DE749225C

DE749225C - I-section locomotive frame

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Publication number: DE749225C
Application number: DED86671D
Authority: DE
Priority date: 1941-12-31
Filing date: 1941-12-31
Publication date: 1944-11-18

Description

Lokomotivrahmen von I-Querschnitt Im Lokomotivbau sind seither nur zwei Hauptformen des. Rahmens -gebräuchlich: r. Der den hölzernen Balkenrahmen nachgebildete Barrenrahmen. Dieser kann infolge seiner geringen Höhe -keine wesentlichen Biegungskräfte aufnehmen und ruß diese an den Kessel abgeben. Außer den hierin liegenden Nachteilen ist auch die Zweckmäßigkeit seiner Anwendung beschränkt auf Dampflokomotiven mit einem tragfähigen Kessel, der nicht viel kürzer als der Rahmen ist.Locomotive frame with an I cross-section In locomotive construction, only two main forms of the frame -common: r. The one modeled on the wooden beam frame Bar frame. Due to its low height, this cannot have any significant bending forces pick up and release soot into the boiler. Except for the disadvantages therein Also, the usefulness of its application is limited to using steam locomotives a stable boiler that is not much shorter than the frame.

Der Blechrahmen. Er hat vor dem Barrenrahmen den Vorzug der selbständigen Tragfähigkeit. Doch läßt seine Werkstoffausnutzung ebenfalls zu wünschen, da selbst bei größeren Ausschnitten in den wenig tragenden Zonen, wie sie besonders bei - der wesentlich dickeren, Fachwerkrahmen genannten Abart an elektrischen. Lokomotiven angeordnet wurden, die bei Biegebeanspruchung besonders wirksamen Randzonen ebensö schmal sind wie die weniger wirksamen mittleren Zonen.The sheet metal frame. He has the advantage of the self-employed over the bar frame Load capacity. But its material utilization also leaves a lot to be desired, since itself with larger cutouts in the less load-bearing zones, as they are especially with - the much thicker, truss-frame type of electrical. Locomotives were arranged, the edge zones that are particularly effective under bending stress are narrow like the less effective central zones.

Um bei bester Werkstoffausnutzung eine möglichst große Widerstandsfähigkeit gegen Biegung zu erzielen, rußten als Rahmen bekannte I-Breitflanschträger benutzt werden, .die, bei so großem Höheabstand dieser Gurte wie angängig, im wesentlichen aus Ober- und Untergurt bestehen, so daß ihr Ouerscbnitt vorwiegend in den tragenden Randzonen liegt. Bei gleicher Bauhöhe und gleichem Querschnitt wurde ein größeres Trägheits- und Widerstandsmoment erzielt als bei einem Blechrahmen.In order to achieve the greatest possible resistance with the best possible use of material To achieve against bending, soot known I-wide flange beams are used as frames that, with such a large height spacing of these belts as usual, essentially consist of an upper and lower belt, so that their Ouerscbnitt predominantly in the load-bearing Edge zones. With the same height and cross-section, a larger one was used Moment of inertia and resistance achieved than with a sheet metal frame.

Die Verwendung von I-Trägern als Rahrnen wurde bereits für Leichtbauwagen vorgeschlagen, ist jedoch für Lokomotiven nicht ohne weiteres anwendbar; denn der Obergurt ist absichtlich tief gelegt, der Untergurt läuft unterhalb der Lager durch. Bei Lokomotiven würde die erforderliche Trägerhöhe nicht erreicht; außerdem behindert der Untergurt den Aus- und Einbau der Radsätze.The use of I-beams as a Rahrnen was already for lightweight wagons proposed, but is not readily applicable to locomotives; because the The upper chord is deliberately placed low, the lower chord runs through below the bearings. In the case of locomotives, the required girder height would not be achieved; also disabled the lower chord the removal and installation of the wheel sets.

Nach der Erfindung soll der Obergurt des für den Rahmen benutzten I-Breitflanschträgers tunlichst hoch liegen; er kann z. B. bei Dampflokomotiven gleichzeitig das Laufblech bilden. Hierdurch würde das tote Gewicht vermindert werden. Der Untergurt läuft ohne Unterbrechung im Bereich der Achsen durch. Für die Ausbildung des Untergurts ergeben sich je nach den Biegungs- und Triebwerkskräften verschiedene Möglichkeiten. In der einfachsten Form wird er waagerecht über den Achsen durchgeführt. Achsgabeln können dabei offen bleiben oder mittels einfacher Stege in bekannter oder beliebiger anderer Weise geschlossen werden, die nur ein Her= ausfallen der Radsätze verhüten sollen. Neben der Einfachheit von Bauform und hraftfluß wird hierbei noch der weitere Vorteil erreicht; dar für die Achsgabelstege die lästige Paßarbeit entbehrlich ist.According to the invention, the upper belt should be used for the frame I-wide flange girders should be as high as possible; he can z. B. in steam locomotives at the same time form the running plate. This would reduce the dead weight. The lower chord runs through the axles without interruption. For the formation of the lower chord depends on the bending and engine forces various possibilities. In its simplest form, it is placed horizontally over the Axes carried out. Axle forks can remain open or by means of a simpler Bridges are closed in a known or any other way that only one Failure of the wheelsets should prevent. In addition to the simplicity of design and The further advantage is achieved here by power flow; dar for the axle fork stays the annoying passport work is dispensable.

Wenn der Untergurt während des Betriebs wesentlich gr@ifere Kräfte, vom Triebwerk herrührend, aufnehmen muß als beim Abheben der Lokomotive voll den Achsen, sind in der Fahrtrichtung kraft- und formschlüssig eingebaute Achsgabelstege liebst druck- und zugfester Verbindung untereinander nicht zu entbehren. In dieseln Falle kann der durchlaufeilde Untergurt zwischen den Achseil herabgezogen und an diesen Stellen mit den Achshalterstegen kraftschlüssig verbunden sein (s. Bild ;, links). Es kann der Untergurt -2 auch geradlinig verbleiben. Dann sind die Achshalter Stege mittels besonderer Bauglieder 3 miteinander und bei Dampflokomotiven mit dein Zylinderblockl:raftschlüssig zu verbinden (Bild 5, rechts). Der über den Achsen ununterbrochen durchlaufende Gurte wirkt beim Abheben der Lokomotive von den j%chsen allein als Ulitergurt eines auf Biegung beanspruchten Trägers. Während des Betriebs aber nimmt er die Längskräfte der Antriebsinaschine gemeinsam mit den Achshalterstegeil i i und den diese kraftschlüssig verbindenden oder anschließenden Baugliedern, z. B. 3, auf.If the lower chord is significantly higher forces during operation, originating from the engine, must take up as when the locomotive is lifted off Axles are axle fork stays built into the direction of travel with a positive and positive fit I prefer pressure and tensile strength connections to one another. In diesels Fall can be pulled down and on the continuous lower chord between the axle parts these points must be positively connected to the axle bracket webs (see picture;, Left). The lower chord -2 can also remain in a straight line. Then are the axle holders Bridges with each other by means of special structural members 3 and with your on steam locomotives Cylinder block: to be connected firmly (Fig. 5, right). The one above the axles uninterrupted belts are effective when the locomotive is lifted off the yokes solely as an uliter belt of a beam subject to bending stress. During operation but it takes the longitudinal forces of the drive machine together with the axle bracket part i i and the frictionally connecting or adjoining members, e.g. B. 3, on.

Die Verbindung von Ober- und Untergurt ist nicht erfindungsgemäß. Sie kann beliebig erfolgen, z. B. durch Verstrebungen aus Profilstäben o. dgl. oder durch Stehbleche, die aber im Gegensatz zum Blechrahmen möglichst . leicht zu halten sind, da sie hier nicht den wesentlichen Beitrag zur Tragfähigkeit zu liefern haben. Die Zylinder von Dampflokoniotiven können in bisheriger Ausführung an die hierfür örtlich zu verstärkenden Stegbleche geschraubt werden; sie können aber auch allein all dem Obergurt und an der Umgebung befestigt, z. B. angeschweißt werden.The connection of the upper and lower chords is not according to the invention. It can be done in any way, e.g. B. by struts made of profile rods o. The like. Or by standing sheets, which, however, in contrast to sheet metal frames, if possible. easy to hold because they do not have to make the essential contribution to the load-bearing capacity here. In the previous version, the cylinders of steam locomotives can be attached to the for this purpose web plates to be locally reinforced are screwed; but you can also do it alone all attached to the top belt and to the surrounding area, e.g. B. be welded.

-Neben der bei Lokomotiven aller Systeme erzielbaren Gewichtsersparnis gibt die v orgeschlageile Rahmenbauart noch bei Dampf lokoinotiven folgende Vorteile, die auf der sollst nicht erreichten Breite des Obergurts beruhen: i. Die Mittellinie der Außenzylinder hat in waagerechter Ebene geringeren Abstand von der neutralen Faser der Rahmenwangen, die Zvlinderkrä fte verursachen daher kleinere 1\ alinienlcr.ifte.-In addition to the weight savings that can be achieved with locomotives of all systems the proposed frame construction gives the following advantages for steam loco-motives, which are based on the width of the upper chord that should not be reached: i. The center line the outer cylinder has a smaller distance from the neutral one in the horizontal plane The fiber of the frame side panels, the cylinder forces, therefore cause smaller linear stresses.

2. Ein zwischen die Rahmenwangen herabgezogener Stehkessel kann breiter ausgeführt «-erden als bisher, da der Obergurt wegen :einer Breite unbedenklich ini Bereich des Stehkessels ausgespart werden kann. Bei Blechrahmen war man mit der Breite des Stehkessels all den Wangenabstand gebunden oder nullte die Wangen unter mehrfacher rechtwinkliger Unilenkung und :Mehraufwand an Werkstoff und Arbeit in ein breites, kastenartiges Gebilde überführen. Bei unterhalb des Rostes durchgeführten Barrenrahmen fehlte besonders bei Tanklokomotiven die wegen der senkrechten Biegungsbeanspruchungen erforderliche Hölle.2. A standing cup pulled down between the frame cheeks can be wider executed «- grounded than before, because the top flange is harmless because of its width ini area of the standing boiler can be left out. One was with sheet metal frames the width of the kettle tied all the distance between the cheeks or zeroed the cheeks with multiple right-angled uni-steering and: additional expenditure on material and work transform into a broad, box-like structure. When carried out below the grate Bar frames were missing, especially in tank locomotives, because of the vertical bending stresses required hell.

Bild i stellt die Querschnittshälfte eine Blechrahmens der besonders weitgehend ausgeschnittenen Fachwerkbauart dar zum Vergleich finit zwei erfindungsgemäßen Ausführungen gleicher Bauhöhe (Bild 2 und 3), die die gruildsätzlich andere @@'erkstoffverteilung zeigen.Picture i represents the cross-section half of a sheet metal frame of the particularly largely cut-out half-timbered construction for comparison finitely two according to the invention Versions of the same height (Fig. 2 and 3), which basically have different material distribution demonstrate.

Der Obergurt i ist nach Bild 2 mit dem Untergurt 2 durch ein Stabwerk .q. aus Bandeisen oder all den Verbindungsstellen flachgedrücktem Rohr o. dgl. verbunden, dagegen nach Bild 3, das zu einer Tanklokomotive geliört, durch Steg1ileche 5, die mit dem Obergurt i, den Untergurten -2 und dem AbschluB-blech 6 einen @-@'asserkasten bilden. Um bei den Stegblechen 5 die Nachteile einer zu geringen Stärke zu vermeiden, kann man sie, wie all sich bekannt, entweder mit fachwerkartig angeordneten Verstärkungsprofilen belegen oder aus stärkerem Blech mit reichlichen Ausschnitten herstellen und die Ausschnitte mit - dünneren Blechen verschließen, ähnlich wie dies am Untergurt 2 durch das Bodenblech 6 dargestellt ist.The upper chord i is as shown in Figure 2 with the lower chord 2 through a framework .q. from band iron or all the connection points flattened pipe or the like connected, on the other hand, according to Figure 3, which belongs to a tank locomotive, by Steg1ileche 5, the with the upper chord i, the lower chords -2 and the end plate 6 make an asterisk box form. In order to avoid the disadvantages of a too small thickness with the web plates 5, you can, as everyone knows, either with reinforcement profiles arranged like a framework cover or produce from thicker sheet metal with plenty of cutouts and the Close cutouts with - thinner metal sheets, similar to the one on the lower flange 2 is represented by the floor panel 6.

Die Stege des Rahmens nach Bild q. sind doppelt ausgeführt, um die Tragfeder 7 zwischen sich symmetrisch aufzunehmen, und be- i stehen zur Verringerung des Blechverschnitts aus einzelnen zusammengeschweißten Blechstreifen 5; die Untergurte 2 bestellen aus je einem Paar Kopfteilen von Schienenprofilen, deren Fußteile i zum Obergurt benutzt sind. i Die Achshalter 8 sind aus Bandeisen gebogen und olnie tragende Stege. Auf diese baulichen Anordnungen erstreckt sich der Patentschutz nicht.The bars of the frame according to picture q. are duplicated to the To accommodate suspension spring 7 symmetrically between them, and exist i to reduce the sheet metal scrap from individual sheet metal strips 5 welded together; the lower chords 2 order from a pair of head sections of rail profiles, the foot sections of which i are used for the top chord. i The axle holders 8 are bent from band iron and olnie load-bearing bridges. Patent protection extends to these structural arrangements not.

Bild 5 zeigt die Möglichkeit, einen zwischen die Rahmenwangen leerabgezogenen Stehkessel p doch breit auszuführen. Obergurt i und Stegblech i sind im Bereich des Stehkessels ausgeschnitten, der Obergurt neben dem Ausschnitt 12 durch die Blechauflage io verstärkt. In Bild 5 sind außerdem zwei Ausbildungsleeöglichkeiten für den Untergurt bei Heranziehung von eingepaßten Achshalterstegen ii zur Aufnahme von Triebwerkskräften dargestellt: Zwischen den hinteren Achsen ist der über den Achsen durchgeführte Untergurt 2 so tief herabgezogen wie ohne übermäßige Umlenkungen angängig. Die unteren Ablenkungsstellen sind kraftschlüssig mit den Stegen i i verbunden. In den vorderen Abschnitten ist der Untergurt :2 dagegen geradlinig über den Achsen durchgeführt und wird bei der Aufnahme der Maschinenkräfte unterstützt durch waagerecht liegende, kraftschlüssig mit den Achshalterstegen und dem Zylinderblock verbundene, unter Achshöhe liegende Bauglieder 3. Nicht eingezeichnet sind klarheitshalber die Untergurtquerverbindungen sowie etwa notwendige Knickversteifungen neben dem Obergurtausschnitt 12. Der Ausschnitt 13 wäre bei einem Wasserkastenrahtnen zu verschließen, während andererseits bei gewöhnlichen Rahmen weitere Ausschnitte in den Stegblechen 5 möglich wären.Figure 5 shows the possibility of an empty pull-off between the frame cheeks Stand-up kettle p to be wide. Top chord i and web plate i are in the area of the standing boiler cut out, the upper belt next to the cutout 12 through the sheet metal support io reinforced. In Figure 5 there are also two training opportunities for the lower chord upon attraction of fitted axle holder webs ii for receiving represented by engine forces: between the rear axles is the one above the Axes carried out lower chord 2 pulled down as deep as without excessive deflections accessible. The lower deflection points are frictionally connected to the webs i i. The lower chord is in the front sections: 2, on the other hand, in a straight line above the axles carried out and is supported by horizontal when absorbing machine forces lying, non-positively connected to the axle bracket webs and the cylinder block, Structural elements below shaft height 3. Not shown are the Lower chord cross connections as well as any necessary kink stiffeners next to the upper chord cutout 12. The cutout 13 would have to be closed during a water tank wire on the other hand, further cutouts in the web plates 5 are possible with normal frames would be.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Locomotive frame of j-cross section, characterized in that it is designed as a wide flange girder with a large web height, that its top flange is as high as possible, at the same time serves as a running plate and that the lower chord runs through without interruption in the area of the axes.

2. Locomotive frame according to claim i, characterized in that the lower chord is horizontally in a straight line above the Axes is carried out.

3. Locomotive frame according to claim i, characterized in that that the lower chord running above the axles is down between the axles is cranked and that these crankings frictionally with the axle bracket webs are connected. .

4. Locomotive frame according to claim i and 2, characterized in that for receiving the engine forces acting in the direction of travel except for the horizontally straight running lower chord still frictionally with the axle holder webs and with the frame initially the point of attack of the horizontal engine forces, z. B. in steam locomotives with the cylinder block, connected, horizontally lying structural members (3) are provided. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: German patents ... No. q.51 293, 644 38o1 USA patent specification. . . . . . . . -1531393.