DE69505185T2

DE69505185T2 - Drehgestellrahmen

Info

Publication number: DE69505185T2
Application number: DE69505185T
Authority: DE
Inventors: Frederic F-71670 Le Breuil Liodenot; Michel F-71670 Le Breuil Rimbaud
Original assignee: GEC Alsthom Transport SA
Current assignee: Alstom Transport SA
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2015-05-24
Also published as: FI952575A; CN1068552C; EP0685377A1; RU95108328A; CA2150422A1; CA2150422C; TW332183B; US5653177A; AU694769B2; FI109674B; NO952107D0; FR2720362B1; NO952107L; NO306898B1; KR950031743A; JPH07329779A; EP0685377B1; CN1112887A; DK0685377T3; DE69505185D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Drehgestellrahmen bzw. Fahrgestellrahmen (nachfolgend "Fahrgestellrahmen" genannt) im Allgemeinen und erstreckt sich insbesondere auf Fahrgestellrahmen aus einer Aluminiumlegierung.
Wie in dem Artikel "L'ALLEGEMENT DES CHASSIS DE BOGIES MECANO-SOUDES DES TGV" angegeben, der in der Revue generale des chemins de fer, November 1993, S. 17 bis 23 in den GAUTIER-VILLARS-Ausgaben veröffentlicht wurde, erfüllt ein Fahrgestell dank Elementen, die dafür entworfen und angepasst sind, eine bestimmte Zahl von Hauptfunktionen.
Die Funktionen sind insbesondere:
- die Führungsfunktion, eine Funktion, an der die Räder und Achsen teilnehmen,
- die Bremsfunktion, eine Funktion, an der die Zylinder und die Bremsscheiben teilnehmen,
- die Antriebsfunktion, eine Funktion, an der die Motorgetriebe und die Brücken an den Achsen teilnehmen,
- die Komfort-Funktion, eine Funktion, an der die primären und sekundären Aufhängungen teilnehmen.
Die Kunst des Gestalters von Rahmen ist es, Architekturauswahlen zu verwirklichen, die einen passenden Kompromiss zwischen allen Forderungen erreichen, mit denen er konfrontiert wird, nämlich: Ermüdungsverhalten, verfügbarer Platz, Masse, Kosten der Ausführung.
Die Fahrgestelle aus dem Stand der Technik werden hauptsächlich in maschinengeschweißter Konstruktion, ausgehend von Stahlblechen des Typs A42 FP gemäß der Norm NF A 36-205, ausgeführt.
Diese Stahlbleche werden geschnitten, (sand)gestrahlt, gerichtet, gebogen und dafür vorbereitet, untereinander durch Schweißen zusammengebaut zu werden, um Unteraufbauten in Form von Rahmen zu bilden, die nach dem letzten Zusammenbauvorgang den endgültigen Rahmen bilden.
Außer einem langen Herstellungszyklus, der mit einer hohen Anzahl von Blechen, nämlich: etwa hundert elementare Teile, verbunden ist, erfordert die Ausführung des Rahmens eine perfekte Beherrschung der Ausführung und der Kontrolle der geschweißten Verbindungen.
Aus diesem Artikel sowie aus den Ausführungen von Fahrgestellen aus dem Stand der Technik geht hervor, dass die Untersuchungen für die Ausführung von Fahrgestellrahmen sich auf die Verwendung von Stahl im Wesentlichen in der Form von Blechen erstrecken.
Auch ist es das Verdienst der Anmelderin, einen Fahrgestellrahmen vorzuschlagen, der auf noch nicht bei den Aufbauten von Fahrgestellrahmen verwendete Materialien zurückgreift und sich Vorurteilen des Fachmanns widersetzt.
Es ist ebenfalls das Verdienst der Anmelderin, einen Fahrgestellrahmen vorzuschlagen, der gestattet, seine Ausführung zu vereinfachen.
Es ist auch das Verdienst der Anmelderin, einen Fahrgestellrahmen vorzuschlagen, der aus Elementen aus einer geschmiedeten oder gegossenen Aluminiumlegierung besteht.
Ein Ziel der Erfindung ist auch ein Fahrgestellrahmen, der die Verringerung der Anzahl von Grundteilen gestattet. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Fahrgestellrahmen, der die Verringerung der Anzahl von geschweißten Verbindungen gestattet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Fahrgestellrahmen, der die Reduzierung der Herstellungszeit gestattet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Fahrgestellrahmen, der die Verringerung der Referenzen durch Zunutzemachen von Symmetrien gestattet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Fahrgestellrahmen, der die vollständige Erhaltung der Funktionen des Rahmens aus dem Stand der Technik gestattet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Fahrgestellrahmen, der die Erhaltung, sogar die Verringerung, der Masse des der Fahrgestelleinheit gestattet.
Erfindungsgemäß umfasst der Fahrgestellrahmen wenigstens ein Teil und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Teil aus einem Material besteht, das hauptsächlich eine Aluminiumlegierung enthält.
Erfindungsgemäß besteht der Fahrgestellrahmen aus Elementen und ist dadurch gekennzeichnet, dass:
- die Elemente einstückige Elemente sind und
- die einstückigen Elemente aus einem Material bestehen, das hauptsächlich eine Aluminiumlegierung enthält.
Die Erfindung hat auch einen Fahrgestellrahmen zum Gegenstand, der wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:
- die Teile oder Elemente aus Aluminiumlegierung sind geschmiedet, gegossen und/oder maschinell bearbeitet,
- die Teile oder Elemente aus Aluminiumlegierung sind miteinander verschweißt, verschraubt, verklebt und/oder vernietet.
Erfindungsgemäß besteht das Fahrgestell aus einem ersten und einem zweiten Längsträger 1, einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Halb-Querträger 2, einem ersten und einem zweiten Hilfslängsträger 4, einem ersten und einem zweiten Bremsenträger 3, einem ersten und einem zweiten Antriebsverbindungsstück 5 und einem ersten und einem zweiten Dämpferträger 6, und zeichnet sich dadurch aus, dass:
- die Elemente 1 bis 6 einstückige Elemente sind und die einstückigen Elemente 1 bis 6 aus einem Material bestehen, das hauptsächlich eine Aluminiumlegierung enthält.
Die Erfindung hat auch einen Fahrgestellrahmen zum Gegenstand, der wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist:
- einige der Teile oder der einstückigen Elemente 1 bis 6 werden durch ein Schmiedeverfahren, die anderen durch ein Gießverfahren erhalten,
- die durch ein Schmiedeverfahren erhaltenen einstückigen Elemente sind die am stärksten beanspruchten einstückigen Elemente und die durch ein Gießverfahren erhaltenen einstückigen Elemente sind die einstückigen Elemente mit komplexen Formen und die am wenigsten beanspruchten,
- die durch ein Schmiedeverfahren erhaltenen einstückigen Elemente werden durch ein Gesenkschmiede- oder Strangpressverfahren erhalten.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrgestellrahmens ist die beträchtliche Verringerung der Anzahl und des Umfangs der geschweißten Verbindungen aufgrund der Abschaffung von Schweißungen von Blechen Schmalseite an Schmalseite.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrgestellrahmens ist die Verringerung der Montagezeit.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrgestellrahmens ist die Vereinfachung der Verwaltung von Vorräten von elementaren Teilen.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrgestellrahmens ist die Nutzung von zuverlässigen Montageverfahren.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung zeigen sich beim Lesen der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform des Fahrgestellrahmens, welche Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen gemacht wird, in welchen:
- die einzige Figur eine auseinandergezogene Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrgestellrahmens ist.
Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung setzt sich der Fahrgestellrahmen insbesondere aus Teilen oder Elementen aus einer Aluminiumlegierung oder Elementen zusammen, die hauptsächlich eine Aluminiumlegierung enthalten.
Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung sind die Elemente einstückige Elemente.
Vorzugsweise sind die Teile oder Elemente aus einer Aluminiumlegierung geschmiedet oder geformt und/oder maschinell bearbeitet.
Vorzugsweise sind die Teile oder Elemente aus einer Aluminiumlegierung miteinander verschweißt, verschraubt, verklebt und/oder vernietet.
Mit anderen Worten können die Schweiß-, Schraub-, Klebe- und/oder Nietverfahren allein oder in Kombination verwendet werden, um die Teile oder Elemente des Fahrgestellrahmens aneinander zu befestigen.
Die auseinandergezogene Ansicht der einzigen Figur zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrgestellrahmens.
Der in der einzigen Figur dargestellte Fahrgestellrahmen besteht aus einem ersten und einem zweiten Längsträger 1, einem ersten, einem zweiten, einem dritten und einem vierten Halb-Querträger 2, einem ersten und einem zweiten Hilfslängsträger 4, einem ersten und einem zweiten Bremsenträger 3, einem ersten und einem zweiten Antriebsverbindungsstück 5 und einem ersten und einem zweiten Dämpferträger 6.
Der Rahmen ist aus einem Hauptrahmen zusammengesetzt, der aus den ersten und zweiten Hauptlängsträgern 1 besteht, welche durch zwei Gruppen von zwei Halb-Querträgern 2 miteinander verbunden sind.
Die beiden Hilfslängsträger sind diesem Hauptrahmen einbeschrieben und nehmen an ihren Enden die beiden Bremsenträger 3 auf.
Die beiden Verbindungsstücke 5 sind an den beiden Halb- Querträgern 2 befestigt und gestatten die Aufnahme der Antriebsvorrichtung des Fahrgestells.
Die beiden Dämpferträger 6 sind an die Hauptlängsträger 1 geschraubt oder geschweißt und nehmen die im Stand der Technik bekannten Antischlingerdämpfer (nicht dargestellt) auf.
Eine einstückige Lösung für die Hauptlängsträger 1 ist ebenfalls möglich.
Die einstückigen Elemente, die den erfindungsgemäßen Fahrgestellrahmen bilden, werden vorzugsweise gemäß zwei Verfahren ausgeführt.
Ein erstes Verfahren durch Schmieden wird für die am stärksten beanspruchten Elemente des Aufbaus des Fahrgestellrahmens verwendet.
Wie vorher angegeben, sind diese Elemente aus einer Aluminiumlegierung ausgeführt oder bestehen aus einem Material, das hauptsächlich eine Aluminiumlegierung enthält.
In Abhängigkeit von der Morphologie des Elements wird ein Gesenkschmiede- oder Strangpressverfahren eingesetzt.
Es wird vorzugsweise die Abstufung 6082 der Norm NF A 50- 901 und die Wärmebehandlung T6 der Norm NF A 02-150 beibehalten.
Ein zweites Gießverfahren wird für die Elemente mit komplexen Formen und die am wenigstens beanspruchten verwendet.
Es wird vorzugsweise die Abstufung AS7G06 der Norm NF A 57- 702 beibehalten.
Die nachfolgende Tabelle 1 beschreibt den bevorzugten Modus zum Erhalten der verschiedenen Bestandteile des Fahrgestellrahmens und gibt die Anzahl jedes der notwendigen Bestandteile für den Rahmen an.
Außerdem gibt die Tabelle 1 genauer an, wenn die Elemente des Fahrgestellrahmens Symmetrieelemente sind. TABELLE 1
Aus der Tabelle 1 geht hervor, dass die Hauptelemente vierzehn an der Zahl sind.
Die Hauptlängsträger 1 nehmen die aus dem Stand der Technik bekannten primären und sekundären Aufhängungs- Unteraufbauten (nicht dargestellt) auf.
Die Hauptlängsträger 1 gestatten, den Zusammenhalt des Fahrgestells unter der Einwirkung äußerer Beanspruchungen sicherzustellen.
Die Hauptlängsträger 1 nehmen die Antischlingerdämpfer 6 auf.
Die Hauptlängsträger nehmen schließlich den aus dem Stand der Technik bekannten Primärseitenanschlag (butee de primaire)/Hebehaken (crochet de revelage) (nicht dargestellt) auf.
Die Halb-Querträger 2 tragen die Verbindungsstücke 5 der aus dem Stand der Technik bekannten Antriebseinrichtung (nicht dargestellt).
Die Hilfslängsträger 4 stellen die Befestigung der aus dem Stand der Technik bekannten Wankstützenelemente (nicht dargestellt) sicher.
Die Bremsenträger 3 nehmen die aus dem Stand der Technik bekannten Scheibenbremsengestänge (nicht dargestellt) auf. Die Antriebsverbindungstücke 5 nehmen die aus dem Stand der Technik bekannten Stangen des Antriebs Wagenkasten/Fahrgestell (nicht dargestellt) auf.
Die Dämpferträger 6 nehmen die aus dem Stand der Technik bekannten Dämpfer Wagenkasten/Fahrgestell (nicht dargestellt) auf.
Die nachfolgende Tabelle 2 gibt die bevorzugte Verbindungsart zwischen den Hauptelementen des Fahrgestellrahmens sowie die Anzahl der Verbindungen für einen Fahrgestellrahmen an. TABELLE 2
Aus dieser Tabelle 2 geht hervor, dass der Zusammenbau des erfindungsgemäßen Fahrgestellrahmens nur 18 Schweißungen erfordert.
Aus der Beschreibung geht hervor, dass einige der Teile oder einstückigen Elemente, die den Fahrgestellrahmen der Erfindung bilden, durch ein Schmiedeverfahren und die anderen durch ein Gießverfahren erhalten werden.
Die durch ein Schmiedeverfahren erhaltenen einstückigen Elemente sind die am stärksten beanspruchten einstückigen Elemente und die durch ein Gießverfahren erhaltenen einstückigen Elemente sind die einstückigen Elemente mit komplexen Formen und die am wenigsten beanspruchten.
Die durch ein Schmiedeverfahren erhaltenen einstückigen Elemente werden durch ein Gesenkschmiede- oder Strangpressverfahren erhalten.

Claims

1. Fahrgestellrahmen, der wenigstens ein Teil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil aus einem Material besteht, das hauptsächlich eine Aluminiumlegierung enthält.

2. Fahrgestellrahmen nach Anspruch 1, bei dem das Teil oder die Teile aus Aluminiumlegierung geschmiedet oder gegossen und/oder maschinell bearbeitet sind.

3. Fahrgestellrahmen nach einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem das Teil oder die Teile aus Aluminiumlegierung miteinander verschweißt, verschraubt, verklebt und/oder vernietet sind.

4. Fahrgestellrahmen, der aus Elementen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Elemente einstückige Elemente sind und

- die einstückigen Elemente aus einem Material bestehen, das hauptsächlich eine Aluminiumlegierung enthält.

5. Fahrgestellrahmen nach Anspruch 4, bei dem die Elemente aus Aluminiumlegierung geschmiedet oder gegossen und/oder maschinell bearbeitet sind.

6. Fahrgestellrahmen nach einem der Ansprüche 4 und 5, bei dem die Elemente aus Aluminiumlegierung miteinander verschweißt, verschraubt, verklebt und/oder vernietet sind.

7. Fahrgestellrahmen, der aus einem ersten und einem zweiten Längsträger (1), einem ersten, einem zweiten,

einem dritten und einem vierten Halb-Querträger (2),

einem ersten und einem zweiten Hilfslängsträger (4),

einem ersten und einem zweiten Bremsenträger (3),

einem ersten und einem zweiten Antriebsverbindungsstück (5) und einem ersten und einem zweiten Dämpferträger (6) besteht, dadurch gekennzeichnet, daß:

- die Elemente (1 bis 6) einstückige Elemente sind und

- die einstückigen Elemente (1 bis 6) aus einem Material bestehen, das hauptsächlich eine Aluminiumlegierung enthält.

8. Fahrgestellrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem einige der Teile oder der einstückigen Elemente (1 bis 6) durch ein Schmiedeverfahren und die anderen durch ein Gießverfahren erhalten werden.

9. Fahrgestellrahmen nach Anspruch 8, bei dem die durch ein Schmiedeverfahren erhaltenen einstückigen Elemente die am stärksten beanspruchten einstückigen Elemente sind und die durch ein Gießverfahren erhaltenen einstückigen Elemente die einstückigen Elemente mit komplexen Formen und die am wenigstens beanspruchten sind.

10. Fahrgestellrahmen nach Anspruch 9, bei dem die durch ein Schmiedeverfahren erhaltenen einstückigen Elemente durch ein Gesenkschmiede- oder Strangpreßverfahren erhalten werden.