Drehgestellrahmen Technisches Gebiet

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

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 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.

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

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

Diese Aufgabe wird durch einen Drehgestellrahmen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen

abhängigen Ansprüchen definiert.

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

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.

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.

Eine Ausführungsform des Drehgestellrahmens sieht vor, 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 mittleren (inneren) Querträger übergehen. Dies könnte grundsätzlich etwa durch Verschweißen der Untergurte der Längsträger mit den Obergurten der

Querträger im Bereich der Querträger verwirklicht werden.

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.

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

Eine mögliche Ausführungsform des Übergangs zwischen Längsund 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.

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

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

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 .

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. 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.

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.

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.

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 :

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 Obergurt des äußeren Querträgers 3 Ausnehmungen des Obergurts 8

Seitenwand des äußeren Querträgers 3