DREHGESTELLRAHMEN

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft einen Drehgestellrahmen für ein Schienenfahrzeug, umfassend zwei Längsträger und zumindest einen Querträger.

[0002] Ein solcher Drehgestellrahmen ist z.B. von der US-3 406 439 A1 bekannt.

[0003] Die Erfindung ist sowohl auf Drehstellrahmen mit innengelagertem Drehgestell, wo also im montierten Zustand die Räder des Schienenfahrzeugs außerhalb der Längsträger angeordnet sind, als auch auf außengelagerte Drehgestelle anwendbar.

Stand der Technik

[0004] Die Kräfteübertragung in einem Drehgestell zwischen den verschiedenen Funktionseinheiten, wie Antrieb oder Bremse, übernimmt der Drehgestellrahmen. Speziell bei Drehgestellen für Hochgeschwindigkeitszüge ist eine hohe Längs- und Diagonalsteifigkeit des Drehgestellrahmens für die Radsätze betriebsnotwendig. Durch die betrieblich bedingte hohe Beanspruchung und die nötige Betriebssicherheit wird der Drehgestellrahmen mit hohem Material- und Fertigungsaufwand hergestellt. Daraus ergibt sich neben hohen Kosten in technischer Hinsicht ein hohes Gewicht des Drehgestellrahmens.

[0005] Um den hohen Beanspruchungen des Drehgestellrahmens gerecht zu werden, wurden bisher zu deren Herstellung Kastenträger verwendet, also geschlossene Hohlträger, die aus miteinander verschweißten Blechen gefertigt sind. Da nach dem Verschließen eines solchen Kastens mit dem Obergurt, ist die Herstellung einer Schweißnahtgegenlage auf der Seite der Schweißnahtwurzel aufgrund fehlender Zugänglichkeit nicht mehr möglich, daher kann die Schweißnaht nicht mit den gleichen Kräften belastet werden wie eine mit Gegenlage hergestellte. In diesem Fall müssen die Blechstärken erhöht werden, um die Schweißnähte in Folge dicker und daher auch kräftiger ausführen zu können. Dadurch erhöhen sich das Gewicht des Drehgestellrahmens und der Fertigungsaufwand weiter.

Darstellung der Erfindung

[0006] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehgestellrahmen zur Verfügung zu stellen, welcher gegenüber geschlossenen Hohlträgern weniger Gewicht hat.

[0007] Diese Aufgabe wird durch einen Drehgestellrahmen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.

[0008] Dabei ist vorgesehen, dass die Längsträger und zumindest ein Querträger jeweils ausschließlich aus einem offenen Profil gebildet sind.

[0009] Mit dem Begriff "ausschließlich" werden aus dem Stand der Technik bekannte Längs- oder Querträger, die neben einem geschlossenen Hohlprofil auch ein offenes Profil aufweisen, ausgeschlossen.

[0010] Da ein offenes Profil gegenüber einem geschlossenen Hohlträger bei gleichen oder sehr ähnlichen Außenmaßen in der Regel weniger Gewicht hat, kann hierdurch das Gewicht des Drehgestellrahmens reduziert werden. Dabei ist das offene Profil - bezogen auf den eingebauten Zustand des Drehgestellrahmens - in der Regel nach oben, nach unten, oder zu den Seiten geöffnet.

[0011] Insbesondere kann vorgesehen werden, dass die offenen Profile durch Verschweißen aus mehreren, überwiegend ebenen, Trägerteilen gebildet und die Schweißnähte zwischen den Trägerteilen aufgrund der offenen Breite des Profils mit einer Gegenlage ausgeführt sind. Es wird somit für jede Schweißnaht eine Schweißnahtgegenlage hergestellt, was wiederum hilft, die Blechstärken und damit das Gewicht des Drehgestellrahmens, auf Grund der besseren Festigkeitsausnutzung des Materials, zu verringern.

[0012] Neben der einfacheren Fertigung ist die bei Schienenfahrzeugen betrieblich vorgeschriebene Inspektion einfacher und schneller durchzuführen. Weiters kommt dieser Vorteil auch im Zuge der Hauptrevision zum Tragen, da die übliche teure Bauteilprüfung mit Endoskop und Durchstrahlung durch eine weniger aufwändige Oberflächenrissprüfung ersetzt werden kann.

[0013] Wenn das offene Profil durch Weglassen eines Gurtes oder Steges, also eines Deckblechs, eines geschlossenen Hohlprofils gebildet wird, fallen sowohl dieses Deckblech als auch die beiden zugehörigen Schweißnähte weg, die verbleibenden maßgeblichen Schweißnähte sind beidseitig zugänglich. Diese können somit durchgängig als Schweißnaht mit Schweißnahtgegenlage hergestellt werden.

[0014] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Längsträger keinen Obergurt, sondern nur einen Untergurt aufweisen, der bzw. die äußeren Querträger keinen Untergurt, sondern nur einen Obergurt aufweisen, wobei die Untergurte der Längsträger starr (also etwa ohne Gelenke) in die Obergurte des bzw. der inneren Querträger übergehen. Dies könnte grundsätzlich etwa durch Verschweißen der Untergurte der Längsträger mit den Obergurten der Querträger im Bereich der Querträger verwirklicht werden.

[0015] Eine besonders stabile Ausführung, die besonders für Hochgeschwindigkeitszüge geeignet ist, besteht darin, dass die Untergurte der Längsträger und die Obergurte zumindest eines Querträgers aus einem Teil gefertigt sind. Dabei wird also auf die übliche Trennung von Längs- und Querträger verzichtet, bei denen die Verschweißung von Längs- und Querträger immer auch eine Schwachstelle darstellt. Durch die einteilige Ausführung kann trotz erheblicher Materialeinsparung eine hohe Schubsteifigkeit für die Radsatzführung und damit eine gute Laufstabilität des Fahrzeugs bewirkt werden. Ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Drehgestellrahmen hat folglich gegenüber Drehgestellrahmen aus geschlossenen Hohlprofilen eine höhere Transportkapazität, da weniger Antriebs- und Bremsleistung benötigt wird und folglich der Radsatz, die Bremseinheiten und die Radsatzführung einem geringeren Verschleiß unterliegen.

[0016] Die Stabilität wird noch weiter erhöht, wenn der Untergurt des Längsträgers über die gesamte Länge des Längsträgers durchgezogen ist.

[0017] Eine mögliche Ausführungsform des Übergangs zwischen Längs- und Querträger ist, dass der Untergurt der Längsträger auf den Obergurt zumindest eines Querträgers eben übergeht. Dies kann etwa für den oder die Querträger im mittleren Bereich der Längsträger vorgesehen sein, wo die Längsträger nach unten gekröpft sind.

[0018] Eine andere Ausführungsform des Übergangs zwischen Längs- und Querträger ist, dass der Untergurt der Längsträger auf den Obergurt zumindest eines Querträgers mit einem Höhenversatz übergeht. Dies kann etwa für den oder die Querträger vorgesehen sein, die näher bei den Enden der Längsträger angeordnet sind. Hier sind die Obergurte der Querträger zum Beispiel oberhalb der Untergurte der Längsträger angeordnet.

Kurzbeschreibung der Figuren

[0019] Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Figuren Bezug genommen, aus der weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Es zeigen:

Fig. 1 die Oberansicht eines Drehgestellrahmens in perspektivischer Darstellung,

Fig. 2 die Unteransicht des selben Drehgestellrahmens in perspektivischer Darstellung.

Ausführung der Erfindung

[0020] In Fig. 1 ist ein Drehgestellrahmen dargestellt, der aus zwei Längsträgern 1, zwei inneren Querträgern 2 und zwei äußeren Querträgern 3 hergestellt ist. Die zwei äußeren Querträger dienen zur Aufnahme der mechanischen Bremseinheiten. An der Außenseite der Längsträger 1 sind in deren mittleren Bereichen noch Konsolen 4 für die Drehdämpfer, Vertikaldämpfer und der Wankstabilisatoren angebracht. Die Längsträger 1 sind symmetrisch zu einer Ebene quer zur Fahrtrichtung (hier links-rechts) ausgebildet, im mittleren Bereich sind sie nach unten gekröpft. Im Bereich dieser Kröpfung sind die inneren Querträger 2 angeordnet, die äußeren Querträger 3 sind außerhalb davon nach der Kröpfung angeordnet.

[0021] Das Profil, aus dem die Längsträger 1 gebildet sind, weist jeweils nur einen Untergurt 5 sowie zwei dazu normal angeordnete Seitenwände 6, aber keinen Obergurt auf. Die Höhe der Seitenwände 6 weist in jenem Bereich, wo die äußeren Querträger 3 angeordnet sind, die größte Höhe auf und geht im Bereich zwischen den inneren Querträgern 2 gegen Null bzw. setzt sich mit geringerer Höhe auf der Unterseite des Untergurts 5 fort.

[0022] Der Untergurt 5 ist im mittleren, nach unten gekröpften Bereich der Längsträger 1 gerade und eben ausgeführt und geht dort eben in die Obergurte 7 der inneren Querträger 2 über. Die Breite der Obergurte 7 entspricht auf einer Seite der gesamten Länge der Kröpfung des Längsträgers 1, auf der anderen Seite, beim anderen Längsträger 1, nur etwa einem Sechstel der Kröpfung des Längsträgers 1.

[0023] Im Bereich, wo der Untergurt 5 von der Kröpfung in die - im Betriebszustand horizontalen - Endbereiche übergeht, also gegenüber der Horizontalen schräg verläuft, geht der Untergurt mit einem Höhenversatz nach oben in den Obergurt 8 des äußeren Querträgers 3 über. Der Obergurt ist zur Einsparung von Gewicht mit runden Ausnehmungen 9 versehen. Die äußeren Querträger 3 weisen keinen Untergurt auf, sondern lediglich zwei normal zum Obergurt 8 angeordnete Seitenwände 10, die etwa der Befestigung von Bremseinheiten dienen.

[0024] Der Untergurt 5 und die beiden Obergurte 7 sind aus einem einzigen Teil, nämlich z.B. aus einer Blechplatte, gefertigt, die Seitenwände 6 und 10 sind auf diese Blechplatte jeweils mit einer Gegenlage aufgeschweißt.

[0025] In Fig. 2 ist der selbe Drehgestellrahmen wie in Fig. 1 in Unteransicht dargestellt. Hier ist erkennbar, dass sich die Seitenwände 6 unterhalb der inneren Querträger 2 bzw. der Untergurte 5 fortsetzen.

Bezugszeichenliste:

[0026] 

1

Längsträger

2

innere Querträger

3

äußere Querträger

4

Konsolen

5

Untergurt des Längsträgers 1

6

Seitenwand des Längsträgers 1

7

Obergurt der inneren Querträger 2

8

Obergurt des äußeren Querträgers 3

9

Ausnehmungen des Obergurts 8

10

Seitenwand des äußeren Querträgers 3

Ansprüche

1. Drehgestellrahmen für ein Schienenfahrzeug, umfassend zwei Längsträger (1), zwei innere Querträger (2) und zwei äußere Querträger (3), wobei die Längsträger (1) und zumindest ein Querträger (2, 3) jeweils ausschließlich aus einem offenen Profil gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (1) keinen Obergurt, sondern nur einen Untergurt (5) aufweisen, der bzw. die äußeren Querträger (3) keinen Untergurt, sondern nur einen Obergurt (8) aufweist, wobei die Untergurte der Längsträger (5) starr in einen Obergurt (7) des bzw. der inneren Querträger (2) übergehen.

2. Drehgestellrahmen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die offenen Profile (1, 2, 3) durch Verschweißen aus mehreren, insbesondere ebenen, Trägerteilen (5, 6; 8, 10) gebildet und die Schweißnähte zwischen den Trägerteilen aufgrund der offenen Breite des Profils mit Gegenlage ausgeführt sind.

3. Drehgestellrahmen nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass die Untergurte (5) der Längsträger (1) und die Obergurte (7) zumindest eines inneren Querträgers (2) gemeinsam aus einem Teil gefertigt sind.

4. Drehgestellrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Untergurt (5) des Längsträgers (1) über die gesamte Länge des Längsträgers durchgezogen ist.

5. Drehgestellrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Untergurt (5) der Längsträger auf den Obergurt (7) zumindest eines inneren Querträgers (2) eben übergeht.

6. Drehgestellrahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Untergurt (5) der Längsträger (1) auf den Obergurt (8) zumindest eines äußeren Querträgers (3) mit einem Höhenversatz übergeht.

Claims

1. Bogie frame for a rail vehicle, comprising two longitudinal supports (1), two inner transverse supports (2) and two outer transverse supports (3), wherein the longitudinal supports (1) and at least one transverse support (2, 3) are in each case exclusively formed from an open profile, characterised in that the longitudinal supports (1) have no top chord, but rather only a bottom chord (5), the outer transverse support(s) has/have no bottom chord, but rather only has/have a top chord (8), wherein the bottom chords of the longitudinal support (5) rigidly transition into a top chord (7) of the inner transverse support(s) (2).

2. Bogie frame according to claim 1, characterised in that the open profiles (1, 2, 3) are formed from a plurality of support parts (5, 6; 8, 10), which in particular are flat, by welding, and the weld seams between the support parts are designed with sealing run due to the open width of the profile.

3. Bogie frame according to claim 1, characterised in that the bottom chord (5) of the longitudinal support (1) and the top chord (7) of at least one inner transverse support (2) are manufactured jointly from one part.

4. Bogie frame according to one of claims 1 to 3, characterised in that the bottom chord (5) of the longitudinal support (1) is drawn across the entire length of the longitudinal support.

5. Bogie frame according to one of claims 1 to 4, characterised in that the bottom chord (5) of the longitudinal support transitions to the top chord (7) of at least one inner transverse support (2) in a flat manner.

6. Bogie frame according to one of claims 1 to 4, characterised in that the bottom chord (5) of the longitudinal support (1) transitions to the top chord (8) of at least one outer transverse support (3) with a height offset.

Revendications

1. Châssis de bogie pour un véhicule ferroviaire, comprenant deux longerons (1), deux traverses intérieures (2) et deux traverses extérieures (3), dans lequel les longerons (1) et au moins une traverse (2, 3) sont formés exclusivement d'un profilé ouvert, caractérisé en ce que les longerons (1) ne présentent pas de semelle supérieure, mais seulement une semelle inférieure (5), la ou les traverses extérieures ne présentent pas de semelle inférieure mais seulement une semelle supérieure (8), dans lequel les semelles inférieures des longerons se changent de manière rigide en une semelle supérieure (7) de la ou des traverses intérieures (2).

2. Châssis de bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que les profilés ouverts (1, 2, 3) sont formés par soudure de plusieurs pièces de support en particulier plates (5, 6 ; 8, 10) et les joints de soudure entre les pièces de support sont exécutés avec un contre-appui en raison de la largeur ouverte du profilé.

3. Châssis de bogie selon la revendication 1, caractérisé en ce que les semelles inférieures (5) des longerons (1) et les semelles supérieures (7) d'au moins une traverse intérieure (2) sont fabriquées ensemble d'une seule pièce.

4. Châssis de bogie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la semelle inférieure (5) du longeron (1) s'étend sur toute la longueur du longeron.

5. Châssis de bogie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la semelle inférieure (5) du longeron (1) se change de manière plane en la semelle supérieure (7) d'au moins une traverse intérieure (2) .

6. Châssis de bogie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la semelle inférieure (5) du longeron (1) se change en la semelle supérieure (8) d'au moins une traverse (3) extérieure avec un décalage de hauteur.

Zeichnung