Untergestell für ein Schienenfahrzeug und Verfahren zu dessen Herstellung

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Untergestell für ein Schienenfahrzeug, welches eine Aufnahmefläche zur Anbindung einer Kupplung umfasst, wobei es ein Gerüst und eine Kupplungsaufnahme umfasst, wobei die Kupplungsaufnahme die Aufnahmefläche zur Anbindung einer Kupplung umfasst und wobei die Kupplungsaufnahme Schweißstoßkanten aufweist, entlang welcher die Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst verschweißt ist, wobei der Werkstoff der Kupplungsaufnahme derart ausgewählt ist und wobei die Abstände der Aufnahmefläche zu den Schweißstoßkanten der Kupplungsaufnahme derart ausgewählt sind, dass die Aufnahmefläche frei von einem thermischen Verzug durch das Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Untergestell für ein Schienenfahrzeug, welches eine Aufnahmefläche zur Anbindung einer Kupplung umfasst.

[0002] Derartige Untergestelle sind durchaus bekannt. Meist umfassen sie ein Gerüst aus mehreren, miteinander verschweißten Blechen. Um eine ebene Aufnahmefläche zur Anbindung einer Kupplung zu erhalten wird das Gerüst spanend bearbeitet.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung eines Schienenfahrzeugs zu vereinfachen.

[0004] Gelöst wird die Aufgabe durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche wieder.

[0005] Ein erfindungsgemäßes Untergestell für ein Schienenfahrzeug umfasst ein Gerüst und eine Kupplungsaufnahme, wobei die Kupplungsaufnahme und das Gerüst miteinander verschweißt sind. Dazu weist die Kupplungsaufnahme Schweißstoßkanten auf, entlang welcher sie mit dem Gerüst verschweißt ist. Die Kupplungsaufnahme weist darüber hinaus eine Aufnahmefläche zur Anbindung einer Kupplung auf. Die Kupplungsaufnahme ist derart ausgebildet, insbesondere ist der Werkstoff der Kupplungsaufnahme derart ausgewählt und die Abstände der Aufnahmefläche zur Anbindung einer Kupplung zu den Schweißstoßkanten der Kupplungsaufnahme sind derart ausgewählt, dass die Aufnahmefläche frei von einem thermischen Verzug durch das Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst ist. Neben den Werkstoffen des Gerüsts und der Kupplungsaufnahme, sowie den geometrischen Abmessungen des Gerüsts und der Kupplungsaufnahme, insbesondere den Abständen der Aufnahmefläche zu den Schweißstoßkanten und damit zu den Schweißnähten, ist, gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, das Schweißverfahren, insbesondere die in die Werkstücke Gerüst und Kupplungsaufnahme durch das Schweißen eingebrachte Wärme, so auszuwählen, dass die Aufnahmefläche frei von einem thermischen Verzug durch das Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst ist. Die Aufnahmefläche zur Anbindung einer Kupplung ist insbesondere im Wesentlichen eben ausgebildet. Sie kann an oder in das Gerüst geschweißt sein. Bei dem Gerüst handelt es sich üblicherweise um ein gerichtetes Blechgestell.

[0006] Herkömmlicherweise wird ein Gerüst mit einer Aufnahmefläche als Schweißkonstruktion hergestellt. Dabei kommt es zu thermischem Verzug. Um eine ebene und vorgegeben ausgerichtete Aufnahmefläche zu erhalten, wird die Aufnahmefläche mechanisch nachbearbeitet, insbesondere spanend, beispielsweise indem die Aufnahmefläche abgefräst wird, wobei das gesamte Gerüst einzuspannen ist. Hier kann hingegen die Kupplungsaufnahme separat vom Gerüst mechanisch bearbeitet werden. Da erfindungsgemäß die Kupplungsaufnahme derart ausgebildet ist, dass die Aufnahmefläche frei von einem thermischen Verzug durch das Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst ist, entfällt die mechanische Nachbearbeitung. Die Aufnahmefläche der mit dem Gerüst verschweißten Kupplungsaufnahme des Untergestells ist frei von einer weiteren mechanischen, insbesondere spanenden, Nachbearbeitung. Dies kann beispielsweise auch das Schneiden von Gewinden zur Verbindung einer Kupplung mit dem Untergestell umfassen, welche vor dem Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst in die Kupplungsaufnahme geschnitten werden. Nach dem Verschweißen kann das Untergestell soweit vollendet und bereit zur Montage an einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs und zur Anbindung einer Kupplung sein. Dadurch ist das Untergestell für das Schienenfahrzeug kostengünstig herzustellen.

[0007] Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung betragen die Abstände der Aufnahmefläche zur Anbindung einer Kupplung zu den Schweißstoßkanten der Kupplungsaufnahme mindestens 15 mm, insbesondere mindestens 20 mm, beispielsweise auch zumindest 25 mm. Gemäß einer Ausführungsform weisen die Schweißstoßkanten und somit auch die Schweißnähte einen Abstand von zumindest 15 mm, insbesondere von zumindest 20 mm, beispielsweise auch zumindest 25 mm zur Aufnahmefläche der Kupplungsaufnahme in einer Ebene parallel zur Aufnahmefläche und/oder senkrecht zur Aufnahmefläche auf.

[0008] Weitergebildet ist die Kupplungsaufnahme komplementär zum Gerüst ausgebildet. Das Gerüst kann eine Profilträgerstruktur aufweisen. Dann kann auch die Kupplungsplatte eine entsprechende Profilträgerstruktur aufweisen. Die Aufnahmefläche bildet den stirnseitigen Abschluss der Kupplungsaufnahme. Auf der Rückseite kann die Kupplungsaufnahme mittels Stützen an das Gerüst geschweißt werden. Die Schweißnähte in Ebenen senkrecht zur Aufnahmefläche, beispielsweise entlang der Stützen, sind entsprechend entfernt von der Aufnahmefläche angeordnet. Insbesondere weist die Kupplungsaufnahme eine Profilträgerstruktur auf, mit einer Aufnahmefläche als ersten stirnseitigen Flansch und einem, entgegen der Aufnahmefläche ausgerichteten, rückwärtigen, zweiten Flansch, wobei zumindest ein Steg zwischen dem ersten und dem zweiten Flansch angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Kupplungsaufnahme mittels Stützen am Gerüst angeschweißt, wobei die Stützen an dem rückwärtigen Flansch der Kupplungsaufnahme angeschweißt sind.

[0009] Eine weitere Weiterbildung sieht vor, dass die Kupplungsaufnahme im Bereich der Aufnahmefläche eine Dicke von zumindest 15 mm, insbesondere zumindest 20 mm aufweist. Weist die Kupplungsaufnahme eine Profilträgerstruktur auf, weist der erste Flansch weitergebildet eine Dicke von zumindest 15 mm, insbesondere zumindest 20 mm auf.

[0010] Weitergebildet ist die Kupplungsaufnahme in einem Guss hergestellt.

[0011] Die Kupplungsaufnahme besteht weiterbildungsgemäß aus einem Metall oder einer Metalllegierung. Insbesondere umfasst sie einen schweißgeeigneten Stahlguss.

[0012] Gemäß einer Ausgestaltung begrenzen die Schweißstoßkanten die Kupplungsaufnahme, insbesondere in einer Ebene parallel zur Aufnahmefläche.

[0013] Die Kupplungsaufnahme ist weitergebildet mittels eines Gießverfahrens hergestellt. Dabei kann zumindest die Aufnahmefläche mechanisch, insbesondere spanend, nachbearbeitet sein, insbesondere planiert. Daneben können auch die Schweißstoßkanten der Kupplungsaufnahme mechanisch nachbearbeitet sein. Diese mechanischen Nachbearbeitungen erfolgen vor dem Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst. Das Gerüst selbst kann vor dem Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst gerichtet sein.

[0014] Ein erfindungsgemäßes Untergestell für ein Schienenfahrzeug wird erfindungsgemäß hergestellt mittels folgender Verfahrensschritte:

a. Gießen der Kupplungsaufnahme;

b. Mechanisches Nachbearbeiten zumindest der Aufnahmefläche der Kupplungsaufnahme;

c. Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst mittels eines geeigneten Schweißverfahrens, so dass die Aufnahmefläche frei von einem thermischen Verzug durch das Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst ist.

[0015] Mit der Auswahl eines auf die Werkstoffe des Gerüsts und insbesondere der Kupplungsaufnahme und auf die Geometrie des Gerüsts und insbesondere der Kupplungsaufnahme abgestimmten Schweißverfahrens wird ein thermischer Verzug der Aufnahmefläche durch einen Wärmeeintrag hervorgerufen durch das Schweißverfahren in die Kupplungsaufnahme vermieden. Daher ist das Untergestell frei von einer weiteren mechanischen Nachbearbeitung nach dem Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst. Zum Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst eigenen sich besonders Metall-aktiv-Gas-Schweißverfahren.

[0016] Eine Weiterbildung des Herstellungsverfahrens ist darin zu sehen, dass das Gerüst vor dem Verfahrensschritt a gerichtet wird.

[0017] Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug des Personenverkehrs, insbesondere ein Niederflurschienenfahrzeug des Personennahverkehrs, umfasst, insbesondere stirnseitig, zumindest ein erfindungsgemäßes Untergestell. Hergestellt wird ein solches Schienenfahrzeug insbesondere dadurch, dass das Untergestell nach dem oben genannten Verfahren hergestellt wird und anschließend, also nach dem Verfahrensschritt c, frei von einer weiteren mechanischen Bearbeitung der Aufnahmefläche der Kupplungsaufnahme, mit einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs verbunden wird.

[0018] Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Sie wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert, in denen jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel dargestellt ist. Gleiche Elemente in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Fig. 1

zeigt ein erfindungsgemäßes Untergestell perspektivisch von vorne,

Fig. 2

zeigt das Untergestell aus Fig. 1 perspektivisch von hinten.

[0019] In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein erfindungsgemäßes Untergestell für ein Schienenfahrzeug perspektivisch dargestellt. Es umfasst eine Aufnahmefläche 3 zur Anbindung einer Kupplung, wobei das Untergestell ein Gerüst 1 und eine Kupplungsaufnahme 2 umfasst, welche Kupplungsaufnahme 2 die Aufnahmefläche 3 zur Anbindung einer Kupplung aufweist, wobei die Kupplungsaufnahme 2 und das Gerüst 1 miteinander verschweißt sind, wobei die Kupplungsaufnahme 2 derart ausgebildet ist, dass die Aufnahmefläche 3 frei von einem thermischen Verzug durch das Verschweißen der Kupplungsaufnahme 2 mit dem Gerüst 1 ist.

[0020] Neben dem Werkstoff und der Geometrie der Kupplungsaufnahme 2 spielt auch das Schweißverfahren eine entscheidende Rolle, insbesondere die Schweißtemperatur und der damit verknüpfte Wärmeeintrag in das Werkstück Kupplungsaufnahme 2. Hier wurde die Kupplungsaufnahme 2 mittels MAG-Schweißens mit dem Gerüst 1 verschweißt.

[0021] Die Schweißstoßkanten 4 und somit auch die Schweißnähte weisen hier einen Abstand von ca. 20 mm, zur Aufnahmefläche 3 der Kupplungsaufnahme 2 in einer Ebene parallel zur Aufnahmefläche 3 auf.

[0022] Die Kupplungsaufnahme weist eine Profilträgerstruktur auf. Sie weist eine Tiefe senkrecht zur Aufnahmefläche 3 auf. Die Aufnahmefläche 3 ist dabei Teil eines ersten Flansches, welcher mittels Stegen mit einem zweiten Flansch verbunden ist. Der zweite Flansch ist rückwärtig zur Aufnahmefläche entlang der Schweißstoßkanten 4 mit dem Gerüst verschweißt. Die Kupplungsaufnahme 2 ist passgenau zum Gerüst 1 ausgebildet.

[0023] Die Dicke des ersten Flansches der Kupplungsaufnahme 2 beträgt im Bereich der Aufnahmefläche 3 ca. 20 mm. Die Tiefe der Kupplungsaufnahme 2 beträgt im Bereich der Aufnahmefläche 3 deutlich mehr, beispielsweise über 100 mm. Die Schweißnähte rückseitig der Aufnahmefläche 3 sind von der Aufnahmefläche 3 durch den zweiten Flansch und die Stege der Kupplungsaufnahme 2 entfernt.

[0024] Die Kupplungsaufnahme 2 ist aus einem schweißgeeigneten Stahlguss gefertigt. Sie wurde in einem Urformverfahren, hier einem Sandgussverfahren hergestellt. Anschließend wurden ihre Aufnahmefläche 3 und gegebenenfalls auch ihre Schweißstoßkanten 4 spanend bearbeitet. Daraufhin wurde sie mit dem Gerüst 1 verschweißt. Das Gerüst 1 selbst besteht aus mehreren Blechen. Es wurde gegebenenfalls vor dem Verschweißen mit der Kupplungsaufnahme 2 gerichtet.

[0025] Die veranschaulichten Untergestelle sind bereit zur Anbindung einer Kupplung und zur Montage mit einem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs.

Ansprüche

1. Untergestell für ein Schienenfahrzeug,
welches ein Gerüst (1) und eine Kupplungsaufnahme (2) umfasst, wobei die Kupplungsaufnahme eine Aufnahmefläche (3) zur Anbindung einer Kupplung umfasst und wobei die Kupplungsaufnahme Schweißstoßkanten (4) aufweist, entlang welcher die Kupplungsaufnahme (2) mit dem Gerüst (1) verschweißt ist, wobei der Werkstoff der Kupplungsaufnahme (2) derart ausgewählt ist und wobei die Abstände der Aufnahmefläche (3) zu den Schweißstoßkanten (4) der Kupplungsaufnahme (2) derart ausgewählt sind, dass die Aufnahmefläche (3) frei von einem thermischen Verzug durch das Verschweißen der Kupplungsaufnahme (2) mit dem Gerüst (1) ist.

2. Untergestell nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Abstände der Aufnahmefläche (3) zu den Schweißstoßkanten (4) der Kupplungsaufnahme (2) mindestens 20 mm betragen.

3. Untergestell nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kupplungsaufnahme (2) mittels eines Gießverfahrens hergestellt ist, wobei zumindest die Aufnahmefläche (3) mechanisch nachbearbeitet ist.

4. Untergestell nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Schweißstoßkanten (4) der Kupplungsaufnahme (2) mechanisch nachbearbeitet sind.

5. Untergestell nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kupplungsaufnahme (2) im Bereich der Aufnahmefläche (3) eine Dicke von zumindest 20 mm aufweist.

6. Untergestell nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kupplungsaufnahme (2) einen schweißgeeigneten Stahlguss umfasst.

7. Untergestell nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kupplungsaufnahme (2) eine Profilträgerstruktur mit einem ersten Flansch, welcher die Aufnahmefläche (3) umfasst, einem zweiten, rückwärtig zur Aufnahmefläche (3) gerichteten Flansch und zumindest einem Steg zwischen dem ersten und dem zweiten Flansch aufweist.

8. Schienenfahrzeug mit einem Untergestell nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. Verfahren zur Herstellung eines Untergestells nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- Gießen der Kupplungsaufnahme;

- Mechanisches Nachbearbeiten zumindest der Aufnahmefläche der Kupplungsaufnahme;

- Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst mittels eines geeigneten Schweißverfahrens, so dass die Aufnahmefläche frei von einem thermischen Verzug durch das Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Gerüst vor dem Verschweißen der Kupplungsaufnahme mit dem Gerüst gerichtet wird.

Zeichnung