DE60108292T2

DE60108292T2 - Eisenbahn-Tankwagen

Info

Publication number: DE60108292T2
Application number: DE60108292T
Authority: DE
Inventors: Daniel V. Portland Militaru
Original assignee: Gunderson LLC
Current assignee: Gunderson LLC
Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2001-04-18
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2021-04-19
Also published as: ATE286817T1; EP1147963A1; DE60108292D1; EP1147963B1; US6357363B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei Eisenbahn-Tankwagen, und insbesondere auf einen solchen Wagen von verringertem Wagengewicht, und enthaltend integrierte und vereinheitlichte Ladungstragestrukturen, so dass dynamische Zugladungen und statische Ladungen zwischen dem Tank selber und dem Unterteil der Struktur des Tankwagens geteilt werden. Solch ein Tankwagen ist aus der deutschen Anmeldung DE-A-15 30 095 bekannt.
Viele Eisenbahn-Tankwagen haben vollständig getrennte Unterteile mit Tankstützstrukturen auf der Unterseite und mit Tankkörpern auf der Stützstruktur. Während solche Wagen eine hinreichende Stärke aufweisen, ist es wünschenswert, Tankwagen von geringerem Gewicht vorzusehen, da ein Wagen, dessen Eigengewicht geringer ist, größere Gewichtslasten tragen kann und somit bei einer bestimmten Menge an Treibstoff einen größeren Gewinn erzielen kann.
Eine Art Tankwagen-Struktur, welche in Nordamerika weit verbreitet ist, enthält eine Stutzenschwelle, welche von einem Wagen auf Rädern gestützt wird, welcher an jedem Ende eines Tanks befestigt ist. Die Struktur des Tanks stützt sich selbst zwischen den Stützenschwellen ab und trägt nicht nur die statischen und dynamischen Lasten des Gewichts und der Bewegung des in dem Tank enthaltenen Flüssiglast, sondern auch dynamische Lasten, die aus dem Betrieb des Wagens als Teil eines Zuges resultieren. Bei solchen Wagen werden Kräfte auf die Stellen konzentriert und durch sie hindurchgetragen, wo die Stutzenschwellen an den Tank befestigt sind. Im Ergebnis versagen solche Wagen allzu häufig während des Zugbetriebes.
Eine Art Tankwagenstruktur, welche im Europäischen Schienennetz weit verbreitet ist, verwendet ein relativ schweres Unterteil mit einer im Wesentlichen länglichen Rahmenstruktur, auf welcher Sättel getragen werden, um den Tank zu stützen. Ladungslasten werden allein durch die Sattelstrukturen auf das Untergestell eines solchen Wagens übertragen, und eine relativ massive Mittelschwellenstruktur, welche getrennt von dem Tank ist, wird verwendet, um dynamischste Eisenbahnlasten zu tragen. Solche Wagen sind, für eine gegebene Flüssigladungsgewichtskapazität, bedeutend schwerer als erwünscht.
Ein weiteres Ergebnis einer solchen strukturellen Ausgestaltung ist, dass die Endbereiche des Unterteils eines solchen Wagens von einer relativ schweren Konstruktion sein müssen, damit der Wagen in beladenem Zustand auf Heber gestützt werden kann, welche in den Ecken des Unterteils liegen, da sich ein relativ langer Hebelarm zwischen den Ecken des Unterteils und den Sattelbefestigungsstellen befindet, an welchen das Gewicht des Tanks und eingeschlossener Last an den Unterrahmen weiter gegeben wird.
Ein weiterer Nachteil einer solchen Einsenbahn-Tankwagen-Struktur ist, dass die Strukturen der Tanks und der Unterteile der Wagen nicht miteinander zusammenarbeiten, um dynamische Lasten während des Betriebes solcher Wagen als Teil eines Zuges zu tragen.
Was also benötigt wird, ist ein verbesserter Eisenbahn-Tankwagen von verlässlicher dauerhafter Konstruktion, jedoch leichtgewichtiger, als bisher bekannte Wagen. Zusätzlich ist es erwünscht, dass solche Wagen mit einem Minimum an Spezialkenntnissen und einem Minimum an geformten Metallteilen in einer solchen Wagenstruktur montiert werden können.
Die vorliegende Erfindung sieht eine Eisenbahn-Tankwagen-Struktur vor, welche den zuvor erwähnten Bedürfnissen nach einem Tankwagen von größerer Stärke und Dauerhaftigkeit kombiniert mit einem leichteren Wagengewicht und einer einfachen Konstruktion durch einen Wagen Rechnung trägt, bei welchem die Tankschalen- und Unterteilkomponenten besser in eine vereinte, starke und leichte Struktur integriert sind, als es zuvor gelungen ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält ein Eisenbahn-Tankwagen ein Paar sich diagonal erstreckender Sattelträger, welche durch eine Mittelschwellenstruktur miteinander verbunden sind, und eine Stutzenschwelle, welche sich nach außen längs von jedem Sattelträger aus erstreckt. Ein Tank wird genau von den Sätteln und Sattelträgern gestützt. Der Tank ruht oben auf und ist vorzugsweise durch Schweißen an der Mittelschwelle und jeder Stutzenschwelle befestigt, so dass die Stutzenschwellen, Sättel, Tank und Mittelschwelle eine einheitliche Struktur sind und eng zusammenarbeiten, um die statischen Lasten zu tragen, die durch das Gewicht der in dem Tank getragenen Ladung und der dynamischen Lasten, welche sich aus dem Betrieb des Zuges ergeben einschließlich des Wagens und seiner Ladung, auferlegt werden.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist jeder Sattel mit dem Tank über einen bedeutenden Bereich der Außenseite des Tanks verbunden und bietet dem Tank eine Stütze gegen atmosphärischen "Vakuumdruck" im Falle von unangemessener Luftzufuhr des Tanks während des Entlandens.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthalten die Verbindungen des Tanks mit den Stutzenschwellen, Sattelträger und der Mittelschwelle die Verwendung von Verdopplerplatten, welche Kräfte zwischen den verschiedenen Bereichen des Tankwagens durch eine Struktur tragen und verteilen, die groß genug ist, um kritische Kraftkonzentrationen zu vermeiden, während das Gewicht des Wagens reduziert ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind Verdopplerplatten bestimmt, um als lineare Versteifung in Übergangszonen zwischen Verbindungen zu dienen.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Stutzenschwellen, Sattelträger, und eine Mittelschwelle hauptsächlich durch Schweißen von flachen Stahlplattenteilen konstruiert, so dass das Konstruieren eines solchen Wagens unkompliziert ist.
In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthalten die Stutzenschwellen Torsionsboxstrukturen, welche die Unterplatte und die obere Scherplatte der Stutzenschwelle miteinander verbinden und in der Stutzenschwelle für ausreichend Steifheit sorgen.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt ein Bereich des Tanks längs außerhalb des Sattelträgers auf der oberen Scherplatte der Stutzenschwelle auf und ist daran befestigt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält jede Stutzenschwelle ein Kupplungsrohr, welches in der Lage ist, entweder europäische Einhakkupplungen oder nordamerikanische automatische Anlenkkupplungen und damit verbundene Dämpfungsvorrichtungen aufzunehmen.
Die vorher genannten und weitere Ziele, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung können bei Betrachtung der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden.
1 ist eine Seitenaufrissansicht eines Eisenbahn-Tankwagens, welche die vorliegende Erfindung verkörpert.
2 ist eine isometrische Ansicht des in 1 gezeigten Wagens von oben und auf eine Seite eines Wagenendes.
3 ist eine Endaufrissansicht des Körpers des in 1 dargestellten Wagens.
4 ist eine Schnittansicht, in vergrößertem Maßstab, eines Abschnittes des in 1 dargestellten Wagens, entlang der Linie 4-4 von 3.
5 ist eine Ansicht von oben auf den Wagen, welcher in 1 dargestellt ist.
6 ist eine Schnittansicht des Körpers des in 1 dargestellten Wagens, entlang der Linie 6-6 genommen in einem vergrößerten Maßstab.
7 ist eine Ansicht von oben, in einem vergrößerten Maßstab, des sich quer erstreckenden Sattelträgers, des Stutzenschwellenaufbaus und eines Abschnittes des Mittelstutzenaufbaus des Wagens, welcher in 1 dargestellt ist, wobei ein Abschnitt des Tanks in unterbrochener Linie gezeigt ist.
8 ist eine isometrische Ansicht der Aufbauten, welche in 7 dargestellt sind, wobei ein Abschnitt des Tanks in unterbrochener Linie wiedergegeben ist, gesehen von einem nahen Ende des Wagenkörpers aus.
9 ist eine isometrische Ansicht des Sattel- und Schwellenaufbaus, wie er in 8 dargestellt ist, wobei der größte Teil der oberen Scherplatte der Stutzenschwelle entfernt ist, um einen besseren Blick auf den Innenaufbau des Sattelträgers und der Stutzenschwelle zu ermöglichen.
10 ist eine isometrische Ansicht eines Abschnittes des Eisenbahn-Tankwagenkörpers, welcher in 1 dargestellt ist, gesehen von einer Seite und unterhalb eines mittleren Teils des Wagenkörpers, in Längsrichtung nach außen in Richtung eines Endes des Wagenkörpers.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, welche einen Teil der Offenbarung bilden, enthält ein Tankwagen 16, welcher ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, einen im Wesentlichen einheitlichen Körper 18 mit einem Unterrahmen 20 und einem Tank 22, welcher auf ein Paar von mit Rädern versehenen Drehgestellen 24 gestützt ist, wie in den 1 und 2 ersichtlich.
Der Tank 22 enthält ein Paar einander gegenüber liegender Enden 26, ein Oberteil 28 und ein Unterteil 30, wie in 3 dargestellt. Der Tank hat zwei im Allgemeinen zylindrische Hälften, welche an dem Mittelpunkt der Länge des Wagens miteinander befestigt sind, und definiert im Allgemeinen eine Längszentralachse. Die beiden Längshälften des Tanks 22 sind bei einem Winkel von z.B. 1° von der Horizontale leicht nach unten auf den mittleren Bereich des Wagenkörpers 18 zu geneigt, um Abfluss zu ermöglichen. Ein Paar Leitern 34 erstreckt sich auf einander gegenüber liegenden Seiten des Tanks 22 zu seiner Oberseite 28.
Der Unterrahmen 20 enthält ein Paar Sattelträger 36 und 38, von welchen jeder für das jeweilige der Drehgestelle 24 zentral über einem herkömmlichen Mittellager gelegen ist. Jeder der Sattelträger 36 und 38 enthält einen unteren Querbereich 40 mit einer Stelle für einen Unterbau auf jeder Seite des Wagens 16 für ein entsprechendes Seitenlager für das entsprechende Drehgestell 24. Jeder Sattelträger 36 und 38 erstreckt sich nach oben und enthält einen konkaven Sattelbereich 42, welcher gegengleich zu einem unteren Bereich des Tanks 22 passt und welcher an diesem angeschweißt ist.
Eine Mittelschwelle 44 erstreckt sich längs des Wagens zwischen den Sattelträgern 36 und 38. Die Enden der Mittelschwelle 44 sind an die Sattelträger 36 und 38 angeschweißt, und die Mittelschwelle 44 ist ebenfalls an die Unterseite 30 des Tanks 22 längs seiner gesamten Spannweite zwischen den Sattelträgern 36 und 38 angeschweißt.
Eine entsprechende Stutzenschwelle 50 ist an die Außenlängsseite jedes der Sattelträger 36 und 38 befestigt, deren obere Scherplatte neben einen jeweiligen Ende 26 an einen Bereich der Unterseite 30 des Tanks 22 angelehnt und daran angeschweißt ist, so dass der Tank 22 eng mit den Sattelträgern 36 verbunden ist und von ihnen und der Mittelschwelle 44 und den Stutzenschwellen 50 gestützt wird.
An einem äußeren Ende jeder Stutzenschwelle 50 liegt ein Paar Pufferunterbauten 54 und herkömmliche Puffer 56 sowie ein zentral gelegenes Kupplungsgehäuse oder -rohr 58 mit einer herkömmlichen Anschlagplatte 60. Das Kupplungsrohr 50 ist somit so ausgestaltet, dass es entweder bei 62 in 1 die (nicht gezeigte) herkömmliche europäische Einhakkupplung oder eine (nicht gezeigte) automatische Kupplung mit einer Dämpfungsvorrichtung aufnehmen kann.
Wie in den 2, 3 und 4 gezeigt, erstrecken sich die Sättel 42 in inniger Berührung mit der Außenseite des Tanks 22 auf jeder Seite des Wagenkörpers 18 aufwärts, wobei sie einen Winkel 66 über der Mittelachse 32 beschreiben, welcher vorzugsweise im Bereich von 110 bis 140° liegt, wodurch seitliche und vertikale Abstützung gegeben wird, um den Tank 22 mit dem Unterrahmen 20 zu vereinigen, und um der Wand oder Schale 68 des Tanks 22 strukturelle Abstützung zu leisten.
Die Sattelträger 36 und 38 sind im Wesentlichen miteinander identisch, wobei jeder ein Paar ähnlicher sich quer und vertikal erstreckender flacher Platten aufweist, eine innere Platte 70 und eine in Längsrichtung verlaufende äußere Platte 72, welche aus Stahl mit einer Stärke von 4,5 mm bestehen können. Die Platten 70 und 72 sind im Abstand voneinander entlang der Länge des Wagenkörpers 18 wegen relevanter Regeln an einigen Orten in einem Abstand 74, Mitte-zu-Mitte 340 mm, angeordnet und für angemessene Stärke sollte der Abstand 74 in dem Bereich von 300 bis 360 mm liegen. Eine Bodenschließplatte 76, eine Seitenschließplatte 78 und eine Satteldopplerplatte 80 erstrecken sich entlang und sind verschweißt mit jeweiligen Rändern der inneren und äußeren Platten 70 und 72 der Sattelträger 36 und 38. Die Bodenplatte 36 hat vorzugsweise eine Dicke von 8 mm, während die Seitenschließplatte 78 4 bis 5 mm dick sein kann und die Dopplerplatte 80 4 bis 6 mm dick. Ein U-förmiges Verschlussstück 82 aus ähnlichem Material verbindet die oberen Ränder der inneren und äußeren Platten 70 und 72 miteinander und mit der Seitenschließplatte 78 und der Dopplerplatte 80 an jedem oberen Ende des Sattelabschnitts 42.
Die Satteldopplerplatte 80 erstreckt sich längs des Wagens über die inneren und äußeren Platten 70 und 72 hinaus und erstrecken sich auch aufwärts längs der jeweiligen Seite des Tanks 22 über die inneren und äußeren Platten 70 und 72 in einer Überlappungsdistanz 84 von wenigstens 15 mm, und vorzugsweise etwa 50 bis 75 mm, hinaus, um die Hülle 68 des Tanks 22 zu verstärken und einen reichlich großen Verbindungsbereich zwischen den Dopplerplatten 80 und der Hülle 68 vorzusehen, und die Dopplerplatten 80 sind an der Hülle 68 um ihre äußeren Ränder verschweißt.
Sich erstreckend von jedem Sattelträger 36 oder 38 in Richtung des Mittelabschnitts des Wagens 16 schließt die Mittelschwelle 44 ein Paar von parallelen aufrechten Stegen 90 ein, welche jeweils mit der inneren Platte 70 jedes Sattelträgers verschweißt sind und sich längs des Wagenkörpers 18 erstrecken. Ein schmales sich quer erstreckendes Bodenflanschglied 92 erstreckt sich längs des Bodenrandes jedes der Stege 90, ist mit diesem verscheißt und kann aus einer Stahlplatte von bspw. etwa 18 mm Dicke und etwa 100 mm Breite bestehen. Querverbindungsglieder 94 können aus Winkellagermaterial bestehen und mit den Bodenflanschen 92 verschweißt sein, welche sich zwischen den Stegen 90 erstrecken und diese miteinander verbinden, parallel mit der Breite 95 der Mittelschwelle 44, wie in den 1, 3, 5 und 10 dargestellt.
Ein jeweiliger Abschnitt einer Tankboden-Dopplerplatte 96 ist an einen oberen Rand jedes Stegs 90 geschweißt. Die Tankboden-Dopplerplatte 96 erstreckt sich auch längs des Bodens 30 des Tanks 22, ist mit diesem verschweißt und deswegen zu einem Teilzylinder geformt, um gegengleich zu der äußeren Oberfläche des Bodens 30 des Tanks 22 zu passen. Die Tank-Dopplerplatte 96 wirkt somit als ein Teil der Mittelschwelle 44 und verbindet auch die Mittelschwelle 44 mit der Hülle 68 über einen signifikanten Bereich des Bodens 30. Wie aus 1 und 6 ersichtlich, sind die Stege 90 der Mittelschwelle von geringerer Tiefe in den Längsmittelabschnitt des Wagenkörpers 18 als dicht benachbart der Sattelträger 36 und 38.
Die Leitern 34 erstrecken sich von einem Paar von Ringen 100 und schließen Abschnitte von diesen ein, welche sich jeweils um die Hülle 68 des Tanks 22 nahe der Mittellänge des Tanks 22 erstrecken. Die Ringe 100 sind vorzugsweise aus einer Stahlplatte, welche jeweils eine Dicke von etwa 6 mm und eine radiale Tiefe oder Breite 102 von etwa 75 mm haben. Die beiden Ringe 100 sind im Abstand voneinander in Längsrichtung des Fahrzeugkörpers 18 in einem Abstand 103 von bspw. etwa 40 cm angeordnet, um in geeigneter Weise als Schienenleiter 34 zu wirken, und sie sind miteinander mittels der mehreren Sprossen 104 der Leiter 34 miteinander verbunden. Jeder der Ringe 100 ist an die Hülle 68 des Tanks 22 geschweißt, so dass das Paar von Ringen 100 zusammenwirkt, um radiale Abstützung und Aussteifung der Hülle 68 des Tanks 22 vorzusehen, um zu helfen, dem atmosphärischen Druck Stand zu halten für den Fall einer ungenügenden Belüftung während eines Entleerens der Ladung aus dem Tank 22.
Nunmehr bezugnehmend auf die 7 und 8 kann man sehen, dass ein Vollbreitenabschnitt 106 der Tankboden-Dopplerplatte 96 sich quer erstreckt und an das Mittelteil der oberen Ränder der vertikalen Querplatten 70 und 72 des Sattels 42 geschweißt, so die nähere oder bodenseitigen Enden der Satteldopplerplatten 80 miteinander verbindend, ebenso die oberen Ränder der Platten 70 und 72. Ein engerer Endabschnitt 108 der Dopplerplatte 96 erstreckt sich in Längsrichtung auswärts weg von dem Sattelabschnitt 42 der Sattelträger und ist in dichter Berührung mit ihren Rändern an der Außenseite der Hülle 68 des Tanks 22 und mit dieser verschweißt. Die Dopplerplatte 96 trägt somit Kräfte zwischen der Hülle 68 des Tanks 22, der inneren und äußeren Platten 70 des Sattels und der Stege 90 der Mittelschwelle. Eine große Öffnung 110 ist in der Tankboden-Dopplerplatte 96 zwischen den parallelen Stegen 90 der Mittelschwelle gebildet, in einem Abstand 112 in Längsrichtung einwärts von der inneren Platte 70, wobei ein fester Abschnitt der Tankboden-Dopplerplatte 96 benachbart der inneren Platte 70 groß genug ist, um die Kräfte, welche zwischen der Hülle 68 und den Sattelträgern 36 oder 38 übertragen werden, auf einen sicher großen Bereich der Tankhülle 68 zu verteilen.
Bezugnehmend auf die 2, 3, 4, 5, 7 und 8 ist jede Stutzenschwelle 50 in ebener Gestalt im Allgemeinen trapezförmig, mit einer maximalen Breite 114 größer als die Breite 95 der Mittelschwelle und sich in Längsrichtung erstreckend auswärts von der äußeren Platte 72 der angrenzenden Sattelträger 36 oder 38. Die Stutzenschwelle 50 schließt ein Paar von aufrechten Endplatten 116 ein, welche auf einander gegenüber liegenden Seiten des Dopplerrohres 58 angeordnet sind und sich quer erstrecken, die Pufferunterbauten 54 stützend. Ein Paar hochstehender Seitenplatten 118 erstreckt sich im Allgemeinen in Längsrichtung und divergiert schräg weg von der äußeren Platte 70 der Sattelträger 36 oder 38 zu einer Ecke der Stutzenschwelle 50 benachbart einer jeweiligen einen der Endplatten 116. Die obere Scherplatte 52 erstreckt sich entlang eines oberen Randes jeder der Seitenplatte 118 und ist mit dieser und mit einem oberen Rand jeder der Endplatten 116 verschweißt. Eine Bodenplatte 120 erstreckt sich im Allgemeinen horizontal entlang jeweiliger Bodenränder der Seitenplatten 118 und der Endplatten 116 und ist sicher an die Seitenplatten 118 und die Endplatten 116 geschweißt, ebenso an die Schlägerplatte 60. Die Bodenplatte 120 stößt in einen Rand der Bodenplatte 76 und ist mit diesem verschweißt, welcher als ein Unterbau eines konventionellen Mittellagers (nicht dargestellt) dient, um den Wagenkörper 18 auf den Drehgestellen 24 zu stützen.
Die Seitenplatten 118 verjüngen sich in der Höhe von einer größten Höhe benachbart der äußeren Platte 72 zu einer geringeren Höhe benachbart den Endplatten 116 an dem in Längsrichtung äußeren Ende der Stutzenschwelle 50. Die obere Scherplatte 52 ist somit unter einem geringen Winkel von dem oberen Rand der Endplatten 116 in Richtung des Bodens 30 des Tanks 22 benachbart dem Ende 26 aufwärts geneigt. Die Seitenplatten 118 können aus Stahlplatten mit einer Dicke von 4 bis 6 mm bestehen. Die Bodenplatte 120 kann aus Stahl eine Dicke von 6 mm sein.
Die obere Scherplatte 52 hat einen innen liegenden Rand 122, welcher so gestaltet ist, dass er gegengleich der Oberfläche des Bodens 30 des Tanks 22 und des Bodenabschnitts dessen Endes 26 entspricht. Eine schmale Dopplerplatte 124 erstreckt sich entlang eines Abschnittes des oberen Randes jeder Seitenplatte 118, des inneren Randes 122 und der oberen Platte 52 sowie jeweiligen Abschnitten der oberen Ränder der Seitenplatten 118 und ist mit diesen verschweißt ebenso wie er mit der Außenseite der Hülle 68 des Tanks 22 verschweißt ist, so dass der Tank 22 sicher an der Stutzenschwelle 50 befestigt ist. Die Dopplerplatte 124 kann eine Dicke von 4,5 mm und eine Breite von 126 auf 60 mm haben, um die Kräfte aufzuspreizen, welche zwischen der Hülle 68 des Tanks 22, der oberen Scherplatte 52 und den Seitenplatten 18 über einen Bereich übertragen werden, der sicher groß genug ist, um gefährliche Stresskonzentrationen in den Anbringungen des Tanks 22 an den Unterrahmen 20 zu vermeiden. So sind die Strukturen der Stutzenschwelle 50, des Tanks 22 und der Sattelträger 36 oder 38 durch Verbindungen untereinander über Bereiche integriert, welche ausreichen, um übermäßige Konzentrationen von Beanspruchungen zu vermeiden.
Wie man aus 9 ersehen kann, in welcher der größte Teil der oberen Scherplatte 52 von der Stutzenschwelle 50 entfernt ist, sind in Längsrichtung verlaufende Stege 130, welche zwischen den inneren und äußeren Platten 70 und 72 angeordnet sind, mit benachbarten Rändern der Stege 90 der Stutzenschwelle 44 ausgerichtet und erstrecken sich zwischen diesen und den innen liegenden Rändern 132 der Seitenplatten 118. Zusatzverstärkungsstege 134 können benutzt werden, um die inneren und äußeren Platten 70 und 72 der Sattelträger 36 oder 38 an Stellen zu verbinden, welche seitlich im Abstand auswärts von der Mittelschwelle 44 liegen, um die Seitenlage zwischen den Drehgestellen 24 und dem Wagenkörper 18 zu stützen.
Die Bodenplatte 120 definiert ein Paar seitlich einander gegenüber liegender Öffnungen 136 und einer U-förmigen Mittelöffnung 138 unter der Koppelgehäuseröhre 58. Darüber hinaus definieren beide, die obere Scherplatte 52 und die Bodenplatte 120, Paare von entsprechend gestalteten Öffnungen 140 und 142, welche übereinander liegen und im Allgemeinen ähnlich sind. Da die obere Scherplatte 52 unter einem geringen Winkel bezüglich der Bodenplatte 120 geneigt ist, unterscheiden sich die Öffnungen 140 und 142 leicht in ihrer Gestalt. Ein jeweiliges Versteifungsblatt 144, welches eine Ansammlung mehrerer flacher Abschnitte sein kann, welche durch genau geformte Teilzylinderabschnitte verbunden sind, ist mit beiden, der oberen Scherplatte 52 und der Bodenplatte 120, nahe, oder vorzugsweise entlang des Randes jedes Satzes von Öffnungen 140 und 142 verbunden und bildet eine rohrförmige Verbindung zwischen der oberen Scherplatte 52 und der Bodenplatte 120. Das entsprechende rohrförmige Versteifungsblatt 144 ist mit beiden, der oberen Scherplatte 52 und der Bodenplatte 120, über den gesamten Umfang jedes der Öffnungen 140 und 142 so verschweißt, dass jedes Versteifungsblatt 144 einen torsionsstabilen Kasten bildet, welcher die obere Scherplatte 52 und die Bodenplatte 120 miteinander verbindet. Die Versteifungsblätter 144 können bspw. aus einer Stahlplatte mit 4,5 mm Dicke bestehen.
Es versteht sich weiterhin, dass das Aussteifungsblatt 144 eine Röhre bilden könnte, welche größer als jede oder eine der Öffnungen 140 und 142 ist, wenn erwünscht, obgleich es ein Ziel der Öffnungen 140 und 142 ist, das Gewicht des Wagens 16 zu reduzieren.
Die Seitenplatten 118 sind entlang ihrer inneren Seiten durch schmale horizontale, sich in Längsrichtung erstreckende Aussteifungsplatten 188 abgestützt, um Steifigkeit auf die Stutzenschwelle 50 hinzu zu fügen. Darüber hinaus sind die Dopplerplatten 150 und 152 jeweils an den Seitenplatten 118 und den Endplatten 116 nahe ihres Schnittes miteinander an jeder äußeren Ecke der Stutzenschwelle 50 angebracht. Ein Eckleistendoppler 154 ist für die Bodenplatte 120 und eine ähnliche Eckleistendopplerplatte für die obere Scherplatte 52 an den äußeren Ecken der Stutzenschwelle 50 vorgesehen.
Das Koppelrohr 58 ist von üblichem Aufbau und schließt eine obere Platte 158 ein, welche sich horizontal unter einer U-förmigen Öffnung 160 in der oberen Scherplatte 52 erstreckt. Die Seiten des Koppelrohres 58 sind von einem Paar paralleler in Längsrichtung verlaufender aufrechter Stutzenschwellenstege 162 bestimmt, welche sich von der Endschwelle oder den Platten 116 zu einem Sattelträger 36 oder 38 erstrecken, und ein Pufferblock 164 üblichen Aufbaus erstreckt sich quer zwischen den Seitenplatten 162 in dem erforderlichen Abstand von der Schlägerplatte 60.
Die beschriebene integrierte Struktur von Stutzenschwelle 50, Sattelträgern 36 oder 38 und Mittelschwelle 44 zusammen mit dem Tank 22 bilden einen Eisenbahntankwagen 16, dessen Leergewicht signifikant geringer ist als das eines Eisenbahntankwagens ähnlicher Kapazität der traditionellen Europatyp-Konstruktion, dennoch hat die vereinheitlichte Struktur eines solchen Eisenbahntankwagens 16 große Stärke, um den Überanspruchungen zu widerstehen, welche von statischen und dynamischen Lasten herrühren, welche bei Anschluss des Wagens 16 als Teil eines Zuges auferlegt werden.
Die Begriffe und Ausdrücke, welche in der vorstehenden Beschreibung verwendet wurden, sind als Begriffe der Darstellung und nicht der Beschränkung benutzt, und es besteht keine Absicht in der Benutzung solcher Begriffe und Ausdrücke Äquivalente der dargestellten und beschriebenen Merkmale oder Abschnitte derselben auszuschließen, wobei anerkannt wird, dass der Schutzumfang der Erfindung nur durch die folgenden Patentansprüche definiert und beschränkt wird.

Claims

Eisenbahn-Tankwagen (16), enthaltend: (a) einen länglichen, im Allgemeinen zylindrischen Tank (22) mit einem ersten Ende (26), einem gegenüber liegenden zweiten Ende (26), einem Oberteil (28) und einem Unterteil (30); (b) ein Paar Sattelträger (36, 38), von welchen sich einer nahe dem jeweiligen Ende (26) des Tanks (22) befindet; (c) eine sich längs erstreckende Mittelschwelle (44), welche an beiden Sattelträgern (36, 38) angebracht ist, die Sattelträger miteinander verbindet und sich längs des Unterteils (30) des Tanks erstreckt, wobei das Unterteil (30) des Tanks (22) fest im Wesentlichen kontinuierlich längs an der Mittelschwelle (44) angebracht ist; und (d) eine jeweilige Stutzenschwelle (50) in der Nähe jedes der Enden (26) und befestigt an einem jeweiligen der Sattelträger (36, 38) und sich in Längsrichtung über ein jeweiliges Ende (26) des Tanks (22) hinaus erstreckend, wobei die Stutzenschwelle (50) an einen Bereich des Unterteils (30) des Tanks (22) gegengleich passt und daran befestigt ist, welcher sich in der Nähe des jeweiligen der Enden (26) und in Längsrichtung außerhalb des jeweiligen der Sattelträger (36, 38) befindet, und wobei sich die Stutzenschwelle diagonal nach außen von einer engsten Breite benachbart des jeweiligen Sattelträgers (36, 38) zu einer Breite (114) divergiert, welche größer als die Breite (95) der Mittelschwelle ist.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 1, bei welchem jeder der Sattelträger (36, 38) ein Paar paralleler sich vertikal und quer erstreckender Platten (70, 72) aufweist, wobei jede der Platten einen oberen Rand hat, welcher so geformt ist, dass er gegengleich gegen eine Außenfläche des Tanks passt und an dem Tank (22) befestigt ist, wobei die Platten (70, 72) in Längsrichtung des Wagens (16) im Abstand voneinander lie gen und wobei die Platten jeweilige untere Ränder haben, welche durch eine Unterplatte (76) miteinander verbunden sind, und jeweilige äußere Ränder, welche durch eine Seitenverschlussplatte (78) miteinander verbunden sind.
Eisenbahn-Tankwagen nach Anspruch 1, bei welchem der Tank eine zentrale Längsachse (32) hat und wobei jeder der Sattelträger (36, 38) sich um einen Bereich des Unterteils (30) des Tanks (22) erstreckt und dabei einen Winkel (66) von mindestens 130 Grad um die Mittelachse (32) einschließt.
Eisenbahn-Tankwagen nach Anspruch 1, bei welchem jeder der Sattelträger (36, 38) ein Paar paralleler vertikaler Platten (70, 72) enthält, welche sich quer erstrecken, wobei jede der Platten einen oberen Rand aufweist, der so geformt ist, dass er gegengleich um den Tank (22) passt, und wobei jeder der Sattelträger (36, 38) auch eine Tankbodenverdoppler-Platte (96) aufweist, welche an den oberen Rändern der parallelen vertikalen Platten (70, 72) angebracht ist und diese verbindet, und sich in Längsrichtung des Tankwagens (16) um eine vorbestimmte Entfernung über jede der parallelen vertikalen Platten hinaus erstreckt, wobei die Tankbodenverdoppler-Platte (96) ebenfalls an dem Tank angebracht ist und dadurch den Sattelträger mit dem Tank verbindet.
Tankwagen nach Anspruch 4, bei welchem die quer verlaufenden vertikalen Platten (70, 72) jedes Sattelträgers (36, 38) in einer Entfernung in der Größenordnung von 300 bis 360 mm im Abstand voneinander liegen.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 1, bei welchem die Stutzenschwelle (50) eine obere Scherplatte (52) mit einem inneren Rand (122) aufweist, welcher sich nahe entlang und fest verbunden mit einer Außen fläche eines Bereiches des Tanks (22) erstreckt, welcher sich nahe eines jeweiligen der Enden (26) befindet.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 6, enthaltend eine Verdopplerplatte (124), welche sich längs des inneren Randes (122) erstreckt und zwischen dem inneren Rand (122) und der Außenfläche des Bereiches des Tanks (22) befindet, wobei die Verdopplerplatte (124) sowohl an den inneren Rand (122) als auch an die Außenfläche angeschweißt ist und dadurch die obere Scherplatte (52) mit dem Tank (22) verbindet.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 1, wobei die jeweilge Breite jeder Stutzenschwelle (50) größer ist die die Breite der Mittelschwelle (44).
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 1, wobei die Mittelschwelle (44) eine aufrechte Stegplatte (90) enthält, welche sich in Längsrichtung des Wagens erstreckt und wobei sich eine Tankunterseiten-Verdopplerplatte (96) sich längs eines oberen Randes der Stegplatte erstreckt und welche sowohl an die Stegplatte und das Unterteil (30) des Tanks angeschweißt sind, wobei die Verdopplerplatte (96) und der Tank (22) dadurch mit der Mittelschwelle (44) integriert sind.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 9, bei welchem die Mittelschwelle (44) ein sich im Allgemeinen horizontal und quer erstreckendes unteres Flanschglied (92) enthält, welches fest an einem unteren Rand der aufrechten Stegplatte (90) angebracht ist.
Eisenbahn-Tankwagen nach Anspruch 1, bei welchem sich die Stutzenschwelle (50) im Allgemeinen horizontal von dem Sattelträger erstreckt und im Allgemeinen trapezförmig in ebener Gestalt ist, und welche Stut zenschwelle (50) eine im Allgemeinen trapezförmige Unterplatte (120) und eine im Allgemeinen obere Scherplatte (52) enthält, wobei jede eine jeweilige Öffnung (140, 142) definiert, und wobei die Stutzenschwelle (50) einen Versteifungsstreifen (144) enthält, welche die Unterplatte (120) mit der oberen Scherplatte (52) benachbart den Öffnungen verbindet.
Eisenbahn-Tankwagen nach Anspruch 11, bei welchem die Unterplatte (120) horizontal ist und mit einer Unterplatte (76) des Sattelträgers (36, 38) fluchtet.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 11, bei welchem jede der Unterplatte (120) und der oberen Scherplatte (52) ein Paar der jeweiligen Öffnungen (140, 142) definiert, wobei eine des Paares in jedem eines Paares von einander gegenüber liegenden seitlichen Seitenbereichen eines länglichen äußeren Bereiches der Stutzenschwelle (50) liegt, wobei die Öffnungen (140) in der oberen Scherplatte (52) in Gestalt und Größe den Öffnungen (142) in der Unterplatte (120) entsprechen und im Wesentlichen vertikal über ihnen liegen, und bei welchem die Versteifungsblattstruktur (144) eine Torsionsbox definiert, welche eine der Öffnungen (142) in der Bodenplatte und jeweils eine der entsprechenden Öffnungen (140) in der oberen Scherplatte (52) umgibt.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 1 mit einem Unterrahmen, in welchem jeder des Paares von Sattelträgern (36, 38) eine jeweilige Außenplatte (72), eine Innenplatte (70), und eine gewölbte, konkave obere Fläche aufweist, welche so ausgebildet ist, dass sie gegengleich zu einer Außenfläche des Tanks (22) passt, wobei jede jeweilige Stutzenschwelle (50) an der Außenplatte (72) eines der Sattelträger (36, 38) des Paares befestigt ist und sich in Längsrichtung nach außen von dieser erstreckt, wobei die Stutzenschwelle (50) enthält: (i) ein Paar aufrecht stehender Seitenplatten (118), welche an der Außenplatte (72) angebracht sind und sich von der Außenplatte (72) weg divergierend und im Wesentlichen in Längsrichtung zu dem Unterrahmen erstrecken, wobei die Seitenplatten (118) jeweilige obere und untere Ränder aufweisen; (ii) eine obere Scherplatte (52), welche fest an den oberen Rändern der Seitenplatten (118) befestigt ist und sich quer zwischen diesen erstreckt, wobei die obere Scherplatte (52) einen konkav gekrümmten inneren Rand (122) enthält, welcher zu der Außenplatte (72) des jeweiligen Sattelträgers (36, 38) weist; (iii) eine horizontale Unterplatte (120), welche an den unteren Rändern der Seitenplatten (118) angebracht ist und sich quer zwischen diesen und sich auch auf die Unterplatte (76) des Sattelträgers (36 oder 38) zu erstreckt und fest an dieser angebracht ist, wobei die Unterplatte (120) und die obere Scherplatte (52) jeweils eine jeweilige Öffnung (140, 142) definieren, welche sich dort hindurch erstreckt, wobei die Öffnung (140) in der oberen Scherplatte (52) mit der Öffnung (142) in der Unterplatte (120) ausgerichtet ist und über ihr liegt; und (iv) ein Versteifungsblatt (144), welches sich zwischen der Unterplatte (120) und der oberen Scherplatte (52) erstreckt und sowohl an der Unterplatte (120) als auch an der oberen Scherplatte (52) benachbart der Öffnung (140, 142) in jeder fest angebracht ist, und wobei die Mittelschwelle (44) an den Innenplatten (70) der Sattelträger (36, 38) angebracht ist und sich in Längsrichtung zwischen diesen erstreckt, und mit einer oberen Fläche, welche so ausgebildet ist, dass sie gegengleich gegen die Außenfläche des Tanks (22) passt.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 14, bei welchem die Seitenplatten (118) der Stutzenschwelle (50) benachbart des Sattelträgers (36, 38) eine größere Höhe haben und an einem Außenende der Stutzenschwelle (50) im Abstand von dem Sattelträger (36, 38) zu einer geringeren Höhe verjüngt sind, und bei welchem sich die obere Scherplatte (52) aufwärts geneigt entlang der oberen Ränder der Seitenplatten (118) von dem Außenende aus erstreckt.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 14, bei welchem die Stutzenschwelle (50) eine Torsionsboxstruktur enthält, welche sich zwischen der Unterplatte (120) und der oberen Scherplatte (52) erstreckt, wobei die Torsionsboxstruktur einen Versteifungsstreifen (144) enthält.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 14, bei welchem die Stutzenschwelle (50) ein Kupplungsrohr (58) mit einem Paar aufrecht stehender Seitenwandglieder (162) enthält, welches auf der Unterplatte (120) angeordnet und an dieser angebracht ist, wobei sich die Seitenwandglieder (162) durch den Sattelträger (36, 38) zu deren in Längsrichtung verlaufender Innenplatte (70) erstrecken, wobei die Mittelschwelle (44) ein Paar vertikaler Stegplatten (90) enthält, die jeweils mit einem jeweiligen der Seitenwandglieder (162) des Kupplungsrohres fluchten und mit diesem verbunden sind.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 17, bei welchem die Sattelträger (36) jeweils eine Unterplatte (76) aufweisen und die Mittelschwelle einen Unterflansch (92) aufweist, und bei welchem die Unterplatte (120) der Stutzenschwelle mit der Unterplatte (76) des Sattelträgers (36, 38), und die Unterplatte (76) des Sattelträgers (36, 38) mit dem Unterflansch (92) der Mittelschwelle (44) verbunden ist.
Eisenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 14, bei welchem sich die Seitenplatten (118) der Stutzenschwelle (50) durch den Sattelträger (36, 38) zu der Innenplatte (70) erstrecken, und bei welchem die Mittelschwelle (44) ein Paar vertikaler Stege (90) aufweist, wobei jeder der Stege (90) mit einer jeweiligen Seitenplatte (118) der Stutzenschwelle (50) fluchtet und mit dieser verbunden ist.
Einsenbahn-Tankwagen (16) nach Anspruch 14, bei welchem der Sattelträger (36, 38) einen zentralen Lagerunterbau und einen seitlichen Lagerunterbau enthält.