
aus dem Ladegut herrührende und auf die Stirnwand einwirkende Kräfte können vortei1?aft
und anteilmäßig in die Außenlangträger und Nittellangträger übergeleitet werden
Gemäß der Erfindung sind nach einem Ausfahrungsbeispiel der Erfindung zur Überleitung
der horizontalen, in Wagenlängsrichtung auf die mittleren Stirnwandpfosten einwirkende
Kräfte in die IEttellangträger und Außenlangträger,den Torsionskasten, das Kopfstück
und im Kopf stück ein horizontaler,i'littellangträger und Außenlangträger verbindender
Steg etwa in Höhe der Unterkante des Torsionskastens, das fest mit dem Außenlangträger
und Mïttellangträger verbundene Fußbodenblech und ein vertikaler Steg hinter den
Stirnwandpfosten zwischen Fußbodenblech und Steg vorgesehen.
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Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind zur Überleitung
der horizontalen, in Wagenlängerichtung auf die mittleren Stirnwandpfosten einwirkenden
Kräfte in die Mittellangträger und Außenlangträger den Torsionskasten, das Kopfstück
und zwei weitere, im Horizontalschnitt etwa dreieckförmige Torsionskästen vorgesehen,
deren einer vor dem Kopfstück an
diesem und dem mittleren Stirnwandpfosten
zur Wagenlängsmitte hin bis vor den Mittellangträger reichend, und deren anderer
hinter dem Kopfstück vom Mittellangträger bis hinter den Stirnwandpfosten ragend,
angeordnet.
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Durch diese alternativen Ausführungsbeispiele des Anschlusses der
mittleren Stirnwandpfosten an das Kopfstück und den mittleren und äußeren Langträger
wird auf raumsparende Weise eine biege- und torsionssteife Kopfstückkonstruktion
erzielt, die bei kleinstmöglichem Raumbedarf innerhalb der durch die Stirnwandpfosten
vorgegebenen Bauhöhe vor dem Kopfstück und ohne zusätzlichen Raumbedarf innerhalb
des Kopfstücks einen statisch einwandfreien Anschluß der Stirnwand gewährleistet.
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Gemäß der Erfindung sind die Außenlangträger in Form eines auf dem
Kopf stehenden U mit einem kurzen äußeren und einem langen inneren Steg ausgebildet,
wobei der innere Steg des AmBenlangträgers an seinem unteren Ende vom Kopf ende
des Untergestells bis über den Bereich der Drehgestelle hinaus einen mittig aufgesetzten
Gurt trägt und der innere Steg im mittleren Bereich des Außenlangträgers zur Wagenlängsachse
hin abgewinkelt ist. Durch diese Ausbildung des Außenlangträgers wird bei minimalem
Gewichtsaufwand ein großes Drägheitsmoment erzielt. Der Außenlangträger ist dabei
auf seiner Oberseite gleichzeitig zur Auflage des Wagenkastenbodens geeignet.
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Die Mittellangträger sind von den Stirnwänden bis zu den Hauptquerträgern
als vertikale Stege mit einer unteren Abwinklung nach außen ausgebildet und bestehen
zwischen den Hauptquerträgern aus oberen und unteren in Querachse horizontalen Gurten,
die von den Hauptquerträgern zur Wagenquerachse hin zuerst durch einen Steg in Form
eines Dopel-T verbunden sind, wobei der Steg dann im Bereich der Fachwerkausbildung
geteilt und gespreizt ist und mit den Gurten T-förmig ausgebildet und mit Fachwerkaussteifungen
versehen ist. Wie vorstehend schon erwähnt, wird durch diese Fachwerkausbildung
der I4ittellangträger
ebenfalls wieder bei minimalem Gewichtsautwand
ein größeres Trägheitsmoment erzielt Einzelheiten der Erfindung sind anhand eines
Ausführungsbeispiels erläutert Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht des Eisenbahngüterwagens
mit einem Ausführungebeispiel des Wagenkastens gemäß der Erfindung Fig, 2 die Stirnansicht
des Eisenbahngüterwagens nach Fig. 1 Fig. 3 einen Teil des Untergestellrahmens des
Eisenbahngüterwagens nach Fig 1 in Draufsicht, 1/2 mit abgedecktem Fußboden Fig
4 einen Schnitt durch die Mittellängsachse des Untergestellrahmens nach Fig 3 Fig
5 einen Querschnitt nach Linie V - V der Fig 3 Fig 6 eine schematische perspektivische
Teilansicht des Untergestellrahmens nach Fig 3 zODo im Schnitt Die in den Fig dargestellten
Ausführungsbeispiele des Eisenbahngüterwagens mit dem Wagenkasten gemäß der Erfindung
besteht im wesentlichen aus den Drehgestellen 1, dem Untergestellrahmen 2, den Stirnwänden
3, dem festen Dach 4, und den mit den Schiebewandteilen 5 verschlossenen Seitenwänden
Maßgebend und für vorliegende Erfindung wesentlich ist hierbei die Ausbild1lng des
Untergestellrahmens 2 und der Stirnwand 3 Wie aus den Fig 3 bis 6 ersichtlich, sind
die wesentlichen Bauelemente des Untergestellrahmens 2 die Mittellangträger 6, die
Außenlangträger 7, die Hauptquerträger 8 und die Querträger 9 und 10 Die Mittellangträger
6 sind dabei im Bereich der Kopfstücke 11 bis zu den Hauptquerträgern 8 als vertikale
Stege mit einer unteren Abwinklung zur Längsseite hin ausgebildet Zwischen den Hauptquerträgern
8 bestehen die Nittellangträger 6 aus einem vertikalen Steg und einem oberen und
einem unteren Gurt 6a und 6b Im Bereich der Wagenquermitte ist der
Steg
der Mittellangträger 6 geteilt und jeweils ein Teil des Steges mit dem Gurt 6a bzw.
6b verbunden. Der Mittellangträger 6 ist dabei als Fachwerkträger mit Fachwerkaussteifungen
6c ausgebildet. Die Außenlangträger 7 sind von Kopfstück 11 bis Kopfstück 11 etwa
mit gleichem Querschnitt durchlaufend ausgeführt. Lediglich der unten am inneren
Steg des Außenlangträgers 7 angeordnete Gurt 7a besteht im Bereich der Kopfstücke
aus einem angeschweißten Flacheisen, während im Bereich der Mittelquerachse der
Gurt 7a durch Umkantung zur Mittellängsachse des inneren Steges des Außenlangträgers
7 gebildet ist. Die Hauptquerträger 8 bestehen aus dem unteren Gurt 8a dem oberen
Gurt 8b sowie den seitlichen Stegen 8c, die zu einem rechteckigen Querschnitt verschweißt
sind. Die Querträger 9 sind t-förmig ausgebildet, wobei der Steg des T nach oben
unter den Wagenboden gerichtet ist. Die Querträger 10 sind als gekantete U-Profile
ausgebildet und verbinden Mittellangträger und Außenlangträger miteinander. Zwischen
den Mittel1angträger 6 und den Außenlangträger 7 sind weitere I,ängsträger 12 angeordnet,
die auf die Querträger 10 aufgesetzt sind und mit ihrer Oberkante mit der Oberkante
des Außenlangträgers 7 und der Mittellangträger 6 in einer Ebene liegen und so die
Auflagefläche für das Fußbodenblech 18 bilden. An den Kopf enden des Untergestellrahmens
sind vor den Außenlangträgern 7 vertikale Pfosten 13 mit I-förmigem Querschnitt
angeordnet. Zwischen den Außenlangträgern 7 und den Itttellangträgern 6 sind vor
den Kopfstücken 11 des Untergestellrahmens weitere vertikale Pfosten 14 mit ebenfalls
I-förmigem Querschnitt fest mit dem Kopfstück 11 verbunden. Die vertikalen Pfosten
13 und 14 jeder Seite sind durch einen torsionssteifen Kasten 15 mit rechteckigem
Querschnitt verbunden, der einerseits fest mit dem Kopfstück 11 und andererseits
fest mit den Pfosten 13 und 14 verbunden ist. Hinter den Pfosten 13 und 14 ist im
Untergestellrahmen in einem Ausführungsbeispeil (Fig. 3) ein Stegblech 16 etwa in
Höhe der Unterkante des Kastens 15 angeordnet, das in Verbindung mit einem vertikalen
Steg 17 im Eopfstück hinter dem Pfosten 14 und dem Fußbodenblech 18 zur Aussteifung
des Kopfstücks 11 dient und fest mit dem jeweiligen
Mittellangträger
6 und Außenlangträger 7 verschweißt ist.
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Alternativ kann, wie in Fig. 6 dargestellt, vor dem Kopfstück 11 für
jeden Pfosten 14 ein weiterer Torsionskasten 19 vorgesehen sein, der im Horizontalschnitt
etwa ein Dreieck bildet und in voller Höhe des Pfostens 14 an diesem angeschlossen
ist und in Höhe des Mittellangträgers 6 vor dem Kopfstück 11 ausläuft. Hinter dem
Kopfstück 11 ist hierbei ein weiterer im Horizontalschnitt ebenfalls dreieckiger
Gorsionskasten 20 in der durch Mittellangträger 6 und Kopfstück 11 gebildeten Ecke
vorgesehen. Die Torsionskästen 15, 19 und 20 bilden somit mit den Pfosten 13 und
14, sowie dem Kopfstück 11 eine torsions- und biegesteife Verbindung der Langsträger
6 und 7 und der Pfosten 13 und 14.