DE860075C

DE860075C - Sheet metal frames, especially welded sheet metal frames for locomotives

Info

Publication number: DE860075C
Application number: DEP47885A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Herrmann
Original assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Current assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Priority date: 1949-07-05
Filing date: 1949-07-05
Publication date: 1952-12-18

Description

Blechrahmen, insbesondere,geschweißter Blechrahmen für Lokomotiven Bei den gebräuchlichen Lokomotiven mit Blechrahmen sind die den Durchtritt der Rädiachsen ermöglichenden Achsausschnitte mit offenen oder geschlossenen Achslagerführungen ausgekleidet. Die Führungen sind mit Flanschen an die Wange des, durchlaufenden Rahmeäblech.s -geschraubt oder genietet, oder sie sindi stumpf mit dem Blech Verschweißt. Infolge der geringen Stärke des Rahmen, blechs vom; gewöhnlich nur 30 mim fallen die Mitten von AchsIagerführüng und Rahmenblech mehr oder weniger weit auseinander. Infolgedessen ist die Kraftübertragung ungünstig. Amt unteren. Ende des Achsausschnitts; ist ,das Rahmenblech einseitig durch einen hochkant stehenden Achsglabelsteg zusammengehalten. Er muß, Kräfte aufnehmen, diie sieh aus der Durchbiegnuvg des Rahmens infolge der auf ihm ruhenden Lastern ergeben. Außerdem hat er Anteile .der wesentlich größeren, vom Rahmen aufgenommenen: Reaktionskräfte des! Triebwerks zu übertragen. Die Resultierende aller dieser Kräfte sucht die Teille des Rahmenblechs am; unteren Ende des Achsausschnitts voneinander zu entfernen und damit die Achsgabelstege auf Zug zu beanspruchen.Sheet metal frame, in particular, welded sheet metal frame for locomotives In the case of conventional locomotives with sheet metal frames, the axle cutouts that allow the passage of the wheel axles are lined with open or closed axle bearing guides. The guides are screwed or riveted to the cheek of the continuous frame sheet metal with flanges, or they are butt welded to the sheet metal. Due to the thinness of the frame, sheet metal from; usually only 30 mim the centers of the axle bearing guide and the frame plate more or less far apart. As a result, the power transmission is unfavorable. Office lower. End of axis section; is, the frame sheet is held together on one side by an upright axle fork web. It has to absorb forces which are the result of the bending of the frame as a result of the loads resting on it. In addition, it has parts of the much larger ones absorbed by the frame: reaction forces of the! Transfer engine. The resultant of all these forces seeks the part of the frame plate on; to remove the lower end of the axle section from each other and thus to stress the axle fork webs on train.

Um, den Nachteil der beschriebenen Anordnung zu vermeiden, hat .man bereits. waagerecht liegende Achsgabelstege vorgesehen: Dang muß aber bei gewöhnlich unterhalb des, Achslagers angeordneter Tragfeder der Ac'hsgabelsteg zum Durchlaß des Achslagergehänges ausgespart werden, wodurch er beträchtlich geschwächt wird.In order to avoid the disadvantage of the arrangement described, man already. horizontally lying axle fork stays provided: Dang but usually has to below the suspension spring, arranged on the axle bearing, of the fork bridge to the passage of Achslagergehänges are recessed, making it considerably is weakened.

Diese Nachteile sind bei Lokomotiven mit Barrenrahmen von über 6o mm Dicke vermieden, bei denen die Mitten von Achslagerführung und Rahmenwange ohne weiteres zusammenfallen können. Bei den Barrenrahmen können beiderseits der als Gleitplatten ausgebildeten Achslagerführung hochkant stehende Achsgabelstege artgeordnet werden, die zwischen sich genügend, Platz für das Achslagergehänge frei lassen.These disadvantages are found in locomotives with bar frames of over 6o mm thickness, in which the centers of the axle bearing guide and frame cheek without further can coincide. In the case of the bar frames, the as Axle bearing guide formed by sliding plates on edge axle fork stays are articulated that leave enough space for the axle bearing hanger between them.

Mann hat versucht, die Vorteile dieser Ausführung auch für den dünnere Blechrahmen nutzbar zu . machen. Das geschah in der Weise, daß man die an das Rahmenblech angeschraubte oder angteschweißte, im allgemeinen geschlossene Achs:ragerfü'hrung, sog. Hornblocks aus Stahlguß, an ihrem unteren Ende etwa so breit wie den Barrenrahmen machte. Diese Bauweise hat aber den Mangel, daß die von den beiderseitigen Achsgabelstegen übertragenen Kräfte über die Befestigungsschrauben oder durch- die Schweißverbindung der Hornblocks mit dem Rahmenblech auf dieses, geleitet werden. An den Schweißverbindungen entstehen dann sehr 'hohe Beanspruchungen, die zu Brücken führen. Bei. Schraubenverbindunglen werden nach mehr oder weniger langer Betriebsdauer die Bohrungen für die Schrauben ausgeschlagen, so daß diese Befestigung nur eine sehr weiche Verbindung ergibt. Infolgedessen können die Achsgabelstege in. beiden Fällen keinen, großen Anteil an der Kraftübertragung des Blechrahmens nahmen.Man has tried to take advantage of this design for the thinner too Sheet metal frame usable too. do. This was done in such a way that one attached to the frame sheet screwed or welded on, generally closed axis: bearing guide, So-called horn blocks made of cast steel, at their lower end about as wide as the bar frame made. However, this design has the disadvantage that the axle fork stays on both sides transmitted forces via the fastening screws or through the welded connection the horn block with the frame plate on this. At the welded joints then there are very high stresses that lead to bridges. At. Screw connections the holes for the screws become after a more or less long period of operation knocked out, so that this attachment results in only a very soft connection. As a result, the axle fork bars cannot make up a large proportion in either case took part in the power transmission of the sheet metal frame.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Blechrahmen zu schaffen, .dessen beiderseitige Achsgabels.tege ebenso günstig beansprucht werden können wie beim Barrenrahmen. Die Lösung besteht in erster Linie darin, daß die Achsgabelstege an durch Verstärkungsstücke verbreiterten Vorsprüngen des durchlaufendem Rahmenbleches, befestigt werden.The invention is based on the object of creating a sheet metal frame, .whose two-sided axle fork legs can be used just as cheaply as at the bar frame. The solution is primarily that the axle fork stays on the projections of the continuous frame plate widened by reinforcement pieces, be attached.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele _ des Gegenstandes, ,der Erfindung.The drawing shows two exemplary embodiments of the object, ,the invention.

Abb. i stellt die Seitenansicht einer Wange ,des Blechrahmens nach der Erfindung dar; Abb.2 zeigt in größerem( Maßstabe einen Teil des Blechrahmens von Abb. i mit dem mittleren Achsausschnitt bei teilweise weggelassenen Achsgabelstegen; Abb. 3 und, 4 sind die Schnitte nach den Linien III-III bzw. IV-IV der Abb. 2 Abb. 5 ist eine dei# Abb..4 entsprechende Darstellung des. zweiten Ausführungsbeispiels..Fig. I shows the side view of a cheek, the sheet metal frame of the invention; Fig. 2 shows a part of the sheet metal frame on a larger scale from Fig. i with the middle axle section with partially omitted axle fork stays; Fig. 3 and 4 are the sections along the lines III-III and IV-IV of Fig. 2 Fig. 5 is an illustration of the second exemplary embodiment corresponding to FIG.

Der aus Blech von 25 mm- Stärke zusammengeschweißte Blechrahmen i 'hat Achsausschnitte 2, die den. Durchtritt der Achswellen und -lager Ger nicht dargestellten Radsätze ermöglichen. Die Achslagerführung 3 hat T-förmigen Querschnitt (vgd. hierzu besondcers Abb.4) und ist am freien Ende des Steges 4 des Querschnitts mit dem durchlaufendenRahmenblech 5 durch eine Stfumpfschweißnaht 6 verbunden. Außerdem ist die Achslagerführung 3 durch waagerechte Versteifungsrippen: 7 mit dem Rahmenblech 5 verschweißt. Die Achsausschnitte 2 sind beiderseits der Achslagerführung 3 durch hochkant stehende Achsgabe'lsbege 8 und 9 überbrückt.. Diese übertragen bekanntlich, die von der Rahmenlast und den Reaktionskräften des Triebwerks herrührenden Kräfte im Bereich der Achsausschnitte 2.The sheet metal frame welded together from sheet metal of 25 mm thickness i 'has axles 2, which have the. Does not penetrate the axle shafts and bearings Ger enable illustrated wheelsets. The axle bearing guide 3 has a T-shaped cross section (See also Fig. 4 in particular) and is at the free end of the web 4 of the cross-section connected to the continuous frame plate 5 by a butt weld 6. aside from that is the axle bearing guide 3 through horizontal stiffening ribs: 7 with the frame plate 5 welded. The axle cutouts 2 are on both sides of the axle bearing guide 3 Axis transfer documents 8 and 9 standing on edge are bridged. the forces resulting from the frame load and the reaction forces of the engine in the area of the axis cutouts 2.

Die hochkant stehenden beiderseitigen. Achsgabelstege 8, 9 sind in ,der bei Barrenrahmen üblichen Weise ausgebildet und lassen; zwischen sich einen Raum io für dien Durchtritt des Achslägier-bzw. Federgehänges frei. Gemäß, der Erfindung sind die Enden der Achsgabelstege 8, g mittels nicht dargestellter an Vorsprüngen i i, 12 des durchlaufenden Rahmenbleches 5 befestigt, die durch Verstärkungsstücke 13, 14 etwa auf die Stärke der üblichen Barrenrahmen verbreitert sind (s. besonders. Abb. 4). Wenn wie beim dargestellten Beispiel beiderseitige Verstärkungsstücke 13, 14 vorgesehen sind, greifen diese mit Nasen oder Leisten 15, 16 hinter die voneinander abgewandten Stirnflächen 17 bzw. 18 der Raihmenblechvorsprünge ii bzw. i2. Die Leisten 15, 16 sind .durch eine senkrechte Schweißnaht i9 miteinander verbunden, so daß, ,die beiderseitigen Verstärkungsstücke 13, 14 eine den Rahmenblechvorsprung i i oder 12 umfassende C-förmdge Klammer bilden. Die dien. Flank sehen der Achslagerführung 3 zugekehrten Enden der Verstärkungsstücke 13,. 14.sind mi't diesen Flank scher durch versenkte Schweißnähte 2o; 2i verschweißt. Waagerechte Haftschweißnähte 22, 23 verbinden die Ober- und Unterkanten der Verstärkungsstücke 13, 14 mit dem Rahmeniblechvorsprung i i bzw. 12. Dieser bildet zusammen mit den seitlichen Verstärkungsistücken, 13, 14 und der als stirnseitiges. Verstärkungsstück wirkenden, bis an das untere Ende der Vorsprünge 11, 12 heruntergezogenen Achslagerführun9 3 einen rechtkantigen Körper, den. die Eiiden .der Achsgabelstege 8, 9 formschlüssig umfassen.The edgewise standing on both sides. Axle fork stays 8, 9 are in , trained in the usual way with bar frames; between them a Space io for the passage of the Achslägier or. Spring suspension free. According to the invention are the ends of the axle fork webs 8, g by means of projections, not shown i i, 12 of the continuous frame plate 5 fastened by reinforcement pieces 13, 14 are widened to the thickness of the usual bar frames (see especially. Fig. 4). If, as in the example shown, reinforcement pieces 13 on both sides, 14 are provided, they engage with lugs or ridges 15, 16 behind each other facing away end faces 17 and 18 of the Raihmenblechvorsprünge ii and i2. The bars 15, 16 are connected to one another by a vertical weld seam, so that , the reinforcement pieces 13, 14 on both sides of the frame sheet metal projection i i or 12 comprehensive C-shaped brackets. The serve. See the flank of the axle bearing guide 3 facing ends of the reinforcement pieces 13 ,. 14. I don't care about this flank by sunk weld seams 2o; 2i welded. Horizontal adhesive weld seams 22, 23 connect the upper and lower edges of the reinforcement pieces 13, 14 to the frame sheet projection i i or 12. This forms together with the side reinforcement pieces, 13, 14 and the one on the face. Reinforcement piece acting up to the lower end the projections 11, 12 pulled down Achslagerführerun9 3 a right-edged body, the. the Eiiden .der Achsgabelstege 8, 9 include form-fitting.

Die vorn den Achsgabelstegen 8, 9 übertragenen resultierenden Kräfte sind Zugkräfte. Die höchste Zugbeanspruchung der' Rahmenblechvorsprünge i i, 12 tritt an den äußeren Stirnseiten 17, 18 auf. Die Spannung nimmt stetig, in, Richtung auf die Achslagerführung 3 hin ab, wird schließlich zu Null und kehrt sich. von da ab in eine Druckspannung um,. deren an der Innenwand 24 der Achslagerfü'hrung 3 auftretender Höchstwert kleiner als. der Höchstwert der Zugspannung an den Flächen 17, 18 der Vorsprünge 11, 12 ist. Die Zugkräfte werden von den Achsgabelstegen 8, 9 über deren äußere Enden und die äußeren Entlastungsleisten 15, 16 der Verstärkungsstücke 13, 14 auf ,die Vorsprünge 11, 12 und. von diesen auf das Rahmenblech 5 übertragen. Druckkräfte werden über die nach unten verlängerte Aehslagerführung 3, die X-Naht 6 und die Rahmenvorsprünge i i, 12 auf das, Rahmenblech 5 geleitet.The resulting forces transmitted at the front of the axle fork webs 8, 9 are tensile forces. The highest tensile stress on the 'frame sheet metal protrusions i i, 12 occurs at the outer end faces 17, 18. The tension increases steadily, in, direction on the axle bearing guide 3, finally becomes zero and is reversed. from from there into a compressive stress. their on the inner wall 24 of the axle bearing guide 3 occurring maximum value less than. the maximum value of the tensile stress on the surfaces 17, 18 of the projections 11, 12 is. The tensile forces are generated by the axle fork stays 8, 9 over their outer ends and the outer relief strips 15, 16 of the reinforcement pieces 13, 14, the projections 11, 12 and. transferred from these to the frame plate 5. Pressure forces are generated via the downwardly extended Aehslagerführung 3, the X-seam 6 and the frame projections i i, 12 passed onto the frame plate 5.

Das durchgehende Ra'hmenblech.5 ist an den hoch auf Zug beanspruchten und ,daher gefährdeten Stellen der Vorsprünge. i i, 12 frei von Schweißnähten, die schädliche Kerbwirkungen hervorrufen. Die senkrechten Schweißnähte 6, 2o und 21 liegen an Stellen der Rahmenblechvorsprünge 11, 12 mit niedriger Beanspruchung. Dasselbe gilt für die waagerechten Haftschweißnähte 22, die etwa von der Mitte der Oberkante .der Verstärkungsstücke 13, 14 bis zu den Flanschen der Achslagerführung 3 reichen,, und die waagerechten Haftschweißnähte 23, die an der Unterkante der Verstärkungsstücke 13, 14 vorgesehen sind. Die senkrechten Schweißnähte i9, .die die Leisten 15, 16 der Verstärkungsstücke 13, 14 verbinden, befinden sich zwar im Bereich hoher Beanspruchung, sie stellen aber für die Rahnnenvors:prünge 11, 12 keine Gefahr dar, weil sie nicht mit ihnen verbunden sind. Von Beschädigungen, die an der Schweißnaht i9 eintreten könnten, werden daher die Rahmenvorsprünge i i, 12 nichtbetroffen. I.m Falle einer Beschädigung brauchte daher nur die Schweißnaht ig erneuert zu werden.The continuous Ra'hmenblech.5 is on the highly stressed train and, therefore, vulnerable areas of the projections. i i, 12 free of welds that cause harmful notch effects. The vertical welds 6, 2o and 21 lie at points of the frame sheet metal projections 11, 12 with lower Stress. The same applies to the horizontal adhesive welds 22, which are approximately from the middle of the upper edge of the reinforcement pieces 13, 14 to the flanges the axle bearing guide 3 range ,, and the horizontal adhesive welds 23, the the lower edge of the reinforcement pieces 13, 14 are provided. The vertical welds i9, which connect the strips 15, 16 of the reinforcement pieces 13, 14, are located Although in the area of high stress, they provide protrusions for the Rahnnen projections 11, 12 pose no danger because they are not associated with them. From damage, which could occur at the weld seam i9, the frame projections i i, 12 not affected. In the event of damage, only the weld was needed ig to be renewed.

Das, zweite Beispiel von Abb.5 unterscheidet sich von dem bisher beschriebenen lediglich, dadurch, d.aß die Achslagerführung 3: am Beginn der Vorsprünge,ii, i2 aufhört:. Im Falle beiderseitiger Verstärkungsstücke werden bei jedem@ Vorsprung 11, 12 vier Verstärkungsstücke 25" 26, 27, 28 vorgesehen. Die Verstärkungsstücke 25, 27 haben in entsprechender Weise wie die Verstärkungsstücke 13, 14 des ersten Beispiels Nasen oder Leisten 15, 16, die durch eine senkrechte Schweißnaht i9 miteinander verbunden sind. In entsprechender Weise liegen die Verstärkungsstücke 216, 28 mit Nasen oder Leisten 29, 3o aneinander an, die wiederum durch eine senkrechte Schweißnaht 31 miteinander verschweißt, sind. Zwischen den Verstärkungsstücken 25, 26 bzw. 27, 28 ist, um Paßarbeit an den Verstärkungsstücken zu sparen, ein senkrechter Zwischenraum 32 bzw. 33 gelassen, der dnzrch eine Schweißnaht ausgefüllt sein kann. Im übrigen ist die Anordnung wie beim ersten Beispiel.The second example in Fig. 5 differs from the one described so far only, thereby, d.aß the axle bearing guide 3: at the beginning of the projections, ii, i2 stops :. In the case of reinforcement pieces on both sides, a protrusion 11, 12 four reinforcement pieces 25 "26, 27, 28 are provided. The reinforcement pieces 25, 27 have in a corresponding manner as the reinforcement pieces 13, 14 of the first For example, noses or strips 15, 16 which are connected to one another by a vertical weld seam i9 are connected. The reinforcing pieces 216, 28 are in a corresponding manner Lugs or ridges 29, 3o to one another, which in turn by a vertical weld seam 31 welded together are. Between the reinforcement pieces 25, 26 or 27, 28 is a vertical gap in order to save fitting work on the reinforcement pieces 32 or 33 left, which can be filled with a weld seam. Furthermore the arrangement is the same as in the first example.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Sheet metal frame, in particular welded sheet metal frame for locomotives, with bridging of the axle cutouts by axle fork webs arranged vertically on both sides of the axle bearing guide, characterized in that the axle fork webs (8, 9) are attached to projections (13, 14 'or 25 to 28) widened by reinforcing pieces ( 11, 12) of the continuous frame sheet. (5) are attached. z. Sheet metal frame according to claim i, characterized in that each reinforcement piece (13, 14) engages with a strip (15, 16) standing on edge behind an end face (17, 18) of the frame sheet metal projection (11, 12). 3. Sheet metal frame according to Ans'pruc'h i and 2., characterized in that if there are reinforcing pieces on both sides, their one facing strips (e.g. 15, 16) are welded, so that the reinforcing pieces (13, 14 ) form a C-shaped bracket around the frame, sheet metal projection. .q .. sheet metal frame according to claim i to 3, characterized in that. that the reinforcing pieces (25, 26 or 27, 28) are divided vertically, the spaced ends facing away from the parts to a respective end face .of Ra'hmenblechvorsprungs (11, 12) with bars (15, 16, and 29y 3o) that are welded together so that two C-clamps open towards one another are created. 5. sheet metal frame according to claim i to. 4, characterized in that the side reinforcement pieces are connected to little stressed areas of the. Frame plate projection by an adhesive weld (22, 23), while the continuous frame plate (5) is free of harmful notch effects at points of high stress (projections 11, 12) causing welds. 6. sheet metal frame according to claim i to. 5 ,, characterized in that the axle bearing guide (3) is pulled down to the area of the axle fork webs (8, 9) and also forms a reinforcing piece of the sheet metal frame projection @ (ii, 12). 7. Sheet metal frame according to claim i to 6, characterized in that the web (4) of the cross-sectionally T-shaped axle bearing guide (3) rides the sheet metal frame projection (1I, 12) is butt welded. B. sheet metal frame according to claims i to 7, characterized in that the flanges of the T-shaped axle bearing guide (3) with the ends of the lateral reinforcement pieces (13, 14) surrounding their web (4) and the butt-welded frame sheet projection (11, 12) ) through sunk weld seams (2o, 21) to a right-edged; Reinforcement of the frame ledge are united. Dressed. Publications: Organ für progress des, Eisenbahnwesens, Issue io, 1940, p. 153.