EP3221202B1

EP3221202B1 - Längsträger und querträger für einen fahrwerksrahmen eines schienenfahrzeuges

Info

Publication number: EP3221202B1
Application number: EP16705499.8A
Authority: EP
Inventors: Markus Hubmann; Radovan Seifried
Original assignee: Siemens AG Oesterreich
Current assignee: Siemens Mobility Austria GmbH
Priority date: 2015-03-03
Filing date: 2016-02-18
Publication date: 2019-02-06
Anticipated expiration: 2036-02-18
Also published as: AT516923A2; PT3221202T; WO2016139070A1; AT516923A3; EP3221202A1; TR201905557T4; ES2724627T3; US20180043910A1; PL3221202T3; US10766509B2; CN208585247U

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Längsträger für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges, wobei in einem, bezogen auf eine Längsrichtung des Fahrwerksrahmens zentral liegenden Zentralabschnitt des Längsträgers ein kastenförmiger erster Anschlussabschnitt vorgesehen ist,
wobei der erste Anschlussabschnitt hierzu eine Öffnung mit einer abschnittsweise geraden ersten Umlaufkante zum Anschluss eines Querträgers des Fahrwerksrahmens aufweist und wobei die Öffnung den ersten Anschlussabschnitt normal zur Längsrichtung in einer Querrichtung des Fahrwerksrahmens öffnet, sowie einen
Querträger für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges, umfassend einen Querträger-Obergurt, einen Querträger-Untergurt, sowie zwei den Querträger-Obergurt und den Querträger-Untergurt verbindende Seitenwände,
wobei der Querträger bezogen auf eine Querrichtung des Fahrwerksrahmens endseitig gesehen jeweils einen zweiten kastenförmigen Anschlussabschnitt aufweist, welcher zweite Anschlussabschnitt eine abschnittsweise gerade zweite Umlaufkante zum Anschluss eines Längsträgers des Fahrwerksrahmens aufweist.
Die Erfindung bezieht sich weiters auf Fahrwerksrahmen, die aus solchen Längs-und Querträgern zusammengesetzt sind.

Stand der Technik

Fahrwerke, auch Drehgestelle genannt, von Schienenfahrzeugen weisen in der Regel zwei Radsätze auf, welche auf Schienen geführt sind, und sind mit Wagenkästen des Schienenfahrzeuges verbunden. Ein wesentlicher Bestandteil eines Fahrwerks ist ein Fahrwerksrahmen, an welchem die Radsätze, bspw. über eine Radsatzführung bzw. eine Primärfederung, und der Wagenkasten, bspw. über eine Sekundärfederung und eine Vorrichtung zur Kraftübertragung, angebunden sind. Die Kraftflüsse zwischen den einzelnen Komponenten verlaufen dabei hauptsächlich über den Fahrwerksrahmen.
Der Fahrwerksrahmen umfasst in der Regel zwei Längsträger, welche parallel zu einer Längsrichtung ausgerichtet sind, welche der Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges im Betriebszustand entspricht, und einen oder mehrere Querträger, welche parallel zu einer normal auf die Längsrichtung stehenden Querrichtung ausgerichtet ist, wobei die Ausführungsvariante mit einem Querträger als H-Bauform bezeichnet wird. Dabei können die Längsträger auch als mittels Kopfträgern geschlossener Rahmen ausgeführt sein.
Die Längsträger weisen einen Zentralabschnitt auf, welcher in Längsrichtung gesehen in der Mitte der Längsträger angeordnet ist. In diesem Zentralabschnitt befindet sich ein erster kastenförmiger Anschlussabschnitt zum Anschluss an den Querträger, der eine Öffnung aufweist, welche Öffnung in die Querrichtung, also zum Querträger hin geöffnet ist. Üblicher Weise sind die Längsträger gekröpft ausgeführt, sodass ein Endabschnitt des Längsträgers parallel zum Zentralabschnitt ausgerichtet ist, wobei die beiden Abschnitte durch einen Übergangsabschnitt verbunden sind.
Der Querträger ist bei der H-Bauform als kastenförmiges Profil ausgebildet und umfasst einen Querträger-Obergurt, einen Querträger-Untergurt und zwei Seitenwände, welche jeweils aus einzelnen Blechen bzw. plattenförmigen Metallteilen bestehen. In einer Längenrichtung des Querträgers gesehen, welche der Querrichtung des Fahrwerksrahmens entspricht, weist der Querträger jeweils endseitig einen zweiten Anschlussabschnitt zum Anschluss an einen der Längsträger auf.
Meist ist der Querträger mit allen Hauptkräften belastet, welche über die Längsträger in die Radsätze weiter geleitet werden. Die Verbindung der Längsträger mit dem Querträger an den Anschlussabschnitten ist dabei besonders hoch beansprucht. Um die funktionalen Anforderungen zu erfüllen und auch die vorgegebene Betriebsfestigkeit bereit zu stellen, ist die Verbindung in der Regel massiv ausgeführt und damit sehr steif. Diese steife und massive Gestaltung der Schweißnähte, welche in der Regel zur Verbindung herangezogen werden, wird durch große Schweißnahtlängen und große Schweißnahtquerschnitte erreicht, um die geringe Beanspruchbarkeit der Schweißnähte zu kompensieren. Ebenfalls bekannt ist die Verwendung von massiven Schottblechen, welche zwischen Querträger und Längsträger angeordnet und mit beiden verschweißt sind.
Durch die hohe Steifigkeit der Verbindung zwischen Längsträger und Querträger ist jedoch auch die Verwinde-Steifigkeit des Fahrwerksrahmens erhöht, also ein erhöhter Widerstand gegen Verdrillung um eine parallel zur Querrichtung verlaufende Querachse des Querträgers, was zu einer verringerten Entgleisungssicherheit führt, da der verwindesteife Fahrwerksrahmen beispielsweise unterschiedliche Höhen der beiden Schienen nicht ausgleichen kann. Ein weiterer Nachteil des Stands der Technik äußert sich in den hohen Fertigungs- und Materialkosten, sowie durch das hohe Gewicht der Verbindung, bedingt durch die oben beschriebene Ausführung der Schweißnähte bzw. Anbringung von Schottblechen.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die JP 2011 148400 A bekannt, in der ein Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeugs offenbart ist. Es sind Längsträger sowie ein Querträger vorgesehen, wobei die Längsträger über je einen Anschlussabschnitt mit dem Querträger verbunden sind. Diese Anschlussabschnitte weisen je eine Öffnung auf, die abschnittsweise gerade Umlaufkanten zur Verbindung des Querträgers mit den Längsträgern umfassen.
Weiterhin zeigt die CN 103 085 829 A einen Fahrwerksrahmen mit Längsträgern und Querträgern, wobei die Querträger Anschlussabschnitte mit abschnittsweise geraden Umlaufkanten zur Verbindung mit den Längsträgern aufweisen.

Aufgabe der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und eine Längsträger sowie einen Querträger für einen Fahrwerksrahmen vorzuschlagen, welche den Einsatz von hochwertigen und damit höher belastbaren Schweißnähten zu ermöglichen.

Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch einen Längsträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einen Querträger mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung betrifft einerseits einen Längsträger für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges,
wobei in einem, bezogen auf eine Längsrichtung des Fahrwerksrahmens zentral liegenden Zentralabschnitt des Längsträgers ein kastenförmiger erster Anschlussabschnitt vorgesehen ist,
wobei der erste Anschlussabschnitt hierzu eine Öffnung mit einer abschnittsweise geraden ersten Umlaufkante zum Anschluss eines Querträgers des Fahrwerksrahmens aufweist und wobei die Öffnung den ersten Anschlussabschnitt normal zur Längsrichtung in einer Querrichtung des Fahrwerksrahmens öffnet.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste Umlaufkante als vier geradlinig verlaufende erste Anschlusskanten ausgebildet ist, welche Anschlusskanten durch erste Ausnehmungen voneinander getrennt sind. Die Umlaufkante setzt sich bei einem erfindungsgemäßen Längsträger aus jenen Kanten zusammen, die in Querrichtung gesehen die äußere Begrenzung des ersten Anschlussabschnitts bilden, in anderen Worten handelt es sich um jene Kanten, welche in derjenigen Normalebene auf die Querrichtung liegen, welche Normalebene die maximale Ausdehnung des ersten Anschlussabschnitts in Querrichtung begrenzt. Durch eine Unterteilung der Umlaufkante in vier Anschlusskanten sind hochwertige Schweißnähte zwischen dem erfindungsgemäßen Längsträger und einem beliebigen Querträger herstellbar. Die ersten Ausnehmungen, welche vorzugsweise an den Ecken des kastenförmigen ersten Anschlussabschnitts angeordnet sind, verhindern ein Aneinanderstoßen zweier erster Anschlusskanten, da sich bei einer Verschweißung in diesem Bereich, also beim Aneinanderstoßen zweier Schweißnähte, Spannungsspitzen ausbilden würden. Diese Spannungsspitzen werden durch die Ausnehmungen in den Eckbereichen vermieden, so dass die Schweißnähte an sich auf eine geringere Belastung ausgelegt werden müssen. Dadurch ergeben sich auch in Hinsicht auf die Schweißnahtquerschnitte, die aufgrund der geringeren Belastung reduziert werden können, die benötigte Blechstärke des Längsträgers, die aufgrund der reduzierten Schweißnahtquerschnitte ebenfalls verringert werden kann, den Richtaufwand, der infolge der reduzierten Schweißnahtlängen und Querschnitte ebenfalls verringert wird, viele positive Effekte, welche eine Reduktion des Gesamtgewichts des Fahrwerksrahmens und der Fertigungskosten nach sich ziehen.
Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass der Längsträger einen Längsträger-Obergurt und einen Längsträger-Untergurt umfasst, wobei im ersten Anschlussabschnitt zwei den Längsträger-Obergurt und den Längsträger-Untergurt verbindende Seitenelemente parallel zur Querrichtung angeordnet sind. Da der Längsträger jedenfalls den Längsträger-Obergurt und den Längsträger-Untergurt umfasst, lässt sich der erste Anschlussabschnitt einfach herstellen, wenn dieser einen Abschnitt des Längsträger-Obergurts und Längsträger-Untergurts umfasst und die Kastenform durch zwei Seitenelemente ausgebildet ist. Die Seitenelemente können dabei beispielsweise als Auswölbungen von Seitenwänden des Längsträgers ausgebildet sein, wenn auch der Längsträger ein kastenförmiges Profil aufweist. Es ist dabei auch denkbar, dass die Öffnung direkt in einer Seitenwand des Längsträgers angeordnet ist und so die Seitenelemente direkt durch die Seitenwand selbst ausgebildet sind.
Wenn am Längsträger-Obergurt eine obere erste Anschlusskante, am Längsträger-Untergurt eine untere erste Anschlusskante und an den Seitenelementen jeweils eine seitliche erste Anschlusskante ausgebildet ist, dann ist in einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ein besonders günstiger Verlauf der ersten Anschlusskanten und damit auch der Schweißnähte erreichbar, wenn die ersten Ausnehmungen an den gedachten Schnittpunkten der ersten Anschlusskanten angeordnet sind.
Um die gegenseitige Hitzeeinwirkung von zwei, an benachbarten ersten Anschlusskanten angebrachten, Schweißnähten effektiv zu verhindern, überdecken die ersten Ausnehmungen in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung zwischen 5% und 30%, bevorzugt zwischen 8% und 25%, insbesondere zwischen 10% und 20%, des Umfangs eines durch die gedachten Verlängerungen der ersten Anschlusskanten gebildeten Rechtecks. Dadurch, dass die ersten Anschlusskanten an einem kastenförmigen ersten Anschlussabschnitt angeordnet sind, sind die ersten Anschlusskanten am Umfang eines Rechtecks angeordnet. Dieses Rechteck entspricht also jenem Rechteck, welches durch die gedachten Verlängerungen der ersten Anschlusskanten, in der Normalebene auf die Querrichtung, entsteht. Durch die Überdeckung des Rechtecks durch die ersten Ausnehmungen, welche Überdeckung sich in der Regel gleichmäßig auf die einzelnen ersten Ausnehmungen aufteilt, wird ein Mindestabstand zwischen den ersten Anschlusskanten sichergestellt. Es versteht sich dabei von selbst, dass die ersten Ausnehmungen sich auch in Querrichtung erstrecken, wobei die Erstreckung der ersten Ausnehmungen in Querrichtung größer ist, als der überdeckte Bereich des Rechtecks. Dabei sind in alternativen Ausführungsvarianten der Erfindung die ersten Ausnehmungen im Bereich der ersten Anschlusskanten, beispielsweise durch erste stabförmige Abschnitte zur Schweißnahtverlängerung, verengt und öffnen sich in Querrichtung gesehen hinter den ersten Anschlusskanten bis zu einer maximalen Erstreckung normal zur Querrichtung.
Kehlnähte, also Schweißnähte mit einem dreiecksförmigen Querschnitt, welche üblicher Weise an einer rechtwinkligen Kante angebracht sind, und beispielsweise gemäß dem Stand der Technik zum Anschweißen von Schottblechen verwendet werden, halten bei gleicher Menge an verwendetem Schweißmaterial einer geringeren Belastung stand als beispielsweise Stumpfnähte, also Schweißnähte, welche zwei stumpfe Enden von Blechen verbinden und bei denen der gesamte, bspw. rechteckige Querschnitt, der Schweißnaht vollquerschnittserfassend ausgebildet ist. Daher ist in einer bevorzugten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Längsträgers vorgesehen, dass die ersten Anschlusskanten derart ausgebildet sind, dass eine vollquerschnittserfassende Verbindung mit dem Querträger, vorzugsweise mittels einer Stumpfnaht, erreicht werden kann. Abgesehen von der erhöhten Tragkraft einer vollquerschnittserfassenden Verbindung, lässt sich eine solche auch einfacher nachbearbeiten, also beispielsweise blecheben abschleifen, um die Ermüdungsfestigkeit der Schweißnähte zu verbessern. Ebenfalls lassen sich derart gestaltete Verbindungen mit allen bekannten Prüfverfahren prüfen, etwa mittels Eindringprüfung (PT), Magnetpulverprüfung (MT), Ultraschallprüfung (UT) oder Durchstrahlungsprüfung (RT).
Da der Längsträger-Obergurt und der Längsträger-Untergurt durch die in den Längsträger einzuleitenden Kräfte höher belastet sind als die Seitenelemente und gleichzeitig die Nachbearbeitung der Seitenelemente oftmals einfacher ist, sieht eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung vor, dass zumindest 70%, bevorzugt zumindest 85%, der Gesamtfläche jeder der ersten Ausnehmungen auf einem der Seitenelemente liegt. Die Gesamtfläche der ersten Ausnehmung bezieht sich dabei auf jene theoretische ebene Fläche, welche die erste Ausnehmung ausbildet, die zu sehen wäre, wenn das entsprechende Seitenelement um 90° in die Ebene des Längsträger-Obergurts bzw. des Längsträger-Untergurts geklappt ist, sodass das Seitenelement und Längsträger-Obergurt bzw. Längsträger-Untergurt eine gemeinsame ebene Fläche ausbilden.
Zur Reduktion der Verwinde-Steifigkeit des Längsträgers und zur weiteren Reduktion des Gewichts ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Längsträgers vorgesehen, dass der Längsträger als I-Träger ausgebildet ist und die Seitenelemente in den I-Träger eingesetzt, vorzugsweise eingeschweißt, sind. Bei den Seitenelementen handelt es sich dabei um separat gefertigte Blechteile, welche vorzugsweise den gesamten Raum des Längsträgers zwischen Längsträger-Obergurt, Längsträger-Untergurt und einem Steg überbrücken. Derart ausgebildete Seitenelemente sind dabei vorzugsweise mittels Schweißnähten mit den Elementen des Längsträgers verbunden.
Eine weitere Reduktion des Gewichts wird dabei in einer weiteren Ausführungsvariante dadurch erreicht, dass die Seitenelemente zumindest eine vom ersten Anschlussabschnitt beabstandete Seitenöffnung aufweisen.
Die Erfindung betrifft auch einen Querträger für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges, umfassend einen Querträger-Obergurt, einen Querträger-Untergurt, sowie zwei den Querträger-Obergurt und den Querträger-Untergurt verbindende Seitenwände,
wobei der Querträger bezogen auf eine Querrichtung des Fahrwerksrahmens endseitig gesehen jeweils einen zweiten kastenförmigen Anschlussabschnitt aufweist, welcher zweite Anschlussabschnitt eine abschnittsweise gerade zweite Umlaufkante zum Anschluss eines Längsträgers des Fahrwerksrahmens aufweist.
Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass die zweite Umlaufkante als vier geradlinig verlaufende zweite Anschlusskanten ausgebildet ist, welche zweiten Anschlusskanten durch zweite Ausnehmungen voneinander getrennt sind. Die Umlaufkante setzt sich bei einem erfindungsgemäßen Querträger aus jenen Kanten zusammen, die in Querrichtung gesehen die äußere Begrenzung des zweiten Anschlussabschnitts bilden, in anderen Worten handelt es sich um jene Kanten, welche in derjenigen Normalebene auf die Querrichtung liegen, welche Normalebene die maximale Ausdehnung des zweiten Anschlussabschnitts in Querrichtung begrenzt. Durch eine Unterteilung der Umlaufkante in vier Anschlusskanten sind hochwertige Schweißnähte zwischen dem erfindungsgemäßen Querträger und einem beliebigen Längsträger herstellbar. Die zweiten Ausnehmungen, welche vorzugsweise an den Ecken des kastenförmigen zweiten Anschlussabschnitts angeordnet sind, verhindern ein Aneinanderstoßen zweier zweiter Anschlusskanten, da sich bei einer Verschweißung in diesem Bereich, also beim Aneinanderstoßen zweier Schweißnähte, Spannungsspitzen ausbilden würden. Dadurch ergeben sich bei einem erfindungsgemäßen Querträger dieselben Vorteile wie bereits zuvor beim Längsträger beschrieben.
Eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Querträgers sieht vor, dass am Querträger-Obergurt eine obere zweite Anschlusskante, am Querträger-Untergurt eine untere zweite Anschlusskante und an den Seitenwänden jeweils eine seitliche zweite Anschlusskante ausgebildet ist, wobei die zweiten Ausnehmungen an den gedachten Schnittpunkten der zweiten Anschlusskanten angeordnet sind. Dadurch ist ein besonders günstiger und einfach herstellbarer Verlauf der zweiten Anschlusskanten und damit auch der Schweißnähte erreichbar.
Um die gegenseitige Hitzeeinwirkung von zwei an benachbarten zweiten Anschlusskanten angebrachten Schweißnähten effektiv zu verhindern, überdecken die zweiten Ausnehmungen in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung zwischen 5% und 30%, bevorzugt zwischen 8% und 25%, insbesondere zwischen 10% und 20%, des Umfangs eines durch die gedachten Verlängerungen der zweiten Anschlusskanten gebildeten Rechtecks. Dadurch, dass die zweiten Anschlusskanten an einem kastenförmigen zweiten Anschlussabschnitt angeordnet sind, sind die zweiten Anschlusskanten am Umfang eines Rechtecks angeordnet. Dieses Rechteck entspricht also jenem Rechteck, welches durch die gedachten Verlängerungen der zweiten Anschlusskanten, in der Normalebene auf die Querrichtung, entsteht. Durch die Überdeckung des Rechtecks durch die zweiten Ausnehmungen, welche Überdeckungen sich in der Regel gleichmäßig auf die einzelnen zweiten Ausnehmungen aufteilen, wird ein Mindestabstand zwischen den zweiten Anschlusskanten sichergestellt. Es versteht sich dabei von selbst, dass die zweiten Ausnehmungen sich auch in Querrichtung erstrecken, wobei die Erstreckung der zweiten Ausnehmungen in Querrichtung größer ist als der überdeckte Bereich des Rechtecks. Dabei sind in alternativen Ausführungsvarianten der Erfindung die zweiten Ausnehmungen im Bereich der zweiten Anschlusskanten, beispielsweise durch zweite stabförmige Abschnitte zur Schweißnahtverlängerung, verengt und öffnen sich in Querrichtung gesehen hinter den zweiten Anschlusskanten bis zu einer maximalen Erstreckung normal zur Querrichtung.
Da Kehlnähte, also Schweißnähte mit einem dreiecksförmigen Querschnitt, in der Regel die zuvor bereits erörterten Nachteile aufweisen, ist in einer bevorzugten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Querträgers vorgesehen, dass die zweiten Anschlusskanten derart ausgebildet sind, dass eine vollquerschnittserfassende Verbindung mit dem Längsträger, vorzugsweise mittels einer Stumpfnaht, erreicht werden kann. Abgesehen von der erhöhten Tragkraft einer vollquerschnittserfassenden Verbindung, lässt sich eine solche auch einfacher nachbearbeiten, also beispielsweise blecheben abschleifen, um die Ermüdungsfestigkeit der Schweißnähte zu verbessern. Ebenfalls lassen sich derart gestaltete Verbindungen mit allen bekannten Prüfverfahren prüfen.
Aufgrund der einfacheren Nachbearbeitung der zweiten Anschlussabschnitte des Querträgers, verglichen mit der des Längsträgers, ist eine etwa gleichmäßige Aufteilung der Ausnehmung auf zwei aneinandergrenzende Elemente des Querträgers, also bspw. Querträger-Obergurt und Seitenwand, möglich. Daher ist in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Querträgers vorgesehen, dass zwischen 35% und 60% der Gesamtfläche jeder der zweiten Ausnehmungen auf einer der Seitenwände liegt und der Rest der Gesamtfläche auf dem jeweiligen Querträger-Obergurt oder Querträger-Untergurt. Die Gesamtfläche der zweiten Ausnehmung bezieht sich dabei auf jene ebene die zweite Ausnehmung ausbildende Fläche, die zu sehen wäre, wenn die entsprechende Seitenwand um 90° in die Ebene des Querträger-Obergurts bzw. des Querträger-Untergurts geklappt ist, sodass Seitenwand und Querträger-Obergurt bzw. Querträger-Untergurt eine gemeinsame ebene Fläche ausbilden.
Um die Verwinde-Steifigkeit des Querträgers und damit die Verwinde-Steifigkeit des gesamten Fahrwerksrahmens zu reduzieren, ist in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass der Querträger als Biegeteil ausgebildet ist, wobei zwischen den Seitenwänden und dem Querträger-Obergurt sowie zwischen den Seitenwänden und dem Querträger-Untergurt jeweils ein Biegebereich ausgebildet ist. Biegeteile werden in einem Biegeverfahren, auch als Abkantverfahren bekannt, hergestellt, indem sich durch Einleiten eines Biegemoments in einen ebenen Rohkörper, der sogenannten Abwicklung oder Blechabwicklung, der Rohkörper plastisch verformt und so in eine zwei- bzw. dreidimensionale Form gebracht wird. Geeignete Herstellungsverfahren sind beispielsweise das Gesenkbiegen oder das Schwenkbiegen. Jene Bereiche, die plastisch verformt sind, werden als Biegebereiche bezeichnet und zeichnen sich durch einen homogenen und günstigen Spannungsverlauf aus.
Der als Biegeteil ausgebildete Querträger, wobei sich das Biegeteil auch aus mehreren gebogenen Teilstücken zusammen setzen kann, weist daher einen besonders günstigen Spannungsverlauf auf, da statt der Kante zwischen Querträger-Obergurt und Seitenwand, welche nach dem Stand der Technik mittels Schweißnaht verbunden ist, der Biegebereich den Querträger-Obergurt und die erste Seitenwand verbindet. Analoges gilt dementsprechend auch für die Verbindung von Querträger-Obergurt und zweiter Seitenwand, bzw. Querträger-Untergurt und erster sowie zweiter Seitenwand. Die Biegebereiche beziehen sich auf die jeweiligen plastisch verformten, vorzugsweise gekrümmten, Bereiche des Querträgers. Durch den günstigen Spannungsverlauf kann einerseits die Stärke des Blechs, aus dem der Querträger gefertigt ist, reduziert werden und andererseits sind keine Kehlnähte zur Verbindung mehr nötig, so dass im Vergleich zum Stand der Technik sowohl Gewicht eingespart wird als auch die Verwinde-Steifigkeit gesenkt wird.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass der Querträger zumindest am Querträger-Obergurt und am Querträger-Untergurt eine Gurtöffnung aufweist, wobei zumindest eine der Gurtöffnungen zumindest 50% der Fläche des Querträger-Obergurts bzw. des Querträger-Untergurts einnimmt. Durch die relativ große Gurtöffnung wird die Verwinde-Steifigkeit des Querträgers noch weiter gesenkt, um eine stark verbesserte Entgleisungssicherheit des Schienenfahrzeuges zu erreichen.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch gelöst, durch einen Fahrwerksrahmen für ein Schienenfahrzeug, mit zwei erfindungsgemäßen Längsträgern und einem die beiden Längsträger verbindenden erfindungsgemäßen Querträger, wobei jeder der zweiten Anschlussabschnitte des Querträgers mit einem ersten Anschlussabschnitt eines Längsträgers verbunden ist. In einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Fahrwerksrahmens ist daher vorgesehen, dass die ersten Anschlusskanten der Längsträger mit den jeweiligen zweiten Anschlusskanten des Querträgers mittels einer Schweißnaht verbunden sind. Durch die zuvor im Detail beschriebene Gestaltung der Anschlusskanten ergeben sich bei der Kombination eines erfindungsgemäßen Querträgers mit zwei erfindungsgemäßen Längsträgern, eine Reihe vorteilhafter Effekte:
Die geradlinig verlaufenden Anschlusskanten und die dazwischen angeordneten Ausnehmungen erlauben eine Verbindung der ersten Anschlussabschnitte an die zweiten Anschlussabschnitte mit Schweißnähten, welche ausschließlich geradlinig verlaufen und einander nicht durch Hitzeeinwirkung negativ beeinflussen.
Durch die Ausbildung der Schweißnähte als vollquerschnittserfassende Verbindungen, vorzugsweise als Stumpfnähte, können sowohl Schweißnahtquerschnitt als auch Schweißnahtlänge, sowie die Blechstärke des Querträgers und zumindest des ersten Anschlussabschnitts des Längsträgers reduziert werden.
Sind die Längsträger als I-Träger ausgebildet und ist der Querträger als Biegeteil ausgebildet, so ergibt sich ein Fahrwerksrahmen mit geringer Verwinde-Steifigkeit und damit hoher Entgleisungssicherheit.
Ist im Querträger-Obergurt oder im Querträger-Untergurt eine Gurtöffnung vorgesehen, die zumindest 50% der Fläche des Querträger-Obergurts bzw. des Querträger-Untergurts einnimmt, so kann diese Gurtöffnung als Zugangsöffnung für Bearbeitungsverfahren genutzt werden. So können die Schweißnähte zwischen den Anschlusskanten gegengeschweißt und beidseitig nachbehandelt, beispielsweise geschliffen, werden. Somit wird einerseits die Problematik der Korrosion gelöst, sodass die Gurtöffnungen nicht geschlossen werden müssen. Andererseits ist durch die Nachbehandlung und Gegenschweißung der Schweißnähte die Ermüdungsfestigkeit stark erhöht. Zusätzlich ist auch eine Reparatur der Schweißnähte am Fahrwerksrahmen möglich bzw. mit wesentlich geringerem Aufwand verbunden, als bei gattungsgemäßen Fahrwerksrahmen.

Kurzbeschreibung der Figuren

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Figuren Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Die Figuren sind als beispielhaft zu verstehen und sollen den Erfindungscharakter zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben. Es zeigen:

Fig. 1: eine axonometrische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrwerksrahmens;
Fig. 2: eine Detailansicht der Verbindung zwischen Längsträger und Querträger;
Fig. 3: eine axonometrische Ansicht eines Querträgers.

Ausführung der Erfindung

Figur 1 zeigt eine dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Fahrwerksrahmens für ein Schienenfahrzeug. Dieser umfasst dabei zwei Längsträger 1, welche parallel zu einer Längsrichtung 11 ausgerichtet sind, sowie einen die beiden Längsträger 1 verbindenden Querträger 18, welcher parallel zu einer normal auf die Längsrichtung 11 stehenden Querrichtung 12 ausgerichtet ist. Die Längsrichtung 11 entspricht dabei der Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges im Betriebszustand.
Die Längsträger 1 sind dabei als I-Träger ausgebildet und weisen damit einen Längsträger-Obergurt 2, einen Längsträger-Untergurt 3 und einen die beiden symmetrisch verbindenden Steg 4 (siehe Fig. 2) auf. Eine gekröpfte Form des Längsträgers 1 ist dadurch gegeben, dass dieser einen Zentralabschnitt 7 und, jeweils in Längsrichtung 11 vor und hinter dem Zentralabschnitt 7, einen zum Zentralabschnitt 7 parallelen Endabschnitt 9 aufweist, welche Abschnitte 7,9 durch einen schräg verlaufenden Übergangsabschnitt 8 verbunden sind. Im Zentralabschnitt 7 des Längsträgers 1 verlaufen dabei der Längsträger-Obergurt 2 und der Längsträger-Untergurt 3 parallel zueinander. Die Verbindung zwischen dem Querträger 18 und dem Längsträger 1 erfolgt auf Seiten des Längsträgers 1 über einen im Zentralabschnitt 7 angeordneten ersten kastenförmigen Anschlussabschnitt 13. Der erste Anschlussabschnitt 13 wird dabei von Längsträger-Obergurt 2, Längsträger-Untergurt 3, sowie zwei Seitenelementen 5 gebildet und öffnet sich in Querrichtung 12 zum Querträger 18 hin.
Zur Verbindung des Fahrwerksrahmens mit einer Radsatzführung weist jeder Längsträger 1 zwei Radsatzführungsbuchsen 29 auf, welche einen kreisrunden Querschnitt aufweisen und zur Aufnahme eines Bolzens der Radsatzführung dienen. Die Längsachsen der Radsatzführungsbuchsen 29 sind dabei parallel zur Querrichtung 12 ausgerichtet.
Der Querträger 18 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als ein einstückiges kastenförmiges Biegeteil ausgebildet, welches in Querrichtung 12 gesehen jeweils endseitig einen zweiten kastenförmigen Anschlussabschnitt 24 ausbildet. Die zweiten Anschlussabschnitte 24 des Querträgers 18 sind dabei jeweils über Schweißnähte, insbesondere Stumpfnähte, mit dem jeweiligen ersten Anschlussabschnitt 13 eines Längsträgers 1 verbunden.
In Figur 2 ist eine vergrößerte Detaildarstellung des ersten Anschlussabschnitts 13 dargestellt, wobei auch ein Teil des zweiten Anschlussabschnitts 24 des Querträgers 18 zu sehen ist. Der Übersicht halber sind in dieser Figur jedoch nur die relevanten Teile des ersten Anschlussabschnitts 13 gekennzeichnet, für den zweiten Anschlussabschnitt 24 sei auf Figur 3 verwiesen. Deutlich zu erkennen ist dabei, dass die Seitenelemente 5 im Wesentlichen parallel zur Querrichtung 12 ausgerichtet sind und mit dem Längsträger-Obergurt 2, Längsträger-Untergurt 3 und den Steg 4 mittels nicht dargestellter Schweißnähte verbunden sind. Die Seitenelemente 5 weisen dabei im Bereich des Stegs 4 eine vom Steg beabstandete Seitenöffnung 6 auf, welche die Form eines Dreiecks mit abgerundeten Kanten aufweist, wobei die längste Kante des Dreiecks parallel zum Steg 4 verläuft. Eine Öffnung 10 des ersten Anschlussabschnittes 13, welche durch Längsträger-Obergurt 2, Längsträger-Untergurt 3 und die Seitenelemente 5 gebildet ist, öffnet dabei den ersten Anschlussabschnitt 13 in Querrichtung 12.
Eine Umlaufkante des ersten Anschlussabschnitts 13, also jene Kante, welche in einer Normalebene der Querrichtung 12 liegt und den Querträger 18 kontaktiert, setzt sich aus vier ersten Anschlusskanten 14,15,16 zusammen: Eine obere erste Anschlusskante 14, welche vom Längsträger-Obergurt 2 ausgebildet ist, eine untere erste Anschlusskante 15, welche vom Längsträger-Untergurt 3 ausgebildet ist, sowie zwei seitliche erste Anschlusskanten 16, welche von jeweils einem der Seitenelemente 5 ausgebildet ist. Die ersten Anschlusskanten 14,15,16 sind dabei durch erste Ausnehmungen 17 voneinander getrennt, sodass die ersten Anschlusskanten 14,15,16 ausschließlich geradlinig verlaufen und einander nicht berühren. Angeordnet sind die ersten Ausnehmungen 17 an den gedachten Schnittpunkten der Verlängerungen der ersten Anschlusskanten 14,15,16, also in anderen Worten an den Ecken eines gedachten Rechtecks, auf welchem die ersten Anschlusskanten 14,15,16 liegen.
Bezogen auf den Umfang des gedachten Rechtecks, überdecken die ersten Ausnehmungen 17 dabei etwa 17,5% des Umfangs. Die ersten Ausnehmungen 17 erstrecken sich auch in Querrichtung 12, wobei sich dabei in den Seitenelementen 5 eine im Wesentlichen U-förmige Form ergibt, die etwa 80% der gesamten Fläche der ersten Ausnehmung 17 ausmacht. Im Bereich der ersten Anschlusskanten 14,15,16, ist die Ausnehmung 17 verengt, da die Seitenelemente 5 zur Verlängerung der ersten seitlichen Anschlusskante 16 bzw. der daran angebrachten Schweißnaht, erste stabförmige Abschnitte 30 aufweisen, die in Richtung des Längsträger-Obergurts 2 bzw. des Längsträger-Untergurts 3 bzw. parallel zu einer Höhenrichtung, normal zu Längsrichtung 11 und Querrichtung 12, ausgerichtet sind. In Querrichtung 12 gesehen hinter den ersten stabförmigen Abschnitten 30 ist die erste Ausnehmung 17 in Höhenrichtung vergrößert, so dass die ersten stabförmige Abschnitte 30 durch eine Hinterschneidung der ersten seitlichen Anschlusskante 16 entstehen. Analog dazu ist es natürlich auch denkbar, dass die obere erste Anschlusskante 14 oder die untere erste Anschlusskante 15 ebenfalls einen weiteren ersten stabförmigen Abschnitt zur Verlängerung der Schweißnähte ausbilden, die parallel zur Längsrichtung 11 ausgerichtet sind.
Figur 3 zeigt einen Querträger 18 mit kastenförmigem Profil, wobei der Querschnitt normal auf die Querrichtung 12 steht. Der Querträger umfasst einen Querträger-Obergurt 19, welcher im Einbauzustand einem Wagenkasten eines Schienenfahrzeuges zugewandt ist, einen Querträger-Untergurt 20, welcher im Einbauzustand den Schienen zugewandt ist, sowie zwei Seitenwände 21, die die linke und rechte Seite des Querträgers ausbilden. In Querrichtung 12 gesehen weist der Querträger 18 an jedem Ende, also am vorderen und hinteren Ende, einen zweiten Anschlussabschnitt 24 auf. Diese zweiten Anschlussabschnitte 24 dienen zur Anbindung des Querträgers 18 an jeweils einen Längsträger 1. Dabei handelt es sich bei den zweiten Anschlussabschnitten 24 im vorliegenden Beispiel um die offenen Enden des kastenförmigen Querträgers 18.
Um einen günstigen Spannungsverlauf im Querträger zu erreichen, ist der Querträger 18 als Biegeteil, im vorliegenden Fall als einstückiges Biegeteil, ausgebildet. Durch ein entsprechendes Herstellungsverfahren, beispielsweise Abkanten, Schwenkbiegen oder Gesenkbiegen, wird das kastenförmige Profil des Querträgers 18 aus einer ebenen Abwicklung hergestellt, indem mittels eines eingeleiteten Biegemoments die Abwicklung lokal plastisch verformt wird, sodass sich aus der im Wesentlichen zweidimensionalen Abwicklung eine dreidimensionale Form ausbildet. Durch ein solches Herstellungsverfahren ergibt sich folgender positiver Effekt: Da es sich bei dem Biegeteil um ein einziges Teil handelt, welches sowohl Querträger-Obergurt 19, Querträger-Untergurt 20 als auch die Seitenwände 21 ausbildet, ist nur mehr eine einzige Verbindungschweißnaht nötig, um das Kastenprofil herzustellen. Diese Verbindungsschweißnaht ist dabei vorzugsweise außerhalb der Biegebereiche 22 angeordnet, beispielsweise verläuft sie parallel zur Querrichtung 12 in der Mitte des Querträger-Untergurts 20.
Der genaue Aufbau sei nun am Beispiel des Querträger-Obergurts 19 näher erläutert: Am Übergang zwischen dem Querträger-Obergurt 19 und der rechten Seitenwand 21 bildet sich ein Biegebereich 22 in jenem Bereich aus, welcher beim Herstellungsverfahren plastisch verformt wurde. Der Biegebereich 22 stellt dabei einen gekrümmten Bereich dar, welcher im vorliegenden Beispiel als Übergangsradius mit einem Biegeradius ausgebildet ist. Dabei handelt es sich bei dem Biegeradius um einen Kreisradius, wobei in alternativen Ausführungsvarianten auch Kurven mit unterschiedlicher Krümmung, beispielsweise Ellipsen, denkbar sind. Gleichermaßen ist auch zwischen dem Querträger-Obergurt 19 und der linken Seitenwand 21 ein Biegebereich 22 ausgebildet. Völlig analog ist auch am Übergang zwischen Seitenwänden 21 und dem Querträger-Untergurt 20 Biegebereiche 22 in gleicher Form ausgebildet, so dass der Querschnitt des Querträgers normal zur Querrichtung 12 die Form eines Rechtecks mit abgerundeten Ecken aufweist.
Eine Umlaufkante des zweiten Anschlussabschnitts 24, also jene Kante, welche in einer Normalebene der Querrichtung 12 liegt und den Längsträger 1 kontaktiert, setzt sich aus vier zweiten Anschlusskanten 25,26,27 zusammen: Eine obere zweite Anschlusskante 25, welche vom Querträger-Obergurt 19 ausgebildet ist, eine untere zweite Anschlusskante 26, welche vom Querträger-Untergurt 20 ausgebildet ist, sowie zwei seitliche zweite Anschlusskanten 27, welche von jeweils einer der Seitenwände 21 ausgebildet ist. Die zweiten Anschlusskanten 25,26,27 sind dabei durch zweite Ausnehmungen 28 voneinander getrennt, sodass die zweiten Anschlusskanten 25,26,27, wie auch die ersten Anschlusskanten 14,15,16, ausschließlich geradlinig verlaufen und einander nicht berühren. Angeordnet sind die zweiten Ausnehmungen 28 an den gedachten Schnittpunkten der Verlängerungen der zweiten Anschlusskanten 25,26,27, also in anderen Worten an den Ecken eines gedachten Rechtecks, auf welchem die zweiten Anschlusskanten 25,26,27 liegen.
Bezogen auf den Umfang des gedachten Rechtecks, überdecken die zweiten Ausnehmungen 28 dabei etwa 17,5% des Umfangs. Die zweiten Ausnehmungen 28 erstrecken sich auch in Querrichtung 12, ausgehend von den zweiten Anschlusskanten 25,26,27 in Richtung des Zentrums des Querträgers 18. Betrachtet man nun einen theoretischen Zustand, in dem Querträger-Obergurt 19 und die Seitenwände 21 eine ebene Fläche ausbilden, also jenen theoretischen Zustand in dem die Seitenwände 21 in Richtung des Querträger-Obergurts 19 um 90° aufgeklappt sind, so sind die obere zweite Anschlusskante 25 und die seitlichen zweiten Anschlusskanten 27 entlang einer zur Querrichtung 12 parallelen Breitenrichtung ausgerichtet. In diesem theoretischen Zustand, bilden die zweiten Ausnehmungen 28 eine halbkreisförmige Form aus, welche sich in Breitenrichtung zumindest über den Biegenbereich 22 erstreckt. Die zweiten Ausnehmungen 28 sind dabei etwa zu gleichen Teilen auf Querträger-Obergurt 19 bzw. Querträger-Untergurt 20 und die jeweilige Seitenwand 21 aufgeteilt. Da die zweiten Ausnehmungen 28 im Bereich der zweiten Anschlusskanten 25,26,27 verengt sind, bilden sich so zweite stabförmige Abschnitte 31 aus, welche als Verlängerung der zweiten Anschlusskanten 25,26,27 bzw. der daran angebrachten Schweißnähte dienen. Die zweiten stabförmigen Abschnitte 31 bilden dabei eine Innenkante des halbkreisförmigen Bereichs der zweiten Ausnehmungen 28 aus. Analoges gilt natürlich auch für einen zweiten theoretischen Zustand in dem die Seitenwände 21 in die andere Richtung geklappt sind und mit dem Querträger-Untergurt 20 eine gemeinsame ebene Fläche ausbilden.
Betrachtet man nun im Hinblick auf die ersten und zweiten Ausnehmungen 17,28 nochmals Figur 2, so wird deutlich, dass die ersten und zweiten Ausnehmungen 17,28 eine gemeinsame Ausnehmung bilden, deren Kanten ineinander übergehen, wobei die ersten und zweiten stabförmigen Abschnitte 30,31 in die gemeinsame Ausnehmung hinein ragen.
In Figur 3 ist ebenfalls zu erkennen, dass der Querträger-Obergurt 19 eine Gurtöffnung 23 aufweist, welche eine im Wesentlichen rechteckige Form hat, wobei Rundungen und Einschnürungen in der Form vorgesehen sind. Die Gurtöffnung 23 ist sowohl in Längsrichtung 11 als auch in Querrichtung 12 symmetrisch zum Querträger-Obergurt 19 ausgerichtet und nimmt dabei etwa 30% der Fläche des Querträger-Obergurts 19 ein. Auch der Querträger-Untergurt 20 weist eine Gurtöffnung 23 auf, die sowohl in Längsrichtung 11 als auch in Querrichtung 12 symmetrisch zum Querträger-Untergurt 20 ausgerichtet ist. Jedoch ist diese Gurtöffnung 23 ellipsenförmig ausgebildet und nimmt etwa 75% der Fläche des Querträger-Untergurts 20 ein, sodass der Querträger-Untergurt 20 eine geringere Schubsteifigkeit und Verwinde-Steifigkeit als der Querträger-Obergurt 19 aufweist. Auf den Seitenwänden 21 sind ebenfalls jeweils vier weitere Gurtöffnungen 32 angeordnet.
Insbesondere die Gurtöffnung 23 des Querträger-Untergurts 20 dient dabei als Zugangsöffnung zur Bearbeitung, da durch diese die Schweißnähte, welche die ersten Anschlusskanten 14,15,16 und die zweiten Anschlusskanten 25,26,27, vorzugsweise mittels vollquerschnitterfassender Stumpfnähte, miteinander verbinden sowohl beidseitig gegengeschweißt als auch entsprechend nachbearbeitet, etwa auf beiden Seiten der Schweißnaht blecheben abgeschliffen, werden können.

Bezugszeichenliste:

1: Längsträger
2: Längsträger-Obergurt
3: Längsträger-Untergurt
4: Steg
5: Seitenelemente
6: Seitenöffnung
7: Zentralabschnitt
8: Übergangsabschnitt
9: Endabschnitt
10: Öffnung
11: Längsrichtung
12: Querrichtung
13: erster Anschlussabschnitt
14: obere erste Anschlusskante
15: untere erste Anschlusskante
16: seitliche erste Anschlusskante
17: erste Ausnehmung
18: Querträger
19: Querträger-Obergurt
20: Querträger-Untergurt
21: Seitenwand
22: Biegebereich
23: Gurtöffnung
24: zweiter Anschlussabschnitt
25: obere zweite Anschlusskante
26: untere zweite Anschlusskante
27: seitliche zweite Anschlusskante
28: zweite Ausnehmung
29: Radsatzführungsbuchse
30: erste stabförmige Abschnitte
31: zweite stabförmige Abschnitte
32: weitere Gurtöffnung

Claims

Längsträger (1) für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges,
wobei in einem, bezogen auf eine Längsrichtung (11) des Fahrwerksrahmens zentral liegenden Zentralabschnitt (7) des Längsträgers (1) ein kastenförmiger erster Anschlussabschnitt (13) vorgesehen ist,
wobei der erste Anschlussabschnitt (13) hierzu eine Öffnung (10) mit einer abschnittsweise geraden ersten Umlaufkante zum Anschluss eines Querträgers (18) des Fahrwerksrahmens aufweist und
wobei die Öffnung (10) den ersten Anschlussabschnitt (13) normal zur Längsrichtung (11) in einer Querrichtung (12) des Fahrwerksrahmens öffnet,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Umlaufkante als vier geradlinig verlaufende erste Anschlusskanten (14,15,16) ausgebildet ist, welche Anschlusskanten (14,15,16) durch erste Ausnehmungen (17) voneinander getrennt sind.
Längsträger (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (1) einen Längsträger-Obergurt (2) und einen Längsträger-Untergurt (3) umfasst, wobei im ersten Anschlussabschnitt (13) zwei den Längsträger-Obergurt (2) und den Längsträger-Untergurt (3) verbindende Seitenelemente (5) parallel zur Querrichtung (12) angeordnet sind.
Längsträger (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Längsträger-Obergurt (2) eine obere erste Anschlusskante (14), am Längsträger-Untergurt (3) eine untere erste Anschlusskante (15) und an den Seitenelementen (5) jeweils eine seitliche erste Anschlusskante (13) ausgebildet ist, wobei die ersten Ausnehmungen (17) an den gedachten Schnittpunkten der ersten Anschlusskanten (14,15,16) angeordnet sind.
Längsträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Ausnehmungen (17) zwischen 5% und 30%, bevorzugt zwischen 8% und 25%, insbesondere zwischen 10% und 20%, des Umfangs eines durch die gedachten Verlängerungen der ersten Anschlusskanten (14,15,16) gebildeten Rechtecks überdecken.
Längsträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Anschlusskanten (14,15,16) derart ausgebildet sind, dass eine vollquerschnittserfassende Verbindung mit dem Querträger, vorzugsweise mittels einer Stumpfnaht, erreicht werden kann.
Längsträger (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest 70%, bevorzugt zumindest 85%, der Gesamtfläche jeder der ersten Ausnehmungen (17) auf einem der Seitenelemente (5) liegt.
Längsträger (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Längsträger (1) als I-Träger ausgebildet ist und die Seitenelemente (5) in den I-Träger eingesetzt, vorzugsweise eingeschweißt, sind.
Längsträger (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenelemente (5) zumindest eine vom ersten Anschlussabschnitt (13) beabstandete Seitenöffnung (6) aufweisen.
Querträger (18) für einen Fahrwerksrahmen eines Schienenfahrzeuges, umfassend einen Querträger-Obergurt (19), einen Querträger-Untergurt (20), sowie zwei den Querträger-Obergurt (19) und den Querträger-Untergurt (20) verbindende Seitenwände (21),
wobei der Querträger (18) bezogen auf eine Querrichtung (12) des Fahrwerksrahmens endseitig gesehen jeweils einen zweiten kastenförmigen Anschlussabschnitt (24) aufweist, welcher zweite Anschlussabschnitt (24) eine abschnittsweise gerade zweite Umlaufkante zum Anschluss eines Längsträgers (1) des Fahrwerksrahmens aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die zweite Umlaufkante als vier geradlinig verlaufende zweite Anschlusskanten (25,26,27) ausgebildet ist, welche zweiten Anschlusskanten (25,26,27) durch zweite Ausnehmungen (28) voneinander getrennt sind.
Querträger (18) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Querträger-Obergurt (19) eine obere zweite Anschlusskante (25), am Querträger-Untergurt (20) eine untere zweite Anschlusskante (26) und an den Seitenwänden (21) jeweils eine seitliche zweite Anschlusskante (27) ausgebildet ist, wobei die zweiten Ausnehmungen (28) an den gedachten Schnittpunkten der zweiten Anschlusskanten (25,26,27) angeordnet sind.
Querträger (18) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Ausnehmungen (28) zwischen 5% und 30%, bevorzugt zwischen 8% und 25%, insbesondere zwischen 10% und 20%, des Umfangs eines durch die gedachten Verlängerungen der zweiten Anschlusskanten (25,26,27) gebildeten Rechtecks überdecken.
Querträger (18) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Anschlusskanten (25,26,27) derart ausgebildet sind, dass eine vollquerschnittserfassende Verbindung mit dem Längsträger (1), vorzugsweise mittels einer Stumpfnaht, erreicht werden kann.
Querträger (18) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 35% und 60% der Gesamtfläche jeder der zweiten Ausnehmungen (28) auf einer der Seitenwände (21) liegt und der Rest der Gesamtfläche auf dem jeweiligen Querträger-Obergurt (19) oder Querträger-Untergurt (20).
Querträger (18) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (18) als Biegeteil ausgebildet ist, wobei zwischen den Seitenwänden (21) und dem Querträger-Obergurt (19) sowie zwischen den Seitenwänden (21) und dem Querträger-Untergurt (20) jeweils ein Biegebereich (22) ausgebildet ist.
Querträger (18) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (18) zumindest am Querträger-Obergurt (19) und am Querträger-Untergurt (20) eine Gurtöffnung (23) aufweist, wobei zumindest eine der Gurtöffnungen (23) zumindest 50% der Fläche des Querträger-Obergurts (19) bzw. des Querträger-Untergurts (20) einnimmt.
Fahrwerksrahmen für ein Schienenfahrzeug, mit zwei Längsträgern (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem die beiden Längsträger (1) verbindenden Querträger (18) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei jeder der zweiten Anschlussabschnitte (24) des Querträgers (18) mit einem ersten Anschlussabschnitt (13) eines Längsträgers (1) verbunden ist.
Fahrwerksrahmen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Anschlusskanten (14,15,16) der Längsträger (1) mit den jeweiligen zweiten Anschlusskanten (25,26,27) des Querträgers (18) mittels einer Schweißnaht verbunden sind.
Fahrwerksrahmen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnähte als eine vollquerschnittserfassende Verbindung, vorzugsweise als Stumpfnähte ausgeführt sind.