EP0389866A2 - Untergestell für schienengebundene Güterwagen, insbesondere für Kesselwagen und geschlossene Schüttgutwagen - Google Patents

Untergestell für schienengebundene Güterwagen, insbesondere für Kesselwagen und geschlossene Schüttgutwagen Download PDF

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EP0389866A2
EP0389866A2 EP90104791A EP90104791A EP0389866A2 EP 0389866 A2 EP0389866 A2 EP 0389866A2 EP 90104791 A EP90104791 A EP 90104791A EP 90104791 A EP90104791 A EP 90104791A EP 0389866 A2 EP0389866 A2 EP 0389866A2
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EP
European Patent Office
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base frame
long
strut
struts
diagonal
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EP90104791A
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English (en)
French (fr)
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EP0389866B1 (de
EP0389866A3 (de
Inventor
Klaus-Dieter Dr. Giese
Günter Dipl.-Ing. Schnebbe
Diethard Prof. Dr.-Ing. Könke
Günter Dipl.-Ing. Beier
Wolfram Dipl.-Ing. Höhne
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Alstom Transport Deutschland GmbH
Original Assignee
Linke Hofmann Busch GmbH
Linke Hofmann Busch Waggon Fahrzeug Maschinen GmbH
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Priority claimed from DE19893940650 external-priority patent/DE3940650C1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D7/00—Hopper cars
    • B61D7/02—Hopper cars with discharge openings in the bottoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D5/00—Tank wagons for carrying fluent materials
    • B61D5/06—Mounting of tanks; Integral bodies and frames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F1/00—Underframes
    • B61F1/04—Underframes of triangulated type

Definitions

  • the invention relates to a base frame for rail-bound freight wagons, in particular tank wagons and closed bulk goods wagons, according to the preamble of claim 1.
  • Every rail-bound freight wagon is connected to a chassis for transport purposes. This applies to freight wagons with fixed bodies and container wagons with detachable bodies as well as for tank wagons and closed bulk goods wagons.
  • the application of the invention relates only to the freight car with a base.
  • the known tank wagons can be divided into two construction concepts, tank wagons without a base and tank wagons with a base.
  • the following discussion of the state of the art takes into account the state of the art of the underframe-free tank wagons in the first section for the sake of incorporating the technological environment.
  • the boiler In the tank wagons without an underframe, the boiler is designed to be so stable that it can absorb the operationally occurring forces and tensions, in particular from shock loads, without undue deformation. With this design, a reduction in weight or improved adaptability of the chassis arranged on the boiler to the track conditions can be achieved for certain applications.
  • the connection of the assemblies carrying the train and push device and the bogies to the boiler is problematic, whereby the introduction and reduction of the forces and energy from the buffer joint and in the event of lifting is ensured without excess voltage and inadmissible deformations within the construction got to.
  • a base frame for rail-bound tank wagons of conventional design with two continuous middle long beams is known as a middle section, at each end of which a head section with outer long beams and cross beams connecting them is arranged.
  • the boiler is supported at its ends on the one hand in transverse saddles arranged transversely to the longitudinal direction of the boiler on the underframe and on the other hand connected to the underframe via lateral saddle support bars which absorb the acceleration forces in the longitudinal direction of the wagon.
  • the boiler is in the usual way via side saddle rails, which absorb the forces from the deceleration and acceleration of the tank car, and cross saddles, the static Take up the weight load and the forces occurring transversely to the longitudinal direction of the wagon, connected to the underframe.
  • the tank wagon is through this rigid connection between the boiler and the base frame thus also relatively torsion-resistant.
  • the connection points between the boiler and the base frame must also absorb the loads caused by the acceleration and weight forces.
  • the invention has for its object to provide a base frame for freight wagons, especially for tank wagons and closed bulk goods wagons, in such a way that the connection points between the base frame and the body are relieved in the event of buffer impacts on the side of the buffer joint and the buffer forces that occur are reduced.
  • the underframe 1 is to be designed for the loads in the longitudinal direction, in particular from buffer joints.
  • a rail-bound freight wagon has a structure 15 and a base frame 1, which is formed by two head sections 2 and a middle section 3.
  • the middle section 3 is connected at its two ends A, B to a head section 2.
  • the head section 2 consists of a side cross member 5 receiving the side buffers 4, the outer long members 6 and the main cross member 7.
  • the cross members 5, 7 arranged in the vehicle transverse direction, at least one cross member 5, 7 is reversibly flexibly connected to the outer long members 6 about a vertical axis. Arrangements with one or more transverse beams 5, 7 which are flexible about a vertical axis can be formed.
  • the outer long beams 6 of the head section 2 can be designed to be reversibly flexible.
  • the middle section 3 consists of two long beams 8 which are arranged at a distance in the horizontal plane and which are connected by a bracing 9.
  • the strut bandage 9 is designed and arranged in such a way that it couples the long beams 8 to one another in a flexible manner and forces them to undergo reversible deformations, at least in the horizontal plane, in particular to bending deformations transverse to the longitudinal direction of the underframe.
  • the bracing 9 is designed as a horizontal bracing 9 aligned as a horizontal plane or as a spatial bracing 9 and has diagonal braces 10 aligned at an angle to the long beams 8, which are at an angle smaller or greater than 90 ° with respect to the longitudinal direction with respect to the horizontal plane the long beam 8 connects. Furthermore, the strut bandage 9 has support struts 11 which are oriented transversely to the long beams 8 and connect the long beams 8 at right angles to the horizontal plane. The diagonal struts 10 and support struts 11 are arranged in an at least partially repeating sequence within the strut assembly 9, wherein individual fields arise.
  • the diagonal struts 10 of the strut assembly 9 follow one another with respect to the arrangement in the longitudinal direction of the underframe 1 at least in regions with an opposite angle. At least in some areas within the underframe 1, at least one diagonal strut 10 connecting the long members 8 is provided between two support struts 11 connecting the long members 8, the diagonal struts 10 arranged immediately on both sides of a support strut 11 being at least partially within the underframe 1 with an opposite angle with respect to the longitudinal direction a long beam 8 are arranged.
  • the diagonal strut (s) 10 and the support strut (s) 11 assigned to them expediently each engage in a common node 12 on the long beam 8.
  • At least one diagonal strut 10 and an adjacent support strut 11 are attached to the long beam 8 in the common node 12.
  • the diagonal struts 10 and the support struts 11 within the strut assembly 9 are connected to the long girders 8 in such a way that from each junction 12 of a long girder 8 there is a support strut 11 aligned transversely to the long girders 8 and at least one, but preferably two, diagonally oriented diagonal struts 10 have adjacent long beams 8 and are attached to this.
  • the support strut 11 is attached at its other end to the adjacent long beam 8 in a support point 13.
  • the or selected nodes 12 and / or support points 13 can be designed as joints, both functional joints and material-elastic joints being executable.
  • two support struts 11 aligned transversely to the long beams 8 can follow one another directly, thus creating a space in the base frame 1 for the outlet fittings.
  • Each head section 2 has a saddle 14 for connecting the structure 15 to the underframe 1, such that each saddle 14a, 14b defines the end A, B of the structure 15 supported by it in the direction of the transverse median plane of the underframe 1, the ends A , B of the structure 15 in the direction of the respectively associated end A, B of the base frame 1 are held longitudinally displaceably against the base frame 1.
  • the forces from a buffer joint are thus introduced via the base frame 1 into the end of the structure 15 facing away from the buffer joint.
  • the structure 15 has at its end A an abutment piece 16a on the body side, to which an abutment-side abutment 17a is assigned and at its end B an abutment piece 16b on the abutment side, to which an abutment-side abutment 17b is associated.
  • the stop pieces 16a, 16b and the abutments 17a, 17b are arranged above the level of the force introduction, which is at the level of the side buffers.
  • an arrangement of the stop pieces 16a, 16b and the abutment 17a, 17b respectively assigned to them can be arranged in the plane of the force application, i. H. in the level of the page buffer 4.
  • the invention is explained below when it is subjected to an impact impact.
  • the impact energy is first of all reduced by the side buffers 4 in the power flow, as a rule four side buffers 4 are involved in the impact, within the limits of which the maximum total buffer work is reduced.
  • the impact force or energy from the buffer impact becomes exhausted Buffer stroke passed through the underframe 1, a further part of the impact energy being absorbed or reduced in the underframe 1 essentially by deformation work, but also by friction and heat, etc., depending on the design, the spring constant and the damping property of the underframe 1 .
  • the base frame 1 according to the invention as a bending structure which is flexible and resilient in the longitudinal direction, considerable portions of the impact energy are absorbed and impact force is reduced.
  • the energy absorption and the reduction of the impact force take place essentially by deliberately reversible bending of the structure or of parts of the structure of the head sections 2 (cross beams 5, 7; outer long beams 6 and possibly further beams) and / or the middle section 3 (long beams 8 and possibly further ones) Carrier) of the underframe 1.
  • the longwall brace 9 connects and couples the long girders 8 of the middle section 3 in such a flexible manner that they are forced to targeted, reversible bending deformations transverse to the longitudinal direction of the underframe 1.
  • the elongated beam 8 is bent outwards at the junction 12 by a certain bending path ⁇ s in the event of an impact impact.
  • the opposite long beam 8 is coupled with the support strut 11 in the support point 13, the latter is displaced inwards by the same distance ⁇ s (FIG. 2).
  • a base frame 1 is formed with a plurality of flexible cross members 5, 7 and the strut assembly 9 is arranged axially symmetrically.
  • Fig. 5 also shows schematically an embodiment of a face brace 9 in axial symmetry.
  • FIG. 1 is, like a further exemplary embodiment according to FIG. 6, of central symmetry.
  • a further embodiment according to FIG. 6 has diagonal struts of different lengths within the strut assembly 9 and no symmetry with respect to the transverse center plane.
  • FIG. 8 Another embodiment according to FIG. 8 has continuous outer long beams 6.
  • the outer long beams 6 are connected to the neighboring long beams 8 via support struts 11.
  • the underframe 1 likewise has continuous outer long beams 6, which are connected to an adjacent long beam 8 via diagonal struts 10 and supporting struts 11, opposite nodes 12 being positively arranged relative to one another, i. H. are decoupled in the event of bending in the event of opposing deflection.
  • the underframe 1 has at least two reversibly flexible long beams 8, which are coupled to one another by a strut assembly 9 with diagonal struts 10 and support struts 11.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)
  • Packaging Of Machine Parts And Wound Products (AREA)

Abstract

Um bei einem Güterwagen die Verbindungsstellen zwischen Aufbau (15) und Untergestell (1) bei Pufferstößen auf der Seite des Pufferstoßes zu entlasten und die auftretenden Pufferkräfte zu verringern, ist der Aufbau (15) des Güterwagens an seinen Enden (A, B) in Richtung auf die Quermittelebene des Untergestells (1) festgelegt, in Richtung auf die Enden (A, B) des Untergestells (1) jedoch gegen dieses längsverschieblich gehalten, so daß Kräfte aus einem Pufferstoß über das Untergestell (1) in das dem Pufferstoß abgewandte Ende des Aufbaus (15) eingeleitet werden. Weiter ist das Untergestell (1) in Längsrichtung reversibel nachgiebig ausgebildet, wobei eine Energieaufnahme und ein nennenswerter Abbau der Pufferstoßkraft durch gezielte reversible Biegung der Trägerstruktur oder von Teilen der Trägerstruktur der Kopfsektionen (2) und/oder der Mittelsektion (3) des Untergestells (1) erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Untergestell für schienengebundene Güterwagen, insbesondere Kesselwagen und geschlossene Schüttgut­wagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei jedem schienengebundenen Güterwagen ist der Aufbau zu Transportzwecken mit einem Fahrwerk verbunden. Dies gilt für Güterwagen mit festem Aufbau und Container-Tragwagen mit lösbarem Aufbau ebenso wie für Kessel- und geschlossene Schüttgutwagen. Der Anwendungsfall der Erfindung betrifft lediglich die Güterwagen mit Untergestell.
  • Der für die Erfindung maßgebliche Stand der Technik aus dem gesamten Bereich der schienengebundenen Güterwagen wird nachfolgend anhand der Güterwagenbauart Kesselwagen aufgezeigt.
  • Die bekannten Kesselwagen können in zwei Baukonzeptionen unterteilt werden, in untergestellfreie Kesselwagen und in Kesselwagen mit Untergestell. Die nachfolgende Abhandlung des Standes der Technik berücksichtigt aus Gründen des Einbezugs des technologischen Umfeldes auch kurz im ersten Abschnitt den Stand der Technik der untergestellfreien Kesselwagen.
  • Bei den untergestellfreien Kesselwagen ist der Kessel derart stabil ausgebildet, daß er die betriebsmäßig auftretenden Kräfte und Spannungen, insbesondere aus Stoßbelastungen, ohne unzulässige Verformungen aufnehmen kann. Durch diese Bauweise kann für gewisse Einsatzfälle eine Gewichtsredu­zierung oder eine verbesserte Anpassungsfähigkeit des am Kessel angeordneten Fahrwerks an die Gleisverhältnisse er­reicht werden. Allerdings ist bei den untergestellfreien Kesselwagen die Anbindung der die Zug- und Stoßeinrich­tung und die Fahrwerke tragenden Baugruppen an den Kessel problematisch, wobei die Einleitung und der Abbau der Kräfte und Energie aus dem Pufferstoß und beim Anhebefall ohne Spannungsüberschreitungen und unzulässige Verformungen in­nerhalb der Konstruktion sichergestellt sein muß.
  • Aus der CH-PS 535 671 ist ein Untergestell für schienengebundene Kesselwagen üblicher Bauweise mit zwei durchlaufenden mittleren Langträgern als Mittelsektion bekannt, an denen an beiden Enden je eine Kopfsektion mit äußeren Langträgern und diese verbinden­de Querträger angeordnet ist. Der Kessel ist an seinen Enden zum einen in quer zur Längsrichtung des Kessels am Untergestell angeordnete Quersättel abgestützt und zum anderen über seitliche Satteltragleisten, die die Beschleunigungskräfte in Wagenlängs­richtung aufnehmen, an das Untergestell angebunden.
  • Bei einem bekannten Kesselwagen nach der DE-PS 11 79 980 mit einem Untergestell, wie vorstehend beschrieben, ist der Kessel in üblicher Weise über seitliche Satteltragleisten, die die Kräfte aus der Verzögerung und der Beschleunigung des Kesselwa­gens aufnehmen, und über Quersättel, die die statische Gewichts­last und die quer zur Wagenlängsrichtung auftretenden Kräfte aufnehmen, mit dem Untergestell verbunden. Durch diese starre Verbindung zwischen Kessel und Untergestell ist der Kesselwagen damit auch relativ verwindungssteif. Neben den aus den Belastun­gen aus durch Temperaturwechsel hervorgerufenen Längenänderungen des Kessels, sei es durch temperiertes Ladegut oder durch unter­schiedliche Längenänderungen gegeneinander festgelegter Bauteile oder Baugruppen, haben die Verbindungsstellen zwischen Kessel und Untergestell auch die aus den Beschleunigungs- und Gewichts­kräften hervorgerufenen Belastungen aufzunehmen.
  • Insbesondere beim Pufferstoß werden auf dem dem Stoß zuge­wandten Ende des Kesselwagens sehr hohe Kräfte in die Ver­bindungsstelle zwischen Kessel und Untergestell einge­bracht, was zu Spannungsüberschreitungen und zum Versagen der Verbindung führen kann, während die dem Pufferstoß abge­wandte Verbindungsstelle am anderen Ende des Kesselwagens erheblich geringer beaufschlagt und belastet wird. Puffer mit höherem Arbeitsvermögen können zwar Spannungsüberschreitun­gen vermeiden, sind aber aufwendiger gebaut und unwirt­schaftlicher.
  • Weiter sind aus der DE-PS 424 262 oder der DE-PS 12 74 155 elastische, unstarre Kessellagerungen bekannt, bei denen Kessel und Untergestell weitgehend voneinander getrennt und gegeneinander verschieblich gehalten sind, wobei einerseits unterschiedliche Längenausdehnungen ausgeglichen werden und andererseits auftretende Stoßkräfte in Arbeit und Wärme umgewandelt werden. Diese schwimmende Kessellagerung erfordert zusätzliche Halte- und Dämpfungseinrichtungen und begünstigt seitliche Kippbewegungen des Kessels, die sich ungünstig auf das Laufverhalten des Kesselwagens, insbesondere bei schlechten Gleisverhältnissen und höheren Fahrgeschwindigkeiten, auswirken. Als nachteilig für das Verhältnis Zuladung zu Eigengewicht des Kesselwagens erweist sich auch, daß der Behälter bei der Aus­legung für die Stoßkraftbeanspruchung nicht als belastbares Bauteil mit einbezogen werden kann und deshalb das Untergestell diese Lastanteile übernehmen muß. In der Praxis wird das Untergestell verstärkt, womit es schwerer und im Regelfall biegesteifer ausfällt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Untergestell für Güterwagen, insbesondere für Kesselwagen und geschlossene Schüttgutwagen derart auszubilden, daß die Verbindungsstellen zwischen Untergestell und Aufbau bei Pufferstößen auf der Seite des Pufferstoßes entlastet und die auftretenden Pufferkräfte verringert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 - 16 beansprucht.
  • Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeich­nungen anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Untergestell;
    • Fig. 2 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Untergestell nach Fig. 1 während eines Puffestoßes mit übertrieben dargestellten Biegeverformungen;
    • Fig. 3 eine Seitenansicht eines Behälterwagens mit dem erfindungsgemäßen Untergestell nach Fig. 1;
    • Fig. 4 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Untergestells in schematischer Darstellung;
    • Fig. 5 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Untergestells in schematischer Darstellung;
    • Fig. 6 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Untergestells in schematischer Darstellung;
    • Fig. 7 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Untergestells in schematischer Darstellung;
    • Fig. 8 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Untergestells mit durchgehenden äußeren Langträgern in schematischer Darstellung;
    • Fig. 9 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Untergestells mit durchgehenden äußeren Langträgern in schematischer Darstellung;
    • Fig. 10 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Untergestells mit durchgehenden äußeren Langträgern in schematischer Darstellung.
  • Bei der Auslegung eines Untergestells 1 für schienengebundene Güterwagen ist in Vertikalrichtung auf eine ausreichende Stei­figkeit des Untergestells 1 zum Tragen der Last aus dem Eigen­gewicht des Güterwagens und der Zuladung und für den Anhebefall nach dem Regelwerk für Schienenfahrzeuge zu achten. Weiter ist das Untergestell 1 für die Belastungen in Längsrichtung, insbe­sondere aus Pufferstößen auszulegen.
  • Ein schienengebundener Güterwagen weist einen Aufbau 15 und ein Untergestell 1 auf, das durch zwei Kopfsektionen 2 und eine Mittelsektion 3 gebildet ist.
  • Die Mittelsektion 3 ist an ihren beiden Enden A, B jeweils mit einer Kopfsektion 2 verbunden. Die Kopfsektion 2 besteht aus einem die Seitenpuffer 4 aufnehmenden Kopfquerträger 5, den äußeren Langträgern 6 und dem Hauptquerträger 7. Von den in Fahrzeugquerrichtung angeordneten Querträgern 5, 7 ist minde­stens ein Querträger 5, 7 reversibel um eine Vertikalachse bie­genachgiebig mit den äußeren Langträgern 6 verbunden. Es sind Anordnungen mit einem oder mehreren um eine Vertikalachse biege­nachgiebigen Querträgern 5, 7 ausbildbar. Ebenso können die äußeren Langträger 6 der Kopfsektion 2 reversibel biegenachgie­big ausgebildet werden.
  • Die Mittelsektion 3 besteht im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus zwei in horizontaler Ebene mit Abstand angeordneten Langträgern 8, die durch einen Strebverband 9 verbunden sind.
  • Der Strebverband 9 ist derart ausgebildet und angeordnet, daß er die Langträger 8 biegeweich miteinander koppelt und zu reversib­len Verformungen, mindestens in der horizontalen Ebene, insbe­sondere zu Biegeverformungen quer zur Längsrichtung des Unterge­stells zwingt.
  • Der Strebverband 9 ist als ein in horizontaler Ebene ausge­richteter ebener Strebverband 9 oder als räumlicher Strebverband 9 ausgebildet und weist im Winkel zu den Langträgern 8 aus­gerichtete Diagonalstreben 10 auf, die bezogen auf die hori­zontale Ebene in einem Winkel kleiner oder größer als 90 o be­züglich der Längsrichtung die Langträger 8 verbindet. Weiter weist der Strebverband 9 quer zu den Langträgern 8 ausgerichtete Stützstreben 11 auf, die bezogen auf die horizontale Ebene im rechten Winkel die Langträger 8 verbinden. Die Diagonalstreben 10 und Stützstreben 11 sind in sich mindestens teilweise wieder­holender Folge innerhalb des Strebverbandes 9 angeordnet, wobei einzelne Felder entstehen. Die Diagonalstreben 10 des Strebver­bandes 9 folgen einander bezüglich der Anordnung in Längsrich­tung des Untergestells 1 mindestens bereichsweise mit entgegen­gesetztem Winkel aufeinander. Mindestens bereichsweise innerhalb des Untergestells 1 ist zwischen zwei die Langträger 8 verbin­denden Stützstreben 11 jeweils mindestens eine die Langträger 8 verbindende Diagonalstrebe 10 vorgesehen, wobei die in unmittel­barer Folge beiderseits einer Stützstrebe 11 angeordneten Diago­nalstreben 10 mindestens bereichsweise innerhalb des Unterge­stells 1 mit entgegengesetztem Winkel bezüglich der Längsrich­tung eines Langträgers 8 angeordnet sind. Die Diagonalstrebe(n) 10 und die ihnen zugeordnete Stützstrebe(n) 11 greifen zweck­mäßig jeweils in einem gemeinsamen Knotenpunkt 12 am Langträger 8 an. Mindestens eine Diagonalstrebe 10 und eine benachbarte Stützstrebe 11 sind dabei im gemeinsamen Knotenpunkt 12 am Langträger 8 befestigt. Die Diagonalstreben 10 und die Stütz­streben 11 innerhalb des Strebverbandes 9 sind derart mit den Langträgern 8 verbunden, daß von jedem Knotenpunkt 12 eines Langträgers 8 eine quer zu den Langträgern 8 ausgerichtete Stützstrebe 11 und mindestens eine, bevorzugt jedoch zwei mit entgegengesetztem Winkel ausgerichtete Diagonalstreben 10 zum benachbarten Langträger 8 weisen und an diesem befestigt sind. Die Stützstrebe 11 ist an ihrem anderen Ende am benachbarten Langträger 8 in einem Stützpunkt 13 befestigt. Die oder aus­gewählte Knotenpunkte 12 und/oder Stützpunkte 13 können als Gelenke ausgebildet sein, wobei sowohl Funktionsgelenke als auch materialelastische Gelenke ausführbar sind.
  • Insbesondere aus Gründen der gleichmäßigen Verteilung der Ver­formungen in Untergestell 1 und der Parallelität der Kopfsektio­nen 2 bei einem Pufferstoß ist es zweckmäßig, die Ausbildung und Anordnung des Strebverbandes 9 bezüglich der Mittelquerebene axialsymmetrisch (räumliche Drehung von 180 o um die Mittelquer­achse) oder bezüglich des Symmetriezentrums zentralsymmetrisch (ebene Drehung um 180 o um das Symmetriezentrum), mindestens aber gleichartig bzw. ähnlich auszubilden.
  • Weiter kann es zweckmäßig sein, im Strebverband 9 eine gleiche Anzahl von gegensinnig angeordneten Diagonalstreben 10 vorzuse­hen und/oder eine gleiche Anzahl von Knotenpunkten 12 auf jedem Langträger 8 anzuordnen.
  • Innerhalb des Strebverbandes 9 können zwei quer zu den Langträ­gern 8 ausgerichtete Stützstreben 11 unmittelbar aufeinander folgen, womit im Untergestell 1 ein Freiraum für die Auslaufama­turen geschaffen ist.
  • Jede Kopfsektion 2 weist einen Sattel 14 zur Anbindung des Auf­baus 15 am Untergestell 1 auf, derart, daß jeder Sattel 14a, 14b das durch ihn abgestützte Ende A, B des Aufbaus 15 in Richtung auf die Quermittelebene des Untergestells 1 festlegt, wobei die Enden A, B des Aufbaus 15 in Richtung auf das jeweils gleichsei­tig zugeordnete Ende A, B des Untergestells 1 gegen das Unterge­stell 1 längsverschieblich gehalten sind. Die Kräfte aus einem Pufferstoß werden somit über das Untergestell 1 in das dem Puf­ferstoß abgewandte Ende des Aufbaus 15 eingeleitet. Dazu weist der Aufbau 15 an seinem Ende A ein aufbauseitiges Anschlagstück 16a auf, dem ein untergestellseitiges Widerlager 17a zugeordnet und an seinem Ende B ein aufbauseitiges Anschlagstück 16b auf, dem ein untergestellseitiges Widerlager 17b zugeordnet ist.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 sind die Anschlagstücke 16a, 16b und die Widerlager 17a, 17b oberhalb der Ebene der Kraftein­leitung, die in Höhe der Seitenpuffer ist, angeordnet.
  • Um eine Durchbiegung der Langträger 8 in Vertikalrichtung gering zu halten, kann eine Anordnung der Anschlagstücke 16a, 16b und des diesen jeweils zugeordneten Widerlagers 17a, 17b in der Ebene der Krafteinleitung, d. h. in der Ebene der Seitenpuffer 4 erfolgen.
  • Nachfolgend ist die Erfindung bei Beaufschlagung durch einen Auflaufstoß erläutert. Bei einem Auflaufstoß auf der Seite A des Güterwagens wird die Stoßenergie zunächst durch die im Kraftfluß liegenden Seitenpuffer 4, im Regelfall sind am Stoß vier Seiten­puffer 4 beteiligt, in den Grenzen deren maximal gesamten Puf­ferarbeit verringert. Da der Aufbau 15 auf der Seite A der Stoß­einbringung in Stoßrichtung nicht gegen das Untergestell 1 abge­stützt bzw. festgelegt ist und keine Stoßkraft- bzw. Energie­einbringung an diesem Ende A in den Aufbau 15 erfolgt, wird die Stoßkraft bzw. Energie aus dem Pufferstoß nach erschöpftem Puf­ferhub durch das Untergestell 1 geleitet, wobei ein weiterer Teil der Stoßenergie, abhängig von der konstruktiven Ausbildung, der Federkonstante und der Dämpfungseigenschaft des Unterge­stells 1, im Untergestell 1 im wesentlichen durch Verformungs­arbeit, aber auch durch Reibung und Wärme etc. aufgenommen bzw. abgebaut wird. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Unter­gestells 1 als eine in Längsrichtung nachgiebig und zurückstel­lend ausgebildete Biegestruktur werden erhebliche Anteile der Stoßenergie aufgenommen und Stoßkraft abgebaut. Die Energieauf­nahme und der Stoßkraftabbau erfolgen im wesentlichen durch gezielte reversible Biegung der Struktur oder von Teilen der Struktur der Kopfsektionen 2 (Querträger 5, 7; äußere Langträger 6 und ggf. weitere Träger) und/oder der Mittelsektion 3 (Langträger 8 und ggf. weitere Träger) des Untergestells 1. Der Strebverband 9 verbindet und koppelt die Langträger 8 der Mit­telsektion 3 derart biegeweich, daß diese zu gezielten, rever­siblen Biegeverformungen quer zur Längsrichtung des Unterge­stells 1 gezwungen werden.
  • Bei einer Anordnung des Strebverbandes 9 nach Fig. 1 erfolgt bei einem Auflaufstoß eine Biegung des Langträgers 8 am Knotenpunkt 12 um einen bestimmten Biegeweg Δs nach außen. Durch die Ankoppelung des gegenüberliegenden Langträgers 8 mit der Stützstrebe 11 im Stützpunkt 13 wird dieser um den gleichen Weg Δs nach innen versetzt (Fig. 2).
  • In einem weiteren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist ein Untergestell 1 mit mehreren biegenachgiebi­gen Querträgern 5, 7 ausgebildet und der Strebverband 9 ist axialssymmetrisch angeordnet.
  • Fig. 5 zeigt ebenfalls schematisch eine Ausbildung eines Streb­verbandes 9 in Axialsymmetrie.
  • Das eingangs beschriebene Untergestell nach Fig. 1 ist wie ein weiteres Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 zentralsymmetrisch ausgebildet.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 weist unterschied­lich lange Diagonalstreben innerhalb des Strebverbandes 9 und keine Symmetrie bezüglich der Quermittelebene auf.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 weist durchgehende äußere Langträger 6 auf. Die äußeren Langträger 6 sind über Stützstreben 11 mit dem benachbarten Langträger 8 verbunden. Durch Ankoppelung der äußeren Langträger 6 werden diese eben­falls beim Pufferstoß im Stützpunkt 13 um einen bestimmten Weg Δ s ausgelenkt, so daß vier Langträger 6, 8 zu Biegeverformun­gen d. h. zum Stoßkraftabbau herangezogen werden. Weiter ist es prinzipiell möglich, zwischen einem äußeren Langträger 6 und einem benachbarten Langträger 8 zusätzlich Diagonalstreben 10 anzuordnen.
  • In zwei weiteren Ausführungsbeispielen nach Fig. 9 und Fig. 10 weist das Untergestell 1 ebenfalls durchgehende äußere Langträ­ger 6 auf, die über Diagonalstreben 10 und Stützstreben 11 mit einem benachbarten Langträger 8 verbunden sind, wobei gegenüber­liegende Knotenpunkte 12 gegeneinander zwangsfrei angeordnet sind, d. h. bei gegenläufiger Auslenkung im Biegefall entkoppelt sind.
  • Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist, daß das Untergestell 1 mindestens zwei reversibel biegenachgiebige Langträger 8 auf­weist, die durch einen Strebverband 9 mit Diagonalstreben 10 und Stützstreben 11 miteinander gekoppelt sind.

Claims (16)

1. Untergestell für schienengebundene Güterwagen, insbesondere für Kesselwagen und geschlossene Schüttgutwagen mit mindestens zwei Langträgern als Mittelsektion, die an ihren beiden Enden jeweils mit einer Kopfsektion verbunden sind, die äußere Langträger und mindestens einen Querträger aufweist, wobei im Bereich der beiden Kopfsektionen jeweils ein Sattel zur Anbin­dung des Aufbaus am Untergestell vorgesehen ist, dadurch ge­kennzeichnet, daß jeder Sattel (14a, 14b) das durch ihn abge­stützte Ende (A, B ) des Aufbaus (15) in Richtung auf die Quermittelebene des Untergestells (1) festlegt, daß die Enden (A, B) des Aufbaus (15) in Richtung auf das jeweils zugeordne­te Ende (A, B) des Untergestells (1) gegen das Untergestell (1) längsverschieblich gehalten sind, derart, daß Kräfte aus einem Pufferstoß über das Untergestell (1) in das dem Puffer­stoß abgewandte Ende (A, B) des Aufbaus (15) eingeleitet wer­den und daß das Untergestell (1) in Längsrichtung reversibel nachgiebig ausgebildet ist, wobei eine Energieaufnahme und ein nennenswerter Abbau der Pufferstoßkraft durch gezielte rever­sible Biegeverformung der Trägerstruktur oder von Teilen der Trägerstruktur der Kopfsektionen (2) und/oder der Mittelsek­tion (3) erfolgt.
2. Untergestell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kopfsektion (2) mindestens einen Querträger (5, 7) auf­weist, der in horizontaler Ebene in Längsrichtung des Unterge­stells (1) reversibel biegenachgiebig mit den äußeren Langträ­gern (6) verbunden ist.
3. Untergestell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelsektion (3) mindestens zwei in horizontaler Ebene mit Abstand angeordnete Langträger (8) aufweist, die durch einen Strebverband (9) verbunden sind, der die Langträ­ger (8) reversibel biegeweich miteinander koppelt und diese zu Biegeverformungen quer zur Längsrichtung des Untergestells (1) mindestens in der horizontalen Ebene zwingt.
4. Untergestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strebverband (9) als ein in horizontaler Ebene ausgerichteter ebener Strebverband (9) ausgebildet ist.
5. Untergestell nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strebverband (9) als räumlicher Strebverband (9) ausgebildet ist.
6. Untergestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Strebverband (9) quer zu den Langträgern (8) ausgerichtete Stützstreben (11) aufweist, die bezogen auf die horizontale Ebene im rechten Winkel die Langträger (8) verbindet, und diagonal zu den Langträgern (8) ausgerichtete Diagonalstreben (10) aufweist, die bezogen auf die horizontale Ebene in einem Winkel kleiner oder größer als 90 o bezüglich der Längsrichtung benachbarte Langträger (8) verbindet.
7. Untergestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Strebverband (9) aus einzelnen miteinander verbundenen Feldern besteht, in denen die Diago­nalstreben (10) und Stützstreben (11) in sich mindestens teil­weise wiederholender Folge angeordnet sind.
8. Untergestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die diagonal zu den Langträgern (8) ausgerichteten Diagonalstreben (10) bezüglich der Anord­nung in Längsrichtung des Untergestells (1) mindestens bereichsweise mit entgegengesetztem Winkel aufeinander folgen.
9. Untergestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei die Langträger (8) verbindenden und quer zu den Langträgern (8) ausgerichteten Stützstreben (11) mindestens bereichsweise jeweils mindestens eine in diagonaler Ausrichtung die Langträger (8) verbindende Diagonalstrebe (10) vorgesehen ist.
10. Untergestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens bereichsweise in unmittelbarer Folge beiderseits einer Stützstrebe (11) an­geordneten Diagonalstreben (10) mit entgegengesetztem Winkel bezüglich eines Langträgers (8) angeordnet sind.
11. Untergestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stützstrebe (11) und minde­stens eine Diagonalstrebe (10) in einem gemeinsamen Knoten­punkt (12) an einem Langträger (8) befestigt sind.
12. Untergestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 - 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Knotenpunkte 12 und/oder Stützpunkte 13 als Gelenke ausgebildet sind, wobei die Gelenke als Funktionsgelenke oder materialelastische Gelenke ausgeführt sind.
13. Untergestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens bereichsweise die Dia­gonalstreben (10) und Stützstreben (11) innerhalb des Streb­verbandes (9) derart mit den Langträgern (8) verbunden sind, daß von jedem Knotenpunkt (12) eines Langträgers (8) eine quer zu den Langträgern (8) ausgerichtete Stützstrebe (11) und zwei mit entgegengesetztem Winkel ausgerichtete Diagonalstreben (10) zu einem benachbarten Langträger (8) weisen und an diesem befestigt sind.
14. Untergestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Strebverband (9) eine gleiche Anzahl von gegensinnig angeordneten Diagonalstreben (10) auf­weist.
15. Untergestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Strebverband (9) eine gleiche Anzahl von Knotenpunkten (12) auf jedem Langträger (8) aufweist.
16. Untergestell nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Untergestell (1) zu der Mittelquerebene axialsymmetrisch (räumliche Drehung von 180 o um die Mittelquerachse) oder zentralsymmetrisch (ebene Drehung von 180 o um das Symmetriezentrum) ausgebildet ist.
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