DE2607346B2

DE2607346B2 - Eisenbahn-Drehgestell aus Stahlguß

Info

Publication number: DE2607346B2
Application number: DE2607346A
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude L'etang- La-Ville Guillaumin (Frankreich)
Original assignee: Acieries De Paris Et D'outreau Sa Paris Ste
Current assignee: Acieries De Paris Et D'outreau Sa Paris Ste
Priority date: 1975-02-25
Filing date: 1976-02-23
Publication date: 1979-10-04
Also published as: ATA131976A; FR2302225A1; IT1057231B; FR2302225B1; DE2607346C3; GB1509112A; NL7601666A; LU74407A1; ZA761042B; BE838457A; AT350624B; US4133268A; DE2607346A1; CH609624A5; CA1058966A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Eisenbahn-Drehgestell aus Stahlguß, bestehend aus einem hohlen Querträger, an dessen Mitte eine Lagerpfanne angeschweißt ist, und zwei die Achskästen tragenden parallelen hohlen Längsträgern, mit welchen der Querträger jeweils über eine Stumpfschweißnaht verbunden ist.

Bei einem bekannten Eisenbahn-Drehgestell (FR-PS 48 033) sind die Längsträger nicht mit Hohlquerschnitt ausgeführt, sondern l-profilförmig gestaltet. In der Mitte ihres Profilsteges ist ein Hohlansatz angeformt, dessen im wesentlichen senkrecht zu dem Profilsteg verlaufende Wände über einen Übergangsradius in dem Profilsteg einlaufen und Endabschnitte des hohlen Querträgers bilden, dessen Mittelabschnitt mit diesen Hohlansätzen stumpf verschweißt ist. Solche l-profilförmigen Längsträger haben jedoch noch eine verhältnismäßig geringe Verwindungssteifigkeit.

Wegen der für Eisenbahnen angestrebten hohen Geschwindigkeiten wurden für die Waggons jedoch steife Drehgestelle aus Stahlformguß entwickelt, da diese auch bei höchster Belastung ihre Form behalten.

Solche Drehgestelle setzen sich im wesentlichen aus zwei parallelen, die Achslager tragenden hohlen Längsträgern zusammen, welche durch einen Querträger, auf welchen die Drehpfanne aufgeschweißt ist, starr miteinander verbunden sind. Der Querträger ist mit seinen beiden Enden in die Längsträger eingelassen und mit diesen verschweißt. Solche Drehgestelle, bei denen der Querträger jeweils in einer Öffnung des Längsträgers eingelassen ist, sind aus der BE-PS 6 60 792, der BE-PS 6 35 192 und der FR-PS !3 27 324 bekannt. Ein weiteres Beispiel zeigt die FR-PS 13 40 882, wonach beidseitig des in den jeweiligen Längsträger eingelassenen Endabschnittes des Querträgers in den beiden Seitenstegen der Längsträger jeweils eine Öffnung

is gestaltet ist.

Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß solche bekannten Drehgestelle nvt in die Längsträger eingelassenem Querträger nicht voll befriedigen können, da die an den Verbindungsstellen zwischen den Längsträgern und dem Querträger sowie zwischen diesem und der Drehpfanne auftretenden Belastungen im Laufe der Zeit zu nur schwer erkennbarer Rißbildung führen.

Es ist auch ein Eisenbahn-Drehgestell mit den eingangs erwähnten Merkmalen bekannt, bei welchem der Querträger nicht in die Längsträger eingelassen, sondern über eine Stumpfschweißnaht mit den Längsträgern verbunden ist. Diese Stumpfschweib'naht liegt jedoch in der Ebene jeweils des inneren Steges des hohlen Längsträgers und somit an einer für die Krafteinleitung vom Querträger in den Längsträger hochbeanspruchten Stelle, wodurch die Widerstandsfähigkeit des Drehgestells beeinträchtigt ist.

Demgegenüber wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung die Aufgabe gelöst, ein Eisenbahn-Drehgestell der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches bei Verwendung einer Stumpfschweißnaht für die Verbindung zwischen Querträger und Längsträgern gleichwohl eine hohe Widerstandsfähigkeit hat.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß Endabschnitle des Querträgers je als sich zu dein jeweiligen Längsträger hin erweiternder Kegelstumpf gestaltet sind, der an dem Längsträger einstückig angeformt ist und an dessen freiem Stirnrand der Mittclabschnitt des Querträgers stumpf angesetzt und über die Stumpfschweißnaht angeschweißt ist.

Dadurch liegt die Stumpfschweißnüht an einer verhältnismäßig gering beanspruchten Stelle, so daß trotz der Verbindung des hohlen Querträgers mit den hohlen Längsträgern über eine Stumpfschweißnaht die Widerstandsfähigkeit des Drehgestelles beträchtlich erhöht ist und die auftretenden Spannungen durch die Anordnung der Schweißnähte in Zonen geringster Belastung niedrig gehalten sind.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist in der Längsmitte des Querträgers ein nach oben abstehender, sich nach oben kegelstumpfförmig verjüngender Rand ausgebildet, auf welchem die Lagerpfanne mit ihrem nach unten vorstehenden, sich kegelstumpfförmig nach

bo unten erweiternden Umfangsrand stumpf aufgcsetzi und über eine Stumpfschweißnaht mit dem Querträger verschweißt ist.

Bei einer solchen Ausbildung der Verbindungsstellen zwischen dem Querträger und den Längslrägern

b5 einerseits und zwischen der l.agcrpfanne und dem Querträger andererseits ist die Kontinuität der Kraftlinien an keiner Stelle unterbrochen, so daß etwa auf die Lagerpfanne einwirkende Belastungen sich gleichmäßig

entlang dem Querträger und den Längsträgern verteilen.

Der Querträger hat an seinen vertikalen Wandungen lediglich eine einzige, unterhalb der Lagerpfanne liegende Öffnung, welche für die Montage des Drehgestelles erforderlich ist.

Der Mittelabschnitt des Querträgers hat vorteilhafterweise einen unregelmäßig sechseckigen Querschnitt Die Längsträger haben vorzugsweise einen Trapezquerschnitt.

Es kann weiterhin von Vorteil sein, daß jeder Längsträger eine in Bezug auf seine axiale Mittelebene unsymmetrische Form aufweist, welche dazu dient, die von dem kegelstumpfförmigen Endabschnitt des Querträgers übertragenen Kräfte gleichmäßig zu verteilen und dem inneren Steg und dem äußeren Steg des Längsträgers die gleiche Festigkeit zu verleihen, weil die vom Querträger übertragenen Kräfte der inneren Steg gewöhnlich stärker belasten als den äußeren Steg. Um diese Wirkung zu erzielen, weist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung jeweils der sich an das Ende des den Endabschnitt des Querträgers bildenden Kegelstumpfes anschließende Teil eines inneren Steges des Längsträgers beidseitig des Kegelstumpfs eine an sich bekannte öffnung auf, während jeweils ein äußerer Steg des Längsträgers eine einzige, zu den Enden des Längsträger hin längliche Mittelöffnung aufweist. Diese erstreckt sich um ein beträchtliches Stück a if die Achslager zu.

Der bevorzugte Trapezquerschnitt der Längsträger ;<,· dient zur Erhöhung ihrer Festigkeit, weil die Längsträger außerdem Torsionsspannungen unterworfen sind, welche durch von den Achslagern übertragene Querkräfte hervorgerufen werden. Die Trape/.form ermöglicht eine zweckmäßige Anbringung der die Zapfen des j> Stoßdämpfers tragenden Laschen am Längsträger.

Im folgenden ist ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilansieht eines Drehgestells von oben,

Fig. 2 und J vergrößert dargestellte, schematisierte .Schnittansichten von in Fig. 1 und Il b/w. MI-III bezeichneten Ausschnitten.

F i g. 4 und 5 Tcilansichicn eines Längslrägers von der Seile bzw. von oben und

F i g. 6 bis 10 Ansichten des Längsträgers im Schnitt ·»> entlang den Linien Vl-Vl bis X-X in F i g. 4.

Das Drehgestell besieht aus einem starren Querträger I und zwei mil diesem verbundenen, parallelen Längsträgern 2, welche die in der Zeichnung nicht dargestellten Achslager tragen. -,ii

Der Querträger I hat einen Mittelabschnitt In und zwei an diesem angeschweißte Kndabschniiie ib. Die miteinander zu verschweißenden Enden des Innenteils und der äußeren Teile haben die gleichen Abmessungen und einander komplementäres ProfiL so daß sie mit einer Stumpfschweißnaht 3 zusammengeschweißt werden können. Um das genaue Ausrichten der Teile sowie das Schweißen zu erleichtern, kann jeweils eines der Teile einen ringförmigen Ansatz 4 haben, welcher in bekannter Weise im Ende des anderen Teils Aufnahme findet (F ig. 2).

An der für eine Lagerpfanne 5 vorgesehenen Stelle hat der Querträger 1 einen an der Oberseite hervorstehenden, kegelstumpfförmigen Rand 6, dessen oberes Ende die gleichen Abmessungen wie die Drehpfanne und eine dem der Drehpfanne komplementäres Profil hat. Der Rand der Lagerpfanne 5 ist abwärts umgebogen und im Bereich der Verbindung mit dem Querträger zu einem Umfangsrand 7 geformt, welcher so auf den Rand 6 des Querträgers aufsetzbar ist, daß er eine Verlängerung von deren Kegelstumpfform bildet. Die Lagerpfanne 5 ist mittels einer Stumpfschweißnaht 8 auf dem Träger befestigt. Zum genauen Ausrichten der Drehpfanne auf dem Querträger und zur Erleichterung des Schweißes kann die Drehpfanne einen ringförmigen Ansatz 9 haben, welcher in dem kegelstumpfförmigen Rand 6 des Trägers Aufnahme findet. Anderenfalls kann der Rand 6 einen ringförmigen Ansatz haben, welcher in eine entsprechende Ausbildung der Lagerpfanne einsetzbar ist.

Der Querträger weist eine unregelmäßig sechseckige Qiierschnittsform auf, welche den bestmöglichen Kompromiß zwischen einem rechteckigen und einem kreisförmigen Querschnitt darstellt. Der Längsträger 2 hat eine in Bezug auf seine axiale Mittelcbene unsymmetrische Querschnittsform.

Wie man in Fig.4 und 5 erkennt, schließt sich ein innerer Steg 10 des Längslrägers 2 an eine größere Öffnung Ic des trichterförmig erweiterten Endabschnitts lödes Querträgers 1 an und ist beiderseits des Querträgers von jeweils einer Öffnung 11 durchsetzt, während ein äußerer Steg 12 eine einzige, in der Mitte angeordnete öffnung 13 hat, welche sich um ein beträchtliches Stück in Richtung auf einen Sitz 14 für das Achslager erstreckt.

Aus Fig. 6 bis 10 ist zu erkennen, daß der Längsträger 2 einen trapezförmigen Querschnitt hat, um eine gleichmäßige Verteilung der vom Querträger übertragenen Kräfte zu gewährleisten und eine gleiche Festigkeit des inneren und des äußeren Stegs 10 bzw. 12 des Längsträgers zu erzielen, da die vom Querträger ausgehenden Kräfte den äußeren Steg gewöhnlich wenigerstark belasten.

In F ig. 9 und 10 erkennt man ferner, daß die Endstücke des Längsträgers in ihrer Oberseite eine Öffnung 15 haben, welche sich einwärts bis nahe an den Sitz. 14 für das Achslager erstreckt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Eisenbahn-Drehgestell aus Stahlguß, bestehend aus einem hohlen Querträger, an dessen Mitte eine Lagerpfanne angeschweißt ist, und zwei die Achskästen tragenden parallelen hohlen Längsträgern, mit welchen der Querträger jeweils über eine Stumpfschweißnaht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Endabschnitt (\b) des Querträgers (1) je als sich zu dem jeweiligen Längsträger (2) hin erweiternder Kegelstumpf gestaltet sind, der an dem Längsträger einstückig angeformt ist und an dessen freiem Stirnrand der Mittelabschnitt (Xa) des Querträgers (1) stumpf angesetzt und über die Stumpfschweißnaht (3) angeschweißt ist.

2. Drehgestell nach Anspruch '., dadurch gekennzeichnet, daß in der Längsmitte des Querträgers (1) ein nach oben abstehender, sich nach oben kegelstumpfförmig verjüngender Rand (6) ausgebildet ist, auf welchem die Lagerpfanne (5) mit ihrem nach unten vorstehenden, sich kegelstumpfförmig nach unten erweiternden Umfangsrand (7) stumpf ausgesetzt und über eine Stumpfschweißnaht (8) mit dem Querträger(i) verschweißt ist.

3. Drehgestell nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelabschnitt (\a) des Querträgers (1) einen unregelmäßig sechseckigen Querschnitt hai.

4. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsträger (2) einen Trapezquerschnitl haben.

5. Drehgestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der sich an das Ende des den Endabschniit (\b)ac% Querträgers (1) bildenden Kegelstumpfs anschließende Teil eines inneren Steges (10) des Längsträgers (2) beidseitig des Kegelstumpfs eine an sich bekannte Öffnung (It) aufweist, während jeweils ein äußerer Steg (12) des Längsträgers (2) eine einzige, zu den Enden dts Längsträgers hin längliche Mittelöffnung (13) aufweist.