DE2943368A1 - Stirnseitiger unterrahmen fuer einen eisenbahnwagen - Google Patents

Description

SCHIFF ν. FONER STREHL SCHDBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen stirnseitigen Unterrahmen für einen Eisenbahnwagen.

Wenn eine primäre Überlegung darin besteht, Eisenbahnwagen äußerst kostensparend herzustellen, können viele nicht absolut notwendige Bauelemente, wie sie bei vielen herkömmlichen Wagen vorhanden sind, weggelassen werden. Beispielsweise ist ein Großteil der Ausrüstung, die unter dem Boden für die Beheizung, Klimatisierung, für den Antrieb von Motoren und dergleichen getragen wird, häufig unwesentlich. In diesen Fällen können die hochentwickelten und relativ schweren Mittelträger, die sich von einem Ende des Wagens zum anderen erstrecken, damit man hohe Druckfestigkeit und eine Konstruktion für daran zu befestigende Elemente erhält, weggelassen oder modifiziert werden.

Beim Bau von relativ billigen leichten Wagen sind Gepäckraumtrennwände, welche die Anordnung von starken Trägern über den Türöffnungen ermöglichen, nicht unbedingt wesentlich.

Um die Durchschnittskosten eines Wagens durch Planung für eine relativ große Produktion auf ein Minimum zu reduzieren, ist es wesentlich, daß die gleichen Teile, die in dem Wagen verwendet werden, sich für eine Vielzahl unterschiedlicher Verwendungen eignen. Beispielsweise gibt es bei Eisenbahnwagen, die für fremde Länder hergestellt werden, verschiedene Arten von Kupplungsanordnungen zwischen den Wagen. Bei einer ersten Art werden Puffer in den Ecken an der Vorderseite des Wagens angeordnet, um Stöße zwischen den Wagen zu absorbieren. Bei dieser Art von Kupplung wird eine Haken-Ösen-Anordnung zur Verbindung der Wagen verwendet. Bei einer zweiten Art von Kupplung, wie sie insbesondere in Amerika zum Einsatz gelangt,

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werden aneinandergrenzende Wagen durch eine Zugvorrichtungsanordnung und eine feste Arretieranordnung verbunden, so daß seitliche Puffer nicht erforderlich sind.

Trotz der den Kostenbetrachtungen beim Bau von leichten, relativ billigen, von vielem Zubehör freien Wagen zuerkannten Priorität ist es wesentlich, daß Torsionskräfte und andere Winkelkräfte, die auf die Stirnseiten der Wagen wirken, aufgenommen und auf die Wiege und die Seitenträger des Wagens übertragen werden können. Eine Unterrahmenkonstruktion ist beispielsweise aus der US-PS 2 946 297 bekannt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen stirnseitigen Unterrahmen für einen Eisenbahnwagen ohne Benutzung eines Mittelträgers zu schaffen, der eine erhöhte Festigkeit und Steifigkeit zur übertragung von Wagenkörperbeanspruchungen von den Stirnträgern zu den Seitenträgern des Wagens und von einer Puffer-Haken-Anordnung an der Wagenstirnseite aus aufweist, wobei der Aufbau in der Lage sein soll, auf den Wagenkörper ausgeübte Torsionskräfte und andere im Winkel angreifende Kräfte aufzunehmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine starre stirnseitige Unterrahmenkonstruktion für die Aufnahme von Torsionskräften und anderen Kräften in einem Eisenbahnwagen gelöst. Der Unterrahmen hat einen primären und einen sekundären Stirnträger, der sich quer über die Frontseite des Wagens erstreckt. Der primäre Stirnträger dient zur Aufnahme von Kupplungselementen einschließlich Puffern, an der Frontseite des Wagens. Ein erstes Paar von ausgesparten seitlichen Prellträgern verbindet die Enden des primären und sekundären Stirnträgers, so daß darüber Kräfte übertragen werden, insbesondere solche Kräfte, die durch Kräfte auf die Puffer, wenn sie verwendet werden, entstehen. Die ausgesparten oder zurückgesetzten Elemente schaffen Einrichtungen zum Anbringen von zu einer Tür führenden Stufen. Ein zweites Paar von Prellträgern verbindet die Enden des sekundären Stirnträgers mit einem Wiegenteil. Von

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der Mitte des primären Stirnträgers erstreckt sich zur Mitte des Wiegenteils ein mittig angeordneter Zugträger.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine stirnseitige Unterrahmenkonstruktion in Form einer starren Einheit, die in der Lage ist, hohe Torsionskräfte und andere Kräfte aufzunehmen, die in einem Eisenbahnwagen entwickelt werden. Die Konstruktion hat primäre und sekundäre Stirnträger, die mit seitlichen Prellträgern verbunden sind. Zusätzliche Prellträger verbinden den sekundären Stirnträger mit einem Wiegenteil. Von der Mitte des primären Stirnträgers erstreckt sich zur Mitte des Wiegenteils ein Zugträger.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in einer Seitenansicht einen Teil eines Eisenbahnwagens mit einem erfindungsgemäßen stirnseitigen Unterrahmen,

Fig. 2 auseinandergezogen die Hauptbauteile eines

Eisenbahnwagens mit dem erfindungsgemäßen stirnseitigen Unterrahmen,

Fig. 3 isometrisch einen erfindungsgemäßen stirnseltlgen Unterrahmen,

Fig. 4 eine Stirnansicht des Eisenbahnwagens von Fig. 1,

Fig. 5 die Einzelheit 5 von Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 von Fig. 5,

Fig. 7 die Einzelheit 7 von Fig, 4,

Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 von Fig. 7,

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie 9-9 von Fig. 1,

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Fig. 10 eine Seitenansicht der Einzelheit 10 von Fig. 1 und

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie 11-11 von Fig.

Der in den Figuren 1 und 2 gezeigte Eisenbahnwagen 10 hat eine Vielzahl von Bauteilen, zu denen eine Bodenrahmenanordnung 12 mit parallelen Querträgern, ein Paar von Seitenwänden 14 und 16, ein Dach 18 und ein Paar von Stirnrahmenanordnungen gehören, von denen nur die Anordnung 20 dargestellt ist. Diese Grundbauelemente bilden den Wagenkörper, der mit einem Paar von Drehgestellen, beispielsweise dem Drehgestell 22 verbunden ist. Am nicht gezeigten gegenüberliegenden Ende des Wagens sind entsprechende gleiche Teile vorgesehen.

Der erfindungsgemäße stirnseitige Unterrahmen 24, der einen Teil der Bodenabstützung bildet, ist im einzelnen in Fig. 3 gezeigt und hat ein Paar von damit verbundenen Ansätzen 26 und 28.

Die Seitenrahmen 14 und 16 haben Seitenträger 30 und 32 für die Verbindung mit Seitenträgern 31 und 33 des Bodens, die ebenfalls als Teile der Seitenträger nach Herstellung der Verbindungen anzusehen sind.

Die Seitenrahmen 14 und 16 haben sich in Längsrichtung erstrekkende obere Schienen 36 und 38. Die oberen Schienen 36 und 38 haben öffnungen 40 für die Aufnahme von Bolzen, die auch in öffnungen 4 2 in den oberen Schienen des Daches 18 ragen. Abschnitte 44 und 46 der oberen Schienen 36 bzw. 38 erstrecken sich über die Seitenrahmen 14 und 16 an beiden Enden hinaus für die Aufnahme der stirnseitigen Türöffnungen für den Wagen.

Das Dach 18 hat herkömmliche Dachschienen auf beiden Seiten. An den beiden Enden der Schiene ist eine Querwand 48 angeordnet. An beiden Enden des Dachs sind Pf etten und ein Paar von Ansätzen 50 und 52 vorgesehen. Die Ansätze 50 und 52 sind Einrichtungen zum Verbinden des Dachs mit Kollisionspfosten 54 bzw. 56, die in die Stirnrahmenanordnung eingeschlossen sind. Diese be-

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kannten Anordnungen umfassen viele weitere Teile, die nicht im einzelnen ausgeführt sind, da nur die Teile genannt sind, die bezüglich der stirnseitigen Unterrahmenkonstruktion Bedeutung haben.

Der in Fig. 3 gezeigte stirnseitige Unterrahmen 24 wird an den Stirnseiten des Wagens angeordnet. Dieser stirnseitige Unterrahmen ist relativ starr und so ausgelegt, daß er verschiedene Kräfte aufnehmen kann, die auf die Enden der Wagen einwirken. Beispielsweise entstehen während des Normalbetriebs bei Kollisionen oder Unfällen verschiedene Torsionskräfte in dem Mantel des Wagens. Auch andere im Winkel angreifende Kräfte einschließlich Scherkräfte wirken auf die Stirnseiten des Rahmens. Der relativ starre Aufbau des Unterrahmens 24 und die verschiedenen Arten und Weisen, in denen die rohrförmigen Elemente bezüglich einander angeordnet sind, ergeben Einrichtungen zum übertragen der Kräfte von der Stirnseite des Wagens in den Mantelkörper. Diese Kräfte werden von der Stirnseite des Wagens zum stirnseitigen Unterrahmen 24 und auf die Seitenträger und andere zur Wagenhülle gehörende Elemente tibertragen. Die spezielle Wagenart, auf die sich die Erfindung bezieht, ist ein Wagen mit einem relativ flachen Dach, bei welchem keine Gepäckraumwände vorgesehen und an beiden Stirnseiten des Wagens Türöffnungen vorhanden sind. Da über den Türeingängen keine relativ hohen Bögen vorgesehen sind und da die Gepäckraumtrennwände fehlen, hat die Konstruktion zur Dachfläche hin keine Elemente zum übertragen eines Großteils der Kräfte, die an der Wagenstirnseite entstehen können. Es ist deshalb erforderlich, eine schachtelartige Anordnung vorzusehen, um die verschiedenen Kräfte zu steuern und zu verteilen.

Der stirnseitige Unterrahmen 24 hat einen primären vorderen Stirnträger 25 mit den Ansätzen 26 und 28. Der primäre Stirnträger 25 hat ein massives Bauelement in Form eines umgekehrten L mit einem Bodenflansch.

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An dem Stirnträger 25 ist durch herkömmliche Einrichtungen ein Trägerelement 27 für eine Kupplung und eine Zugvorrichtung angebracht. Der Zugvorrichtungsträger oder die Kupplungseinrichtung 27 kann mit Elementen verbunden sein, die zurückgesetzt sind und die verschiedene Haken- und ösenanordnungen aufweisen können, um die Verbindung zwischen aneinandergrenzenden Wagen herzustellen. Diese Elemente sind hinter dem primären Stirnträger 25 in fluchtender Ausrichtung zu einem Zugträger 4 3 angeordnet. Eine andere Verbindungsart umfaßt eine feste Arretieranordnung, wie sie bei amerikanischen Wagen üblich ist. Diese unterschiedlichen Verbindungen sind an sich bekannt und brauchen nicht näher erläutert zu werden.

Obwohl es im einzelnen nicht gezeigt ist, ist der primäre Stirnträger 25 so angeordnet, daß er Pufferelemente an den Ecken der Frontenden aufnehmen kann. Diese Pufferelemente sind bei europäischen Wagen üblich und werden zusammen mit einer Haken-Ösen-Kupplungsanordnung verwendet. Es besteht direkter Kontakt, der zu hohen Kräften zwischen benachbarten Wagen führt. Diese Puffer sind nicht gezeigt. Sie sind so ausgelegt, daß sie Energie absorbieren, wenn ein Wagen auf den vor ihm befindlichen Wagen stößt. Obwohl die Pufferanordnung nicht gezeigt ist, ist die Stirnseite des Rahmenaufbaus 25 so ausgelegt, daß der Wagenkörper aufgenommen werden kann, wenn solche Puffer verwendet werden. Demzufolge ist der primäre Stirnträger 25 so ausgelegt, daß er eine der beiden verschiedenen Kupplungsarten aufnehmen kann. Dies erleichtert die Herstellung des Wagens und macht unterschiedliche Anordnungen oder Konstruktionen für Wagen nicht erforderlich, die in verschiedene Länder mit verschiedenen Kupplungsanordnungen geliefert werden.

Im Abstand bezüglich des primären Stirnträgers 25 ist ein sekundärer Stirnträger 29 angeordnet, der aus einem C-förmigen Teil besteht. Die Enden des primären Stirnträgers 25 sind mit den Enden des sekundären Stirnträgers 29 durch große rohrförmige Elemente oder Träger 31 und 33 verbunden. Auf der Oberseite der rohrförmigen Elemente 31 und 33 ist zur Erzielung einer

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zusätzlichen Festigkeit eine massive Platte oder ein Gurtsteg 35 angeordnet. Die rohrförmigen Elemente 31 und 33 sind etwas ausgespart, so daß Treppen unter der Tür angeschlossen werden können.

Zusätzlich zu der Aussparung der Elemente 31 und 33 für die Treppe sind die Elemente im Winkel angeordnet und erstrecken sich von der Vorderseite der Stirnträgers 29 zu von den Enden des Stirnträgers 25 zurückgesetzten Bereichen. Die Elemente bzw. Träger 31 und 33 sind ebenfalls im Winkel bezüglich seitlicher Prellträger 39 und 41 angeordnet, so daß freie Räume für die Räder vorhanden sind, beispielsweise, wenn der Wagen sich dreht und wenn sich die Winkel Stellungen der Räder an den Fahrgestellen bezüglich des Wagenkörpers und der Prellträger 39 und 41 ändern. Somit haben die Winkelstellungen der Träger 31 und 33 zwei Funktionen.

Die nicht gezeigte Pufferanordnung, die mit dem primären Stirnträger 25 verbindbar ist, erfolgt so, daß die darauf ausgeübten Kräfte von dem primären Stirnträger 25 auf die rohrförmigen Elemente 31 und 33 übertragen werden. Die Kräfte werden aufgeteilt und mit einigen der Kräfte weitergeführt, die auf den sekundären Stirnträger 29 verteilt werden.

Ein Wiegenteil 37 ist so angeordnet, daß es auf Luft- oder Schraubenfedern sitzt, die mit dem Fahrgestell verbunden sind. Dies ist übliche Bauweise und deshalb im einzelnen nicht dargestellt. Ein zweites Paar von seitlichen Prellträgeranordnungen mit starren rohrförmigen Elementen 39 und 41 verbindet den sekundären Stirnträger 29 mit dem Wiegenteil 37. An der Stirnseite des Wagens entwickelte Kräfte, welche den zweiten Stiraträger 29 erreichen, werden weiter übertragen und mittels der seitlichen rohrförmigen Prellträger 39 und 41 aufgeteilt. Die verschiedenen Kräfte bleiben und werden in die Wiege 37 sowie in den Wagenmantel einschließlich der Seitenträger übertragen. Der größte Teil der Kräfte wird jedoch in den Boden gerichtet, der die Kräfte in den Seitenträger überträgt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

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Von dem Wiegenteil 37 erstreckt sich zu der Kupplungsanordnung 27 ein Zugträger in Form eines Profilelements 43. Die mittige Anordnung des Zugträgers 43 überträgt die auf die Kupplungseinrichtung einwirkenden Kräfte, die durch den Kupplungsträger 27 zurück über die Stirnträger 25 und 29 und zu der Wiege 37 gehen. Wieder wird der größte Teil der Kräfte über den Bodenaufbau des Wagens übertragen. Man sieht, daß die relativ steifen rohrförmigen Elemente bei dem in Fig. 3 gezeigten Aufbau Einrichtungen für die Handhabung hoher Torsionskräfte bilden, die den Wagenmantel verdrehen möchten. Gleichzeitig werden verschiedene andere Kräfte übertragen und über den Wagenkörper mittels des stirnseitigen Unterrahmenaufbaus 24 aufgeteilt.

Der stirnseitige Unterrahmen 24 ist so ausgelegt, daß er verschiedene Arten von Kupplungsanordnungen aufnehmen kann, die unterschiedliche Kräfte entwickeln. Die seitlichen Prellträger sind ausreichend stark für die Aufnahme der Kräfte, die auf Pufferelemente ausgeübt werden, wenn solche Elemente verwendet werden. Das Zugträgerelement 4 3 hat eine ausreichende Festigkeit zum Absorbieren und übertragen aller Kräfte, die an der Kupplungsstelle der Kupplungsanordnung 27 entstehen.

Die relativ steife und feste Konstruktion des stirnseitigen Unterrahmens 24 ermöglicht den Bau eines Wagens mit einem relativ flachen Dach, das keine kraftübertragenden Elemente aufweist, die zwischen die Türöffnungen eingeschlossen sind. In gleicher Weise ermöglichen die ausgesparten Teile der rohrförmigen Elemente 31 und 33 das Anbringen von Stufen für die Türöffnung, ohne daß die Mittel für die übertragung der stirnseitigen Kräfte auf den Wagenmantel verlorengehen.

In den Figuren 5 bis 11 sind verschiedene allgemeine Arten der Montage des Wagenkörpers gezeigt. In einigen Fällen erfolgt die Montage mittels Bolzen. Die Verbindungen können jedoch auch geschweißt werden. Der Wagenkörper selbst ist nur zur Erläuterung dargestellt. Bei der Ausführung nach den Fi-

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guren 5 und 6 sind die Kollisionsansätze 50 und 52 an den Pfetten in Dach des Wagens befestigt, wobei nur ein Ansatz 52 und die Pfette 53 in Fig. 5 und 6 dargestellt sind. Die Ansätze 50 und 52 sind in die Kollisionspfosten, beispielsweise den Pfosten 56 eingeführt. Ein oberes Zugteil 62 ist am Innenraum des Kollisionspfostens festgelegt, um eine zusätzliche Festigkeit zu erhalten. Der Ansatz 52 wird fest am Kollisionspfosten 37 mittels vier Bolzen 64 gehalten, an denen Muttern sitzen.

In den Figuren 7 und 8 sind die Zugansätze 26 und 28 am stirnseitigen Unterrahmen 24 mit Kollisionspfosten 54 und 56 verbunden, von denen nur ein Pfosten 56 und ein Ansatz 28 in Fig. 8 gezeigt ist. Durch Schweißen oder auf andere Weise ist am Innenraum des Kollisionspfostens 56 zur Erzielung einer zusätzlichen Festigkeit ein Zugelement 58 festgelegt. Wenn der Zugpfosten 56 über dem Ansatz 28 befestigt ist, können diese beiden Teile durch eine Vielzahl von Bolzen aneinander befestigt werden, die durch Muttern aneinandergehalten werden. Schweißen kann ebenfalls verwendet werden.

Nachdem die Seitenwände 14 und 16 mit den aufgerichteten Stirnrahmen 20 und 22 befestigt sind, wird das Dach 18 angehoben und aufgelegt.

Die in Fig. 9 gezeigten vertikalen Pfosten der Seitenrahmen, von denen nur ein Pfosten 66 gezeigt ist, sind so angeordnet, da£ die obere seitliche Schiene 68 aufgenommen wird. Das Dach 18 hat obere Dachwellungen 70, genau verlaufende Dachspriegel 72 und eine Dachschiene 74. Als Teil der Dachkonstruktion ist ein Wasserablaufelement 76 vorgesehen. Durch den Pfosten 66 und die obere Schiene 68 geht eine aus einer Mutter 78 und einem Bolzen 80 bestehende Anordnung hindurch.

In den Figuren 10 und 11 hat die Oberseite des Stirnträgers 25 einen Eckpfosten 84, der durch Verbolzung oder Verschweißung in geeigneter Weise darauf festgesetzt ist. Es sind verschiede-

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ne Verstärkungseinrichtungen unter Verwendung von Profilelementen vorgesehen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Diese Konstruktionseinzelheiten sind jedoch Stand der Technik.

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L e e r s e i t e

Claims (7)

Patentansprüche

1.) Stirnseitiger Unterrahmen für einen Eisenbahnwagen, g e kennzeichnet durch

a) einen primären Stirnträger (25), der sich quer über die Front des Wagens (10) erstreckt,

b) einen sekundären Stirnträger (29), der im Abstand und parallel zum primären Stirnträger (25) angeordnet ist,

c) ein Wiegenteil (37),

d) ein erstes Paar von seitlichen Prellträgern (31, 33), die den primären Stirnträger (25) und den sekundären Stirnträger (29) verbinden,

e) ein zweites Paar von seitlichen Prellträgern (39, 41), die den sekundären Stirnträger (29) mit dem Wiegenteil (37) verbinden, und

f) Zugträgerelemente (43) , die mittig zwischen dem ersten und dem zweiten Paar von seitlichen Prellträgern (31, 33; 39, 41) angeordnet sind und sich bezüglich des Wagens (10) in Längsrichtung von der Mitte des primären Stirnträgers (25) zur Mitte des Wiegenteils (37) erstrecken.

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2. Unterrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Paar von seitlichen Prellträgern (31, 33) sich in Längsrichtung des Wagens (10) im wesentlichen von den Enden des primären Stirnträgers (25) im wesentlichen zu den Enden des sekundären Stirnträgers (29) erstreckt und damit verbunden ist.

3. Unterrahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das zweite Paar von seitlichen Prellträgern (39, 41) in Längsrichtung des Wagens (10) von den Enden des sekundären Stirnträgers (29) zum Wiegenteil (37) erstreckt und damit verbunden ist.

4. unterrahmen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Paar von seitlichen Prellträgern (31 , 33} unter den Türöffnungen an den Seitenenden des Wagens

(10) angeordnet ist.

5. Unterrahmen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Paar von seitlichen Prellträgern (31, 33) in einem Winkel zwischen den primären und sekundären Stirnträgern (25, 29) für das Anbringen von Treppen und für den Radfreiraum ausgespart ist.

6. Unterrahmen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Paar von seitlichen Prellträgern (31, 33; 39, 41) relativ große rohrförmige Elemente aufweisen.

7. Unterrahmen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplungsträgeranordnung (27) an dem primären Stirnträger (25) fluchtend ausgerichtet zu dem Zugträger (4 3) angeordnet ist, so daß Kupplungselemente in den Kupplungsträger (27) derart zurücksetzbar sind, daß auf das Kupplungselement ausgeübte Kräfte auf den Zugträger (43) übertragbar sind.

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Unterrahmen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Paar von seitlichen Prellträgern (31, 33; 39, 41) sich in Längsrichtung bezüglich des Wagens (10) in fluchtender Ausrichtung zu Pufferelementen erstrecken, die an das Bodenende des Wagens (10) anbringbar sind.

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