[0001] Die Erfindung betrifft ein Untergestell eines Schienenfahrzeuges, umfassend zwei
auf Rädern abstützbare Kopfstücke sowie einen die beiden Kopfstücke verbindenden Mittelträger,
dessen Längsachse die Längsachse des Untergestells ausbildet, wobei der Mittelträger
mindestens ein Mittelträger-Segment aufweist, dessen Umgrenzung in der Art eines Rahmens
gebildet ist aus einem sich in Längsrichtung des Mittelträgers erstreckendem Obergurt-Segment,
einem sich in Längsrichtung des Mittelträgers erstreckenden Untergurt-Segment und
zwei die Ober- und Untergurt-Segmente verbindenden und sich in Längsrichtung des Mittelträgers
erstreckenden Rahmen-Stegblechen, sowie ein Schienenfahrzeug mit einem solchen Untergestell.
[0002] Schienenfahrzeuge mit gattungsgemäßen Untergestellen sind aus dem Stand der Technik
vorbekannt. In aller Regel handelt es sich hierbei um Tragwagen, auf welche Container
oder andere Aufbauten zum Transport von Nutzlasten, deren Verladung in Containern
nicht sinnvoll bzw. nicht möglich ist (wie z.B. Rundholz), aufgesetzt werden können.
[0003] So offenbaren beispielsweise die
DE 69 30 111 U,
DE 44 40 425 A1,
DD 104 053 A1 und die
WO 2018/219955 A1 jeweils ein aus drei vorgefertigten Baugruppen zusammengesetztes Untergestell, wobei
zwei identische Kopfstücke mit jeweils einem Mittelelement unterschiedlicher Länge
verbindbar sind. Auf diese Weise sollen Untergestelle unterschiedlicher Baulänge einfach
und kostengünstig herstellbar sein.
[0004] DE 42 29 481 C1 offenbart ein Untergestell für Schienengüterwagen, dessen Grundkonzeption eine Kombination
aus verschiedenen Modulen bzw. Baugruppen vorsieht, darunter unter anderem auch die
Kombination zweier stirnseitiger Kopfstücke mit einem aus Quer- und Längsträgern aufgebauten
Mittelelement. Durch die weitgehend autonome Vorfertigung einer jeden einzelnen Baugruppe,
insbesondere der Kopfstücke und des Laufwerksrahmens, in eigenständigen Vorrichtungen
soll der Aufwand für Anpassungs- und Ausrichtarbeiten beim Zusammenbau der verschiedenen
Baugruppen reduziert werden.
[0005] Aus
DE 10 2019 105 689 A1 ist ein Untergestell für Schienengüterwagen bekannt, dessen Querträger aus zwei einander
beidseits des Mittelträgers gegenüberliegenden Seitenauslegern gebildet sind, welche
mittels eines den Mittelträger überdeckenden Obergurtes miteinander verbunden sind
und gegen den Mittelträger wirkende Abstützungen aufweisen. Der Mittelträger als zentrales
Bauteil des Untergestells ist zur Aufnahme aller statisch und dynamisch auf das Untergestell
bzw. das Schienenfahrzeug einwirkenden Kräfte ausgelegt. Die Querträger sind zum Aufsetzen
von Ladungsaufnahme-Einheiten (sog. "Freight Loading Units (FLU)") eingerichtet und
leiten deren Lasteintrag auf den Mittelträger ab. Sofern der Mittelträger über ein
Raster von möglichen Befestigungspunkten verfügt, können vorgefertigte Querträger
schnell und einfach an einem ebenfalls vorgefertigten Mittelträger befestigt werden.
In bevorzugter Weise erfolgt die Befestigung des Querträgers am zentralen Mittelträger
mit lösbaren Mitteln, wie z.B. Rändelbolzen.
[0006] Allerdings kann ein solcher die Seitenausleger verbindender Obergurt hinderlich beim
Aufsetzen einer Ladungsaufnahme-Einheit auf das Untergestell sein. Da der Obergurt
den Mittelträger übergreift, kann die nach oben orientierte (d.h. auf der den Rädern
abgewandten) Oberseite des Mittelträgers nicht als Auflagerfläche für eine Ladungsaufnahme-Einheit
mit flacher Unterseite genutzt werden. Stattdessen liegt die Ladungsaufnahme-Einheit
nur auf der deutlich kleineren Oberseite der Obergurte auf. Ein hierzu alternatives
Einsenken der Querträger-Obergurte in entsprechende Eintiefungen des Mittelträgers
würde sich wegen der hieraus resultierenden Kerbwirkungen negativ auf den Kraftfluss
und Lastabtrag im Mittelträger auswirken.
[0007] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Untergestell eines Schienenfahrzeuges,
umfassend zwei auf Rädern abstützbare Kopfstücke sowie einen die beiden Kopfstücke
verbindenden Mittelträger, dessen Längsachse die Längsachse des Untergestells ausbildet,
bereitzustellen, wobei der Mittelträger mindestens ein Mittelträger-Segment aufweist,
dessen Umgrenzung in der Art eines Rahmens gebildet ist aus einem sich in Längsrichtung
des Mittelträgers erstreckendem Obergurt-Segment, einem sich in Längsrichtung des
Mittelträgers erstreckenden Untergurt-Segment und zwei die Ober- und Untergurt-Segmente
verbindenden und sich in Längsrichtung des Mittelträgers erstreckenden Rahmen-Stegblechen,
welches das vorgenannte Problem überwindet und eine hohe Stabilität bei zugleich einfacher
und kostengünstiger Herstellung und geringen Lebenszykluskosten ermöglicht.
[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches
1 dadurch gelöst, dass die Rahmen-Stegbleche des Mittelträger-Segments an ihrer jeweiligen
Außenseite eine Anlagefläche für einen Seitenausleger des Untergestells mit Durchgangsbohrungen
zur Aufnahme von den Seitenausleger gegen das Mittelträger-Segment sichernden Befestigungsbolzen
aufweisen, sowie das Mittelträger-Segment mindestens ein das Mittelträger-Segment
gegen Torsion um die Längsachse verstärkendes Versteifungselement aufweist. Auf diese
Weise ist ein Schienenfahrzeug-Untergestell realisierbar, dessen Seitenausleger in
besonders einfacher Weise mit dem zentralen Mittelträger verbunden werden können,
ohne dass hierzu den Mittelträger übergreifende Obergurte zur gegenseitigen Verspannung
zweier beidseits des Mittelträgers angeordneter Seitenausleger zu einem gemeinsamen
Querträger erforderlich sind. Auf diese Weise kann auf den Mittelträger übergreifende
Querträger-Obergurte verzichtet werden, sodass die Oberfläche des Mittelträgers von
störenden Bauteilen frei bleibt und als durchgängige ebene Auflagefläche für Ladungsaufnahme-Einheiten
nutzbar ist. Dies ermöglicht eine Vergrößerung der Auflagefläche und somit auch eine
Vergrößerung der Traglast des Untergestells. Zudem können die Seitenausleger in unsymmetrischer
Weise auf beiden Längsseiten des Mittelträgers angeordnet werden; d.h. die Seitenausleger
müssen nicht paarweise am Mittelträger angeordnet sein. Dies erhöht die Flexibilität
bei der Konfiguration des Untergestells, da die Seitenausleger in hohem Maße auf verschiedene
Typen und Arten von Ladungsaufnahme-Einheiten individualisierbar bzw. anpassbar sind.
[0009] Zum anderen bleiben die Seitenausleger aber dennoch trotz ihrer beliebig individualisierbaren
Ausführung in einheitlicher Weise mit dem Mittelträger verbindbar. Der besondere Vorteil
des erfindungsgemäßen Konzepts besteht darin, dass nur durch Anzahl und räumliche
Positionierung der erfindungsgemäßen Mittelträger-Segmente definierte Referenz-Konstruktionen
von Mittelträgern auskonstruiert und zugelassen werden müssen. Die Seitenausleger
stellen hingegen eigenständige und für die Zulassung des Mittelträgers nicht relevante
Bauteile dar, da diese bei erfindungsgemäßer Ausführung des Untergestells der Zuladung
des Schienenfahrzeugs zurechenbar sind und keinen konstruktiven Bestandteil des tragenden
Untergestells des Schienenfahrzeugs darstellen. Die konstruktive Ausprägung der Referenz-Konstruktionen
von Mittelträgern ist durch die möglichen Kombinationen der beiden Parameter "aufzunehmende
Traglast" und "Länge des Mittelträgers" bestimmt und auf eine vergleichsweise geringe
Anzahl von Typen begrenzbar. Mittels weniger Typen von Mittelträgern können auf diese
Weise viele Varianten von Untergestellen und damit auch sehr viele verschiedene Arten
von Schienengüterwagen ausgeführt werden. Mittelträger und Seitenausleger können voneinander
unabhängig konstruiert, produziert und gemäß eines modularen Baukasten-Systems bedarfsorientiert
an den hierzu vorgesehenen Anlageflächen des Mittelträgers miteinander verbunden werden.
Auf diese Weise sinkt der für Konstruktion, Zulassung und Produktion der Untergestelle
erforderliche Aufwand erheblich. Die Produktion von Untergestellen für Schienengüterwagen
kann in geringerer Typenvielfalt und unabhängig von Anzahl, Konstruktion und Konfiguration
der Seitenausleger erfolgen, was einen höheren Automatisierungsgrad in deren Fertigung
ermöglicht. Insbesondere kann aber ein solches erfindungsgemäßes Untergestell einfacher
umgebaut und während seiner Lebensdauer an geänderte Bedürfnisse angepasst werden,
da unterschiedliche Seitenausleger-Konstruktionen auf einfache Weise gegeneinander
getauscht, an anderen Positionen entlang des Mittelträgers angebracht oder in ihrer
Stückzahl verändert werden können. Das Untergestell kann auf diese Weise schnell und
unkompliziert für die Aufnahme anderer Ladungsaufnahme-Einheiten umgebaut werden.
[0010] In bevorzugter Weise weist hierzu jeder Seitenausleger eine obere und eine untere
Abstützung am Mittelträger auf. Während die obere Abstützung zur Anlage an der vertikalen
Anlagefläche des Rahmen-Stegblechs des Mittelträger-Segments ausgebildet ist, ist
die untere Abstützung zusätzlich zur horizontalen Auflage auf dessen Untergurt-Segment
eingerichtet. Von besonderem Vorteil ist hierbei, dass eine einheitliche Schnittstelle
zwischen Seitenausleger und Mittelträger-Segment ausgebildet ist, welche eine Befestigung
des Seitenauslegers am zentralen Mittelträger mit lösbaren Mitteln ermöglicht. Der
Mittelträger verfügt hierzu in bevorzugter Weise über eine Mehrzahl von erfindungsgemäßen
Mittelträger-Segmenten, die in Bezug auf den gesamten Mittelträger ein Raster von
möglichen Anlageflächen ausbilden, an denen Seitenausleger schnell und einfach in
unterschiedlichsten Konfigurationen (bezüglich Anzahl und Anbringungsort am Mittelträger)
befestigbar sind. Auf diese Weise können nicht nur vorgefertigte Seitenausleger in
flexibler Weise an einem ebenfalls vorgefertigten zentralen Mittelträger befestigt
werden, sondern können auch die Seitenausleger hinsichtlich Dimensionierung und weiterer
konstruktiver Details variiert werden, ohne dass dies Rückwirkungen auf die Konstruktion
und Auslegung des Mittelträgers hat.
[0011] Gemäß einer ersten Ausführungsvariante ist das mindestens eine Versteifungselement
als ein gegen die beiden Rahmen-Stegbleche abgestütztes Versteifungs-Stegblech ausgeführt.
Dies ermöglicht eine Konstruktion des Untergestells mit innenliegenden, d.h. in den
Mittelträger integrierten Versteifungselementen. Hierdurch kann auf außenliegende
Anbauten am Rahmen verzichtet werden, was eine vorteilhaftere optische Gestaltung
des Mittelträgers, aber auch aerodynamische Vorteile (keine Luftverwirbelungen an
den Versteifungselementen) mit sich bringt.
[0012] Gemäß einer zweiten Ausführungsvariante ist das mindestens eine Versteifungselement
als ein das Rahmen-Stegblech gegen das Untergurt-Segment abstützendes Knotenblech
ausgeführt. Dies ermöglicht eine Konstruktion des Untergestells mit außenliegenden
Versteifungselementen, die z.B. für Reparaturzwecke leichter zugänglich sind.
[0013] Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Schienenfahrzeug mit einem Untergestell,
welches gemäß mindestens einem der vorgenannten Patentansprüche ausgeführt ist. Erfindungsgemäße
Schienenfahrzeuge können auch noch während ihrer Nutzungszeit mit wenig Aufwand durch
Austausch und / oder veränderte Anordnung der Querträger in einfacher Weise an geänderte
Transportbedürfnisse angepasst werden.
[0014] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und
dazugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Figur 1: perspektivische Ansicht des aus einem Mittelträger und zwei endseitigen Kopfstücken
gebildeten Untergestells
Figur 2: perspektivische Detailansicht eines einzelnen Mittelträger-Segments
Figur 3: perspektivische Ansicht des aus einem Mittelträger und zwei endseitigen Kopfstücken
gebildeten Untergestells (analog wie Figur 1), mit einem zusätzlichen aus zwei Seitenauslegern
gebildeten Querträger
Figur 4: Detailansicht eines Seitenauslegers
Figur 5: perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Untergestells mit mehreren
Querträgern und zwei außenliegenden Zug-Druck-Bändern
[0015] In Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht des aus einem Mittelträger (3) und zwei
endseitigen Kopfstücken (1, 2) gebildeten Untergestells eines Schienengüterwagens
dargestellt. Die Kupplungen und Drehgestelle des Schienengüterwagens sind in bekannter
Weise im Bereich der Kopfstücke angeordnet. Da diese aber keine Bestandteile des erfindungsgemäßen
Untergestells im engeren Sinne sind, sind sie aus Gründen der Übersichtlichkeit in
den Figuren dieses Ausführungsbeispiels nicht dargestellt. Der Mittelträger (3) bildet
das zentrale Bauelement des Untergestells aus und weist zwei Endabschnitte an den
beiden distalen Enden im Bereich der Kopfstücke des Untergestells sowie einen zwischen
beiden Endabschnitten angeordneten zentralen Abschnitt auf. Das Querschnittsprofil
des zentralen Abschnitts ist größer als das Querschnittsprofil der beiden Endabschnitte.
Die Längsachse (A) des Untergestells bildet zugleich die Längsrichtung des Mittelträges
(3). Während die beiden Endabschnitte und der zentrale Abschnitt auf ihrer von den
Rädern entgegengesetzten Oberseite eine im Wesentlichen durchgehend ebene Auflagefläche
für eine oder mehrere Ladungsaufnahme-Einheiten ("FLU" bzw. "Freight Loading Unit")
ausbilden, bilden die Endabschnitte auf der hierzu gegenüberliegenden Unterseite einen
Freiraum für die Anordnung der Drehgestelle aus. Der Mittelträger (3) weist im zentralen
Abschnitt eine Mehrzahl von Mittelträger-Segmenten (4) auf, die zur Anbringung von
Seitenauslegern mittels lösbarer Bolzenverbindungen eingerichtet sind und somit als
zusätzliche Krafteinleitungselemente (neben der Krafteinleitung an den beiden distalen
Enden des Mittelträgers) ausgestaltet sind. Die Mittelträger-Segmente (4) sind ihrerseits
durch Zwischen-Segmente (7) getrennt, deren Rahmen-Stegbleche aus Gründen der Reduzierung
des Eigengewichts des Mittelträgers Aussparungen aufweisen. Die konkrete Ausgestaltung
des Mittelträgers, d.h. die Anzahl und relative Beabstandung der Mittelträger-Segmente
(4) zueinander, erfolgt bei der Konstruktion des Mittelträgers, indem in Abhängigkeit
von den Erfordernissen einer konkret für den Transport vorgesehenen Ladungsaufnahme-Einheit
die Anforderungen an die
[0016] Krafteinleitung in den Mittelträger ermittelt werden.
[0017] Weitere Details der konstruktiven Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Mittelträger-Segments
(4) sind in Figur 2 dargestellt. Dessen Umgrenzung ist in der Art eines Rahmens gebildet
aus einem sich in Längsrichtung des Mittelträgers erstreckendem Obergurt-Segment (41),
einem sich in Längsrichtung des Mittelträgers erstreckenden Untergurt-Segment (42)
und zwei die Ober- und Untergurt-Segmente verbindenden und sich in Längsrichtung des
Mittelträgers erstreckenden Rahmen-Stegblechen (43, 44). Ferner weisen die Rahmen-Stegbleche
(43, 44) des Mittelträger-Segments (4) an ihrer jeweiligen Außenseite eine Anlagefläche
(45) für einen Seitenausleger (5) auf, welche mit einer Vielzahl von Durchgangsbohrungen
(46) versehen ist. Diese Durchgangsbohrungen (46) dienen zur Befestigung eines Seitenauslegers
(5) am Mittelträger-Segment (4) mittels (im Ausführungsbeispiel aus Gründen der Übersichtlichkeit
nicht dargestellten) Rändelbolzen. Weiters weist das Mittelträger-Segment (4) ein
gegen die beiden Rahmen-Stegbleche (43, 44) abgestütztes Versteifungs-Stegblech (47)
auf, welches das Mittelträger-Segment (4) gegen Torsion um die Längsachse (A) des
Untergestells versteift.
[0018] In Figur 3 ist die aus Figur 1 bereits bekannte perspektivische Ansicht des aus einem
Mittelträger (3) und zwei endseitigen Kopfstücken (1, 2) gebildeten erfindungsgemäßen
Untergestells mit einem zusätzlichen Querträger dargestellt. Der Querträger ist gebildet
aus zwei zueinander achsensymmetrisch bezüglich der Längsachse (A) des Untergestells
bzw. des Mittelträgers beidseits an einem Mittelträger-Segment (4) angeordneten Seitenauslegern
(5). Anzahl und Positionierung der Seitenausleger sind in Figur 3 lediglich beispielhafter
Art. Ein erfindungsgemäßes Untergestell kann eine Mehrzahl derartiger Seitenausleger
an verschiedenen Positionen im Bereich des zentralen Abschnitts des Mittelträgers
(3) zwischen den beiden Kopfstücken (1, 2) aufweisen, die auch nicht notwendigerweise
paarweise beidseitig des Mittelträgers angeordnet sein müssen. Die konkrete Anzahl
und Positionierung der Querträger richtet sich nach den konstruktiven Erfordernissen
der jeweils auf das Untergestell aufzusetzenden Ladungsaufnahme-Einheit. Es ist für
den Fachmann problemlos nachvollziehbar, dass ein erfindungsgemäßes Untergestell im
Extremfall sogar ohne jeglichem Seitenausleger ausgeführt sein kann, sofern die Ladungsaufnahme-Einheit
im konkreten Sonderfall ohne zusätzliche Lasteinleitungspunkte am Mittelträger auskommt.
[0019] In Figur 4 ist ein Seitenausleger (5) in Detaildarstellung abgebildet. Jeder Seitenausleger
weist eine obere Abstützung (51), eine untere Abstützung (53) sowie stabilisierende
Gurtbänder (52) auf. Während die obere Abstützung (51) zur Anlage an der vertikalen
Anlagefläche eines Rahmen-Stegblechs (43, 44) des Mittelträger-Segments (4) und zur
Befestigung mittels Rändelbolzen gegen diese ausgebildet ist, ist die untere Abstützung
(53) zusätzlich zur horizontalen Auflage auf dessen Untergurt-Segment (42) eingerichtet.
Zusätzlich verfügt jeder Seitenausleger über einen Flansch zur Befestigung eines außenliegenden
Zug-Druck-Bandes (63). Oberhalb dieses Flanschs, d.h. in Verlängerung des Obergurtes
(7), ist ein seitlich nach außen, d.h. über den Außenlängsträgerhinaus hinaus, auskragendes
Scharnier zur Aufnahme eines Klappriegels (54) angeordnet. Der Klappriegel (54) dient
der Sicherung der Ladungsaufnahme-Einheit gegen Verrutschen und / oder Abheben.
[0020] In Figur 5 ist schließlich eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Untergestells
mit mehreren aus zueinander symmetrisch angeordneten Seitenauslegern gebildeten Querträgern
dargestellt, wobei alle Seitenausleger an ihren in Bezug auf das Mittelträger-Segment
(4) außenliegenden Enden mittels je einem Zug-Druck-Band (60, 62) je Fahrzeugseite
verbunden sind. Die Zug-Druck-Bänder (60, 63) fixieren die Seitenausleger gegen die
Längsbalken (61, 62) der Kopfstücke des Untergestells.
Bezugszeichenliste:
[0021]
- 1, 2
- Kopfstück
- 3
- Mittelträger
- 4
- Mittelträger-Segment
- 41
- Obergurt-Segment des Mittelträger-Segments (4)
- 42
- Untergurt-Segment des Mittelträger-Segments (4)
- 43, 44
- Rahmen-Stegbleche des Mittelträger-Segments (4)
- 45
- Anlagefläche
- 46
- Durchgangsbohrungen
- 47
- Versteifungs-Stegblech
- 5
- Seitenausleger
- 51
- obere Abstützung Seitenausleger
- 52
- Gurtband Seitenausleger
- 53
- untere Abstützung Seitenausleger
- 54
- Klappriegel
- 60,63
- Zug-Druck-Band
- 61, 62
- Längsbalken Kopfstück
- 7
- Zwischensegment
- A
- Längsachse Untergestell
1. Untergestell eines Schienenfahrzeuges, umfassend zwei auf Rädern abstützbare Kopfstücke
(1, 2) sowie einen die beiden Kopfstücke (1, 2) verbindenden Mittelträger (3), dessen
Längsachse (A) die Längsachse des Untergestells ausbildet, wobei der Mittelträger
(3) mindestens ein Mittelträger-Segment (4) aufweist, dessen Umgrenzung in der Art
eines Rahmens gebildet ist aus einem sich in Längsrichtung (A) des Mittelträgers erstreckendem
Obergurt-Segment (41), einem sich in Längsrichtung (A) des Mittelträgers erstreckenden
Untergurt-Segment (42) und zwei die Ober- und Untergurt-Segmente verbindenden und
sich in Längsrichtung (A) des Mittelträgers erstreckenden Rahmen-Stegblechen (43,
44),
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rahmen-Stegbleche (43, 44) des Mittelträger-Segments (4) an ihrer jeweiligen Außenseite
eine Anlagefläche (45) für einen Seitenausleger (5) des Untergestells mit Durchgangsbohrungen
(46) zur Aufnahme von den Seitenausleger (5) gegen das Mittelträger-Segment (4) sichernden
Befestigungsbolzen aufweisen, sowie das Mittelträger-Segment (4) mindestens ein das
Mittelträger-Segment (4) gegen Torsion um die Längsachse (A) verstärkendes Versteifungselement
(6) aufweist.
2. Untergestell eines Schienenfahrzeuges nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement (6) als ein gegen die beiden Rahmen-Stegbleche
(43, 44) abgestütztes Versteifungs-Stegblech (47) ausgeführt ist.
3. Untergestell eines Schienenfahrzeuges nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Versteifungselement als ein das Rahmen-Stegblech gegen das Untergurt-Segment
abstützendes Knotenblech ausgeführt ist.
4. Schienenfahrzeug mit einem Untergestell nach einem der Patentansprüche 1 bis 3.