WO2011038751A1 - Langträger für schienenfahrzeuge - Google Patents

Langträger für schienenfahrzeuge Download PDF

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side wall
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Robert Nedelik
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Siemens Ag Österreich
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    • B61D17/04—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures
    • B61D17/043—Construction details of vehicle bodies with bodies of metal; with composite, e.g. metal and wood body structures connections between superstructure sub-units
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    • B61D17/08—Sides
    • 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
    • B61F1/08—Details

Definitions

  • the invention relates to a long beam for
  • Rail vehicles especially passenger vehicles, are nowadays mostly produced as self-supporting metal structures. This is a vehicle box from a
  • Base frame side walls, end walls and a roof built.
  • the ends of the undercarriage are reinforced to the clutch pressure and tensile forces
  • the underframe is often used as a frame construction
  • the invention is therefore based on the object, a
  • a longitudinal beam for rail vehicles is constructed, which is divided in the longitudinal direction in a first and a second sub-carrier, wherein in each case a sub-carrier on a sub-carrier
  • the two sub-carriers are designed in such a way that they can be assembled into a longitudinal beam and can be connected to one another by means of welded joints, wherein the two sub-carriers together result in a longitudinal beam with a closed profile.
  • Rail vehicles in particular subframe and side walls, or side walls and roof) by means of rectilinear and in
  • a long beam according to the invention can thereby be made of metal with a smaller wall thickness, whereby
  • FIG.l Schematic diagram of a long carrier for rail vehicles.
  • Fig.2 Long beams for rail vehicles, junction base frame - side wall, section between cross members.
  • Fig.3 Long beams for rail vehicles, junction base frame - side wall, cut at cross member.
  • Fig.l shows an example and schematically a schematic diagram of a long beam for rail vehicles. It is the highly abstracted design principle of a longitudinally split
  • Long carrier shown in the form of a section transverse to the longitudinal direction.
  • the long beam is in the longitudinal direction in one first sub-carrier 1 and in a second sub-carrier second
  • the first sub-carrier 1 is a first
  • Assembly A (for example, a side wall) connected.
  • the second sub-carrier 2 is connected to a second assembly B
  • the first sub-carrier 1 comprises welding surfaces 8, which for connection to the second sub-carrier 2
  • the second sub-carrier 2 comprises
  • Part carrier 1 are formed. During the joining process, in which the first assembly A with the second assembly B
  • welding surfaces 9 of the second sub-carrier 2 made and the sub-carrier 1 and 2 and thus also the assemblies A and B connected. These welds extend in the longitudinal direction of the long beam (or the rail vehicle) and can be in practical versions of the longitudinal member automatically
  • the sub-carriers 1 and 2 form in
  • FIG. 2 shows by way of example and schematically a longitudinal beam for rail vehicles at the junction underframe - side wall, cut transversely to the longitudinal direction, between
  • Crossbeams It is shown a first sub-carrier 1, which is connected to a side wall pillar 3.
  • the first sub-carrier 1 forms together with a plurality
  • a second sub-carrier 2 is connected to a cross member 4.
  • the second sub-carrier 2 together with a plurality of cross members 4 and further, not shown here components, a base of a Rail vehicle. Both sub-carriers 1 and 2 form in
  • FIG. 3 shows by way of example and schematically a longitudinal beam for rail vehicles at the junction underframe - side wall, cut at cross member. It is the long beam shown in Figure 2; the section through the carrier is at the point where it is penetrated by a cross member 4. The inner weld 7 is at this
  • This inner weld 7 ' causes a significant improvement in the stability of the long beam.
  • the inner weld 7 ' is as well as the inner weld 7 straight and easily accessible, whereby an automatic production of these welds 7, 7' can take place.
  • the welding of the two modules sidewall and base takes place in this embodiment on the inside of the
  • FIG. 4 shows an embodiment 1 of a long carrier for rail vehicles at the junction underframe - Side wall. It is an oblique view from the inside and on top of the junction between a side wall (shown are side wall pillar 3, first sub-carrier 1 and planking 5) and a base (shown are cross member 4 and a second sub-carrier 2).
  • the first sub-carrier 1 is connected to the second sub-carrier 2 by means of the inner welds 7.
  • the weld 7 ' connects the upper flange of the cross member 12 with the upper flange of the side wall pillar 13.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment 2 of a long beam for
  • FIG. 6 shows an embodiment 3 of a long carrier for
  • a side wall (shown are side wall pillar 3, planking 5 and an upper
  • End plate 11 is connected to a roof (shown is a roof rail 10).
  • An outer weld 6 connects the side wall to the roof, with a
  • FIG. 7 shows an embodiment 4 of a long carrier for rail vehicles at the junction side wall - roof. It is an oblique view of that shown in Fig.6

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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Abstract

Langträger für Schienenfahrzeuge, welche in Längsrichtung in einen ersten Teilträger (1) und einen zweiten Teilträger (2) geteilt ist, wobei der erste Teilträger (1) mit einer ersten Baugruppe (A) des Schienenfahrzeugs verbunden ist und der zweite Teilträger (2) mit einer zweiten Baugruppe (B) des Schienenfahrzeugs verbunden ist und die beiden Teilträger in zusammengefügten Zustand ein geschlossenes Profil bilden.

Description

Beschreibung
Langträger für Schienenfahrzeuge
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Langträger für
Schienenfahrzeuge .
Stand der Technik
Schienenfahrzeuge, insbesondere Passagierfahrzeuge werden heute meistens als selbsttragende Metallkonstruktionen hergestellt. Dabei wird ein Fahrzeugkasten aus einem
Untergestell, Seitenwänden, Stirnwänden und einem Dach aufgebaut. Die Enden des Untergestells werden verstärkt ausgeführt um den Kupplungsdruck- und Zugkräften
standzuhalten und um eine geeignete Krafteinleitung in die anderen Bauteile des Schienenfahrzeugs zu gewährleisten.
Das Untergestell wird häufig als Rahmenkonstruktion
ausgeführt und umfasst üblicherweise zwei außenliegende
Längsträger, mehrere diese Längsträger verbindende Querträger und ist an den Fahrzeugenden verstärkt. Diese Verstärkung erfolgt mittels sogenannter Endstücke am Fahrzeugende und Hauptquerträgern, welche auch die Lagerungen der Drehgestelle (bzw. Einzelachsen) umfassen.
Eine wirtschaftliche Herstellung von Schienenfahrzeugen bedingt einen hohen Automatisierungsgrad in der Fertigung. Insbesondere die Vielzahl an Schweißverbindungen sollten automatisiert gefertigt zu werden. So werden heute die
Untergestelle, Seitenwände und das Dach bereits auf
geeigneten Schweißmaschinen automatisiert hergestellt. Die Verbindung des Untergestells mit den Seitenwänden bzw. der Seitenwände mit dem Dach kann derzeit nur teilweise mittels automatischer Schweißung vorgenommen werden, da alle
bekannten Schweißmaschinen eine einfache Zugänglichkeit der Schweißnähte erfordern. Die Verbindungsschweißungen zwischen dem Untergestell und den Seitenwänden, bzw. zwischen den Seitenwänden und dem Dach sind im Inneren des Wagenkastens jedoch nur schwer zugänglich und müssen manuell hergestellt werden
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Langträger für Schienenfahrzeuge anzugeben, welcher die automatisierte Schweißung der Verbindungsstellen zwischen den Großkomponenten (Untergestell, Seitenwände, Dach) eines
Schienenfahrzeugs erlaubt. Die Aufgabe wird durch einen Langträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind
Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein Langträger für Schienenfahrzeuge aufgebaut, welcher in Längsrichtung im einen ersten und einen zweiten Teilträger geteilt ist, wobei jeweils ein Teilträger an einer diesem Teilträger
zugeordneten Großkomponente (Untergestell, Seitenwände, Dach) befestigt ist. Die beiden Teilträger sind in einer Weise ausgeführt, dass sie zu einem Langträger zusammengesetzt werden können und mittels Schweißverbindungen miteinander verbunden werden können, wobei die beiden Teilträger zusammen einen Langträger mit einem geschlossenen Profil ergeben. Dadurch ist der Vorteil erzielbar, Großkomponenten von
Schienenfahrzeugen (insbesonde Untergestell und Seitenwände, bzw. Seitenwände und Dach) mittels geradlinigen und im
Wesentlichen ununterbrochenen Schweißnähten verbinden zu können, wobei diese Schweißnähte gut zugänglich sind. Dabei ist der Einsatz von Schweißmaschinen möglich, was die
Herstellung von Schienenfahrzeugen beschleunigt und
preisgünstiger macht. Weiters ist es vorteilhaft, dass ein solcherart aufgebauter Längsträger mit geschlossenem Profil wesentlich steifer und stabiler ist als die gebräuchlicher Weise eingesetzen
Langträger mit U-Profil bzw. Hutprofil. Gegebenenfalls kann ein erfindungsgemäßer Langträger dadurch aus Metall mit geringerer Wandstärke ausgeführt werden, wodurch sich
Gewichtsvorteile gegenüber gebräuchlichen Langträgern
ergeben .
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die verbesserte Krafteinleitung von Kräften zwischen den
verbundenen Großkomponenten. Insbesondere ist ein Versatz in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den Querträgern und den
Seitenwandträgern, welcher sich aus den Toleranzen der
Fahrzeugfertigung ergibt, nicht mehr nachteilig, da durch die Ausformung der Schweißverbindung der Kraftfluss auch bei Längsversatz gewährleistet ist.
Wird ein erfindungsgemäßer Langträger neben der
Verbindungsstellen Untergestell - Seitenwand auch an den Verbindungsstellen Seitenwand - Dach eingesetzt, so entsteht durch diese Konstruktion ein überaus stabiler Ringspant
(gebildet aus Querträger, Seitenwandsäulen und Dachspriegel) , welcher dem Schienenfahrzeug eine besonders hohe Stabilität verleiht. Dabei ist vorgesehen, die sogenannten Obergurte der Querträger und die Obergurte der Seitenwandsäulen miteinander zu verschweißen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Es zeigen beispielhaft:
Fig.l Prinzipskizze eines Langträgers für Schienenfahrzeuge. Fig.2 Langträger für Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand, Schnitt zwischen Querträgern.
Fig.3 Langträger für Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand, Schnitt bei Querträger.
Fig.4 Ausführungsbeispiel 1 eines Langträgers für
Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand.
Fig.5 Ausführungsbeispiel 2 eines Langträgers für
Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand .
Fig.6 Ausführungsbeispiel 3 eines Langträgers für
Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Seitenwand - Dach.
Fig.7 Ausführungsbeispiel 4 eines Langträgers für
Schienenfahrzeuge, Verbindungsstelle Seitenwand - Dach.
Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch eine Prinzipskizze eines Langträgers für Schienenfahrzeuge. Es ist das stark abstrahierte Konstruktionsprinzip eines längsgeteilten
Langträgers in Form eines Schnittes quer zur Längsrichtung dargestellt. Der Langträger ist in Längsrichtung in einen ersten Teilträger 1 und in einen zweiten Teilträger 2
geteilt. Der erste Teilträger 1 ist mit einer ersten
Baugruppe A (beispielsweise eine Seitenwand) verbunden. Der zweite Teilträger 2 ist mit einer zweiten Baugruppe B
verbunden. Der erste Teilträger 1 umfasst Schweißflächen 8, welche zur Verbindung mit dem zweiten Teilträger 2
ausgebildet sind. Der zweite Teilträger 2 umfasst
Schweißflächen 9, welche zur Verbindung mit dem ersten
Teilträger 1 ausgebildet sind. Beim Fügevorgang, bei welchem die erste Baugruppe A mit der zweiten Baugruppe B
zusammengefügt wird, werden Schweißnähte zwischen den
Schweißflächen 8 des ersten Teilträgers 1 und den
Schweißflächen 9 des zweiten Teilträgers 2 angefertigt und die Teilträger 1 und 2 und somit auch die Baugruppen A und B verbunden. Diese Schweißnähte verlaufen in Längsrichtung des Langträgers (Bzw. des Schienenfahrzeugs) und können in praktischen Ausführungen des Längsträgers automatisch
angefertigt werden. Die Teilträger 1 und 2 bilden in
zusammengefügten Zustand ein geschlossenes Profil, wodurch eine hohe Steifigkeit des Langträgers erzielt wird.
Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch einen Langträger für Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand, Schnitt quer zur Längsrichtung, zwischen
Querträgern. Es ist ein erster Teilträger 1 dargestellt, welcher mit einer Seitenwandsäule 3 verbunden ist. Der erste Teilträger 1 bildet zusammen mit einer Mehrzahl an
Seitenwandsäulen 3 und der Beplankung sowie weiteren, hier nicht dargestellten Bauteilen eine Seitenwand eines
Schienenfahrzeugs. Ein zweiter Teilträger 2 ist mit einem Querträger 4 verbunden. Der zweite Teilträger 2 bildet zusammen mit einer Mehrzahl an Querträgern 4 und weiteren, hier nicht dargestellten Bauteilen ein Untergestell eines Schienenfahrzeugs. Beide Teilträger 1 und 2 bilden in
zusammengefügten Zustand ein geschlossenes Profil, welches mit einer äußeren Schweißnaht 6 und einer inneren Schweißnaht 7 verbunden wird. Beide Schweißnähte 6 und 7 weisen einen geradlinigen Verlauf auf und sind besonders gut zugänglich, sodass eine automatisierte Anfertigung der Schweißnähte 6 und 7 erfolgen kann. Die äußere Schweißnaht 6 kann über die gesamte Länge des Schienenfahrzeugs ununterbrochen ausgeführt werden .
Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch einen Langträger für Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand, Schnitt bei Querträger. Es ist der Langträger aus Fig.2 dargestellt; der Schnitt durch den Träger liegt an der Stelle, an der dieser von einem Querträger 4 durchdrungen wird. Die innere Schweißnaht 7 ist an dieser
Durchdringungsstelle unterbrochen und es ist eine innere Schweißnaht 7' vorgesehen, welche den Querträger 4
unmittelbar mit dem ersten Teilträger 1 verbindet. Diese innere Schweißnaht 7' bewirkt eine deutliche Verbesserung der Stabilität des Langträgers. Die innere Schweißnaht 7' ist ebenso wie die innere Schweißnaht 7 geradlinig und gut zugänglich, wodurch eine automatische Herstellung dieser Schweißnähte 7, 7' erfolgen kann. Die Verschweißung der beiden Baugruppen Seitenwand und Untergestell erfolgt in diesen Ausführungsbeispiel an der Innenseite des
Schienenfahrzeugs abwechselnd mit den Schweißnähten 7 und 7 ' . Die Schweißnaht 7' bewirkt eine besonders vorteilhafte
Krafteinleitung zwischen einer Seitenwandsäule 3 und einem Querträger 4.
Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel 1 eines Langträgers für Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Untergestell - Seitenwand. Es ist eine Schrägansicht von innen und oben auf die Verbindungsstelle zwischen einer Seitenwand (dargestellt sind Seitenwandsäule 3, erster Teilträger 1 und Beplankung 5) und einem Untergestell (dargestellt sind Querträger 4 und ein zweiter Teilträger 2) dargestellt. Der erste Teilträger 1 ist mit dem zweiten Teilträger 2 mittels der inneren Schweißnähte 7 verbunden. An den Durchdringungsstellen der Querträger 4 durch den zweiten Teilträger 2 ist der Querträger 4 mit der Seitenwandsäule 3 und dem ersten Teilträger 1 mittels der Schweißnaht 7' verbunden, wodurch sich eine außerordentlich hohe Steifigkeit dieser Konstruktion ergibt. Die Schweißnaht 7 'verbindet den Obergurt des Querträgers 12 mit dem Obergurt der Seitenwandsäule 13. Fig.5 zeigt ein Ausführungsbeispiel 2 eines Langträgers für
Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Untergestell -
Seitenwand. Es ist eine Schrägansicht von unten auf die in Fig.4 gezeigte Verbindungsstelle dargestellt. Fig.6 zeigt ein Ausführungsbeispiel 3 eines Langträgers für
Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Seitenwand - Dach. Es ist ein Schnitt quer zur Längsrichtung eines
Schienenfahrzeugs dargestellt. Eine Seitenwand (dargestellt sind Seitenwandsäule 3, Beplankung 5 und ein oberes
Abschlussblech 11) ist mit einem Dach (dargestellt ist ein Dachlangträger 10) verbunden. Eine äußere Schweißnaht 6 verbindet die Seitenwand mit dem Dach, wobei eine
Verschweißung des oberen Abschlussblechs 11 mit dem
Dachlangträger 10 erfolgt. Eine innere Schweißnaht 7
verbindet den Dachlangträger 10 mit der Seitenwand an der Innenseite des Schienenfahrzeugs. Die Schweißnähte 6 und 7 sind geradlinig und ununterbrochen, sodass eine automatische Schweißung besonders leicht erfolgen kann. Fig.7 zeigt ein Ausführungsbeispiel 4 eines Langträgers für Schienenfahrzeuge an der Verbindungsstelle Seitenwand - Dach. Es ist eine Schrägansicht auf die in Fig.6 gezeigte
Verbindungsstelle dargestellt.
Liste der Bezeichnungen
A Erste Baugruppe
B Zweite Baugruppe
1 Erster Teilträger
2 Zweiter Teilträger
3 Seitenwandsäule
4 Querträger
5 Beplankung
6 Äußere Schweißnaht
7 Innere Schweißnaht
7 ' Innere Schweißnaht bei Querträger
8 Schweißfläche am ersten Teilträger
9 Schweißfläche am zweiten Teilträger
10 Dachlangträger
11 Oberes Abschlussblech
12 Obergurt des Querträgers
13 Obergurt der Seitenwandsäule

Claims

Patentansprüche
Langträger für Schienenfahrzeuge, dadurch
gekennzeichnet, dass der Langträger in Längsrichtung in einen ersten Teilträger (1) und einen zweiten
Teilträger (2) geteilt ist
und der erste Teilträger (1) mit einer ersten Baugruppe (A) des Schienenfahrzeugs
und der zweite Teilträger (2) mit einer zweiten
Baugruppe (B) des Schienenfahrzeugs verbunden ist und am ersten Teilträger (1) bestimmte Flächen (8) zur Ausbildung einer Schweißverbindung mit dem zweiten Teilträger (2) vorgesehen sind
und am zweiten Teilträger (2) bestimmte Flächen (9) zur Ausbildung einer Schweißverbindung mit dem ersten
Teilträger (1) vorgesehen sind.
Langträger für Schienenfahrzeuge gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einem ersten
Teilträger (1) und einem zweiten Teilträger (2)
gebildete Langträger ein geschlossenes Profil aufweist.
Langträger für Schienenfahrzeuge gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Baugruppe (A) des Schienenfahrzeugs eine Seitenwand ist und die zweite Baugruppe (B) ein Untergestell ist.
Langträger für Schienenfahrzeuge gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Baugruppe (A) des Schienenfahrzeugs eine Seitenwand ist und die zweite Baugruppe (B) ein Dach ist
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