DE961545C - Geschweisster Rahmen fuer Schienenfahrzeuge und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen geschweißten Rahmen für Schienenfahrzeuge, bestehend aus leitersprossenartig auf Längsträgern aufgeschweißten Querblechen, deren äußere Stirnseiten durch längs laufende, an ihren Unterkanten mit Endversteifungen versehene Außenbleche und deren obere Längsseiten durch ein aus quer zur Längsrichtung des Rahmens liegende Blechtafeln hergestelltes Bodenblech miteinander verbunden sind, nach Patent 839 208.

Bei den bekannten geschweißten Rahmen sind die auf den Längsträgern in etwa gleichen Abständen voneinander vorgesehenen, lotrecht stehenden Querbleche entlang der Begrenzungskanten ihrer Ausnehmungen mit den Längsträgern verschweißt und bilden zusammen mit den Pufierträgern das Rahmengerippe. Die Oberseite des Rahmengerippes ist durch das aus quer Hegenden und hintereinander angeordneten Blechtafeln hergestellte und sich über die ganze Länge des Rahmens erstreckende Bodenblech abgedeckt, dessen einzelne Blechtafeln an ihren Stoßfugen stumpf miteinander verschweißt sind. Das Bodenblech ist mit den leitersprossenartig angeordneten Querblechen des Rahmengerippes durch Kehlnähte verschweißt. In gleicher Weise wie das Bodenblech sind auch die längs laufenden seitlichen Außenbleche mit den leitersprossenartig angeordneten Querblechen des Rahmengerippes durch Kehlnähte verschweißt. Zum Verbinden des Bodenbleches mit dem Außenblech ist

innen eine Kehlnaht und außen eine V-Naht vorgesehen. An der freien Unterkante jedes Außenbleches und jedes Querbleches ist im rechten Winkel ein als Endverstärkung dienender, längs laufender Blechstreifen mittels zweier Kehlnähte angebracht. Bei dieser bekannten Rahmenausbildung ergibt sich neben einer großen Länge der Schweißnähte und damit einem erheblichen Aufwand an Schweißarbeit vor allem, daß die längs laufenden Verbindungsnähte

ίο zwischen Bodenblech und Außenblechen sowie zwischen diesen und ihrer Endverstärkung bei Biege- und Verdrehungsbeanspruchungen sehr stark beansprucht werden. Denn diese sind an den den größten Verformungen unterworfenen Stellen angeordnet. Außerdem ist die notwendige Nachrichtarbeit des Bodenbleches und der Außenbleche insbesondere infolge der Verwendung von Kehlnähten sehr erheblich.

Es ist zwar bei Rahmen von Schienenfahrzeugen bereits bekannt, die rechtwinklig angeordneten Endverstärkungen von seitlichen Längsträgern unmittelbar durch Umbiegen eines unteren Teiles der Längsträger herzustellen, so daß die Längsnaht zwischen dem jeweiligen seitlichen Längsträger und seiner Endverstärkung in Fortfall kommt. Die Verbindung zwischen dem Bodenblech und den Längsträgern liegt jedoch im Bereich der oberen äußeren Längskanten, so daß die Verbindungen sehr stark beansprucht sind.

Zur Herstellung von Rahmen für Kraftfahrzeuge ist

schon bekanntgeworden, diese Rahmen als Hohlträger auszubilden und den Hohlträger dabei aus zwei Preßschalen mit über die Länge des Rahmens gesehen in Höhe und Breite veränderlichen C-förmigen Querschnitt zu verschweißen, wobei die längs laufenden Verbindungsnähte auch in der lotrechten Längsmittelebene vorgesehen sind. Derartige Rahmen sind jedoch ■ nur für leichte Straßenfahrzeuge verwendbar, da diese Rahmen für Schienenfahrzeuge zu große Pressen erfordern würden und außerdem den hohen Beanspruchungen solcher Fahrzeuge nicht gewachsen wären.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, den bekannten geschweißten Rahmen gemäß dem Gattungsbegriff so zu verbessern, daß bei gleichzeitiger Verringerung der Schweiß- und Nachrichtarbeiten die Beanspruchungen der gegebenenfalls noch vornan¹-denen Längsnähte vermindert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das Bodenblech und die Außenbleche mit ihren Endversteifungen aus C-förmigen Blechschalen bestehen, die miteinander durch quer zur Längsachse angeordnete Verbindungsnähte zu einem Längsträger verbunden sind.

Durch diese Maßnahme wird indessen nicht nur eine vorteilhafte Lösung der Erfindungsaufgabe erzielt. Denn darüber hinaus werden auch die Vorarbeiten zum Schweißen, wie Abkanten, Einspannen u. dgl., weitgehend in Fortfall gebracht, so daß für den gesamten Rahmen nur noch eine verhältnismäßig kurze Herstellungszeit erforderlich ist und sich damit auch geringere Herstellungskosten ergeben. Da außerdem zum Verschweißen der einzelnen Blechschalen ausschließlich Stumpfnähte verwendet werden können, ergibt sich ein wesentlich spannungsfreierer Rahmen, der zudem noch höher belastet werden kann als bisher, so daß letztlich bei gleicher Tragfähigkeit noch eine Gewichtsverminderung erzielt wird. Außerdem ist es möglich, wenn das Aufschieben der C-förmigen Schalen auf das Rahmengerippe oder deren Herstellung aus Abmessungsgründen Schwierigkeiten bereitet, diese C-förmigen Schalen aus zwei L-förmigen zusammenzusetzen und am Rahmengerippe durch eine Stumpfnaht miteinander zu verschweißen, die festigkeits- und beanspruchungsmäßig sehr günstig liegt. Außerdem muß diese Stumpfnaht nicht über die gesamte Länge des Rahmens geführt werden, da im Bodenblech Ausschnitte für die Getriebe, den Heizkessel od. dgl. vorgesehen sind, welche die Längsnaht unterbrechen und daher verkürzen.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt

Abb. ι die perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht eines geschweißten Rahmens mit aus C-förmigen Schalen zusammengesetztem Bodenblech, Außenblechen und Endverstärkungen,

Abb. 2 eine ebenfalls perspektivische und teilweise geschnittene Ansicht eines geschweißten Rahmens mit aus L-förmigen Teilen zusammengesetztem Bodenblech,

Abb. 3 einen Querschnitt durch einen Rahmen mit angefügtem Getriebeschacht oder mittlerer Rahmenverstärkung,

Abb. 4 einen lotrechten Längsmittelschnitt eines Rahmens mit unterschiedlicher Höhe der Außenbleche.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 sind auf zwei. parallelen, als Rohre ausgebildeten Längsträgern 1 und 2 lotrecht stehende, mit dem Querschnitt der Längsträger entsprechenden Durchbrechungen versehene Querbleche 3 etwa in gleichen Abständen voneinander · aufgereiht und entlang der Begrenzungskanten der Durchbrechungen mit den Längsträgern 1 und 2 verschweißt. Die Querbleche 3 sind von drei Seiten durch C-förmige Blechschalen 4 bis 6 umgeben, mit welchen sie längs ihrer Stirn- und oberen Längsseiten verschweißt sind. Die als Endverstärkungen 6 ausgebildeten, im rechten Winkel abgebogenen, freien Enden der Blechschalen 4 bis 6 umgreifen die beiden durch die zusammenstoßenden Stirn- und unteren Längsseiten gebildeten Ecken der Querbleche 3. Die einzelnen, etwa über die gesamte Länge der Längsträger 1 und 2 hintereinander angeordneten Blechschalen 4 bis 6 sind an den zusammenstoßenden Stirnflächen durch quer zur Fahrtrichtung verlaufende Stumpfnähte 7 miteinander verbunden. Falls erforderlich, kann der dem Bodenblech 4 entsprechende Oberteil" der Blechschalen 4 bis 6 mit 115. Durchbrechungen 8 für Getriebe, Kessel od. dgl. versehen sein.

Zum Herstellen eines derartigen Rahmens werden solche Blechtafeln vorgesehen, deren Länge der Abwicklung und deren Breite der Länge der Blech- iao schale entspricht. Jede Blechtafel wird symmetrisch zu ihrer Quermittelebene, d. h. symmetrisch zur lotrechten Längsmittelebene des Rahmens, über ihre gesamte Breite an jedem Ende zweimal um 90⁰ abgekantet, wobei die Breite der ersten Abkantung der Breite der Endverstärkung 6 und die zweite

Abkantung der Höhe der Außenbleche 5 entspricht. Das Abkanten erfolgt jeweils nach der gleichen Seite, so daß eine C-förmige Blechschale 4 bis 6 entsteht. Diese Schalen 4 bis 6 werden auf das aus Längsträgern 1 und 2, Querblechen 3, Pufferbalken (nicht mehr dargestellt) u. dgl. verschweißte Rahmengerippe aufgeschoben und sowohl unter sich als auch mit dem Rahmengerippe längs der Berührungsfugen verschweißt.

Der Rahmen nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 unterscheidet sich von dem Rahmen gemäß Abb. ι lediglich dadurch, daß die jeweiligen C-förmigen Blechschalen aus zwei unter sich gleichen L-f örmigen Blechteilen 9 bis 11 bestehen. Dabei sind jeweils zwei L-förmige Blechteile 9 bis 11 durch eine in der lotrechten Längsmittelebene verlaufende Stumpfnaht 12 miteinander verschweißt.

Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 wird dann vorgesehen, wenn die zur Verfugung stehenden Blechtafeln zu kurz sind um C-förmige Blechschalen 4 bis -6 der erforderlichen Abmessungen zu ergeben oder wenn das Aufbringen der C-förmigen Blechschalen 4 bis 6 auf das Rahmengerippe Schwierigkeiten bereitet.

Zum Herstellen der L-f örmigen Blechteile 9 und 10 werden Blechtafeln vorgesehen, die der halben Länge der Abwicklung einer C-förmigen Blechschale 4 bis 6 entsprechen. Das Abkanten des Außenbleches 10 und seiner Endverstärkung 11 erfolgt ebenfalls wieder über die gesamte Breite einer Blechtafel, wobei die Länge der ersteh Abkantung wiederum der Breite der Endverstärkung 11 und die zweite Abkantung der Höhe des Außenbleches 10 bzw. der Querbleche 3 des Rahmengerippes entspricht. Nach Fertigstellen der L-f örmigen Blechteile 9 bis 11 werden diese von beiden Seiten auf das Rahmengerippe aufgeschoben und sowohl unter sich durch längs und quer liegende Stumpfnähte 7 bis 12 als auch mit den sie berührenden Teilen des Rahmengerippes, insbesondere den Querblechen 3 und den Pufferträgern, verschweißt.

In gleicher Weise wie die Endverstärkungen 6 und 11 der Außenbleche 5 und 10 können auch die Querbleche 3 an ihren Unterkanten 13 abgekantet werden (Abb. 3), so daß auch hierbei eine Verkürzung der Schweißzeit und der Nachrichtarbeiten eintritt. Dasselbe gilt auch für Getriebeschächte und ähnliche Rahmenfortsätze, z. B. eine Verstärkung 14 des Rahmenmittelteiles. Auch ist es nicht erforderlich, daß das Außenblech 5 oder 10 durchlaufend mit gleicher Höhe ausgeführt wird. Es ist ohne weiteres möglich, daß die Höhe des Außenbleches 5 oder 10 im Bereich einer oder mehrerer C-förmiger Blechschalen 4 bis 6 bzw. L-förmiger Blechteile 9 bis ii zu- oder abnimmt, d.h. daß die Endverstärkung6 oder 11 nicht parallel zum Bodenblech 4 oder 9, sondern geneigt dazu verläuft (Abb. 4).

Anspruch 1 gilt nur in Verbindung mit den Merkmalen des Hauptpatents und schützt lediglich die Gesamtkombination seiner sämtlichen Merkmale. Die Ansprüche 2 bis 4 gelten nur in Verbindung mit Anspruch 1.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Geschweißter Rahmen für Schienenfahrzeuge, bestehend aus leitersprossenartig auf Längsträgern aufgeschweißten Querblechen, deren äußere Stirnseiten durch längs laufende, an ihren Unterkanten mit Endversteifungen versehene Außenbleche und deren obere Längsseiten durch ein Bodenblech miteinander verbunden sind, das aus quer zur Längsrichtung des Rahmens liegenden Blechtafeln hergestellt ist, nach Patent 839 208, dadurch gekennzeichnet, daß das Bodenblech (4) und die Außenbleche (5) mit ihren Endversteifungen (6) aus C-förmigen Blechschalen (4 bis 6) bestehen, die miteinander durch quer zur Längsachse angeordnete Verbindungsnähte (7) zu einem Längsträger verbunden sind.

2. Geschweißter Rahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede C-förmige Blechschale aus zwei L-förmigen Blechteilen (9 bis 11) besteht, die in der lotrechten Längsmittelebene des Rahmens miteinander verbunden sind.

3. Verfahren zur Herstellung eines geschweißten Rahmens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus den einzelnen Blechtafeln (4), deren Länge gleich der Breite des Bodens, der Außenbleche (5) und der abgewinkelten Endverstärkungen (6) ist, durch Abkanten das Boden- und Außenblech sowie dessen Endverstärkungen gebildet werden, so daß etwa C-förmige Blechschalen entstehen, die auf die Querbleche (3) des leitersprossenartigen Rahmens aufgeschoben und sowohl mit diesem als auch unter sich verschweißt werden.

4. Verfahren zur Herstellung eines geschweißten Rahmens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die C-förmigen Blechschalen aus zwei L-förmigen, durch Abkanten hergestellten Blechteilen (9 bis 11) zusammengesetzt werden, die nach dem Aufbringen der L-förmigen Blechteile auf die Querbleche (3) des leitersprossenartigen Rahmens durch eine in der lotrechten Längsmittelebene des Rahmens liegende Stumpfnaht (12) miteinander verschweißt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 874 994, 807 767, 854;
britische Patentschrift Nr. 641 347.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,

© 605 657/136 10.56 (609 855 4. 57)