Schienenfahrzeug mit Drehgestell, Fahrzeugkasten und Schemelträger Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schienen fahrzeug mit Drehgestell, Fahrzeugkasten und Sche- melträger. Bei Eisenbahnwagen für den Personentrans port wird angestrebt, dass im Falle eines frontalen Zusammenstosses die mittlere Kastenpartie möglichst nicht beschädigt wird und die Kopfpartie allein durch ihre bleibende Deformation die ganze Stossenergie auf zunehmen vermag.
Da dabei auch auf die Drehgestelle grosse Verzögerungskräfte wirken, besteht die Gefahr, dass die Befestigung zwischen Drehgestell und Kasten ebenfalls so hoch beansprucht wird, dass der Verbin dungsteil, der sogenannte Schemelträger, beschädigt wird. Dieser Schemelträger ist bei den bekannten Aus führungen ein integrierender Bestandteil des Wagenka- sten-Untergestells. Beschädigungen desselben haben zeitraubende und teure Reparaturen zur Folge.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, diese zu sätzlichen Beschädigungen dadurch zu verhindern, dass der Schemelträger als vom Fahrzeugkasten getrennter, mit diesem wirkverbundener Teil ausgebildet ist mit dem Zweck, bei Zusammenstössen ein ersetzbares Soll- bruchelement zu bilden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstan des wird anschliessend anhand einer Figur erläutert, welche im Ausschnitt einen Querschnitt durch die Drehzapfenpartie eines Eisenbahnwagens zeigt. In die ser Figur ist ein Querträger 1 eines Drehgestellrahmens ersichtlich, welcher mittels Kastenpendeln 2 an seinen beiden Enden mit einem Wiegebalken 3 des Drehge- stellrahmens quer- und höhenverschiebbar befestigt ist.
An seinen beiden Enden ist der Wiegebalken 3 mit je einem Gleitlager 5 versehen, auf dessen Lagerebene sich je ein Lagerschuh 7 eines Schemelträgers 9 in Fahrtrichtung des Wagens hin und her bewegen und etwas verschwenken kann.
Im Mittelteil ist der Wiegebalken 3, beispielsweise durch Schweissung, mit einem zylindrischen Gehäuse 11 verbunden, das mit einem Einsatz 13 mit konischer Mittelbohrung 15 zur Aufnahme eines, doppelkegelför migen Drehzapfens 17 versehen ist. Der Schemelträger 9 seinerseits ist mit einem dem Gehäuse 11 entspre chenden Gehäuse 21 fest verbunden, z. B. ange- schweisst. Es dient der Aufnahme eines Einsatzes 19, in den der obere Teil des doppelkegelförmigen Zapfens 17, wie in der Figur ersichtlich, hineinragt.
Der schematisch dargestellte Wagenkasten 23 ist beidseitig mit Kastenauflagen 25 ausgerüstet, deren un tere Teile je ein Profileisen 27 tragen. Die unteren horizontal angeordneten Schenkel der Eisen 27 Unter greifen die freien Enden des Schemelträgers 9 und ver hindern damit beim Anheben des Wagens 23 aus irgend einem Grunde, dass dieser sich vom Schemel träger 9 und damit vom Drehgestellrahmen lösen kann. An seinen beiden äussern Enden ist der Schemelträger 9 mit je einer Stütze 29 versehen, welche zur Auf nahme je eines Rundbolzens 33 mit vertikaler Achse oder eines, beispielsweise metallisch verstärkten, gum mielastischen Elementes mit einer Bohrung 35 verse hen ist.
Der über die Bohrung 35 hinausragende Teil des Bolzens 33 steckt auf der einen Wagenseite in einem Schlitz 31 der Kastenauflage 25, während auf der andern Seite anstelle des Schlitzes eine Bohrung 32 entsprechend dem Durchmesser des Bolzens 33 vorge sehen ist. Dies erlaubt dem Schemelträger 9 gewisse Verformungen, ohne dass der Wagenkasten 23 in Mit leidenschaft gezogen wird.
Der Schemelträger 9 stützt sich beiderseits über die seitlichen Lagerschuhe 7 auf den Wiegebalken 3 des Drehgestells ab und ist mit diesem durch den Drehzap fen 5 so verbunden, dass sie sich gegeneinander nur um die gemeinsame, mittlere Hochachse 37 drehen können. Der Wagenkasten 23 liegt also beidseitig auf den Kastenauflagen 25 auf und wird durch die Bolzen 33 in Längs- und Querrichtung mitgenommen.
Die Verbindung zwischen dem Schemelträger 9 und dem Kasten 23 ist im übrigen beidseitig so ausge bildet, dass bei überschreiten vorbestimmter kritischer Längskräfte der Schemelträger 9 verbogen oder zer stört werden kann, ohne dass weitere Teile, insbeson- dere des Kastenuntergestells, ernsthaft beschädigt wer den.
Die Federung und das eigentliche Fahrwerk sind in der Figur nicht dargestellt. Der gezeigte Aufbau und die Anordnung des Schemelträgers können bei den verschiedensten Bauarten von Drehgestellen Anwen dung finden. Sie sind unabhängig vom System der Federung und sind daher beispielsweise verwendbar bei Drehgestellen mit Schrauben-, Drehstab-, Gummi- und Luftfedern, sowie mit und ohne Wiegenpendel.
Tritt eine Stossbeanspruchung in der vorbeschrie- benen Art auf, so wird dieser Schemelträger 9 von einer Kraft, welche eine vorbestimmte Grenzkraft überschreitet, bleibend deformiert, oder er bricht bei einer noch grösseren Kraft. Da der Schemelträger 9 als Sollbruchelement ausgebildet ist, treten bei dessen De formation oder Bruch keine schwer zu reparierenden Beschädigungen am Kastenuntergestell oder am Dreh gestell auf.
Der Hauptvorteil dieser Konstruktion liegt in der möglichen, kurzzeitigen Wiederherstellung durch das Auswechseln eines beschädigten Schemelträgers. Damit werden langwierige Reparaturarbeiten am Kastenunter gestell vermieden. Der Schemelträger ist als Biegeträ ger in der Lage, eine beträchtliche Deformation aufzu nehmen. Eine vorteilhafte Nebenwirkung wird durch die verhältnismässig tiefe Anlenkung des Drehzapfens 17 und die damit zusammenhängende kleine Achslast- änderung bei auftretenden Brems- und Antriebskräften erreicht werden.
Dazu ist es vorteilhaft, den Wiegebal- ken 3 z. B. im Bereiche der Horizontalebene durch die Radachsen (nicht dargestellt) zu legen oder, sofern es die Konstruktion erlaubt, noch tiefer. Auch dient diese Anordnung dem Leichtbaugedanken, da der Schemel träger 9 aus funktionsmässigen Gründen verhältnis- mässig hoch beansprucht werden muss und schon allein daher leicht wird und als Sollbruchstelle wirken kann.
Bei der Formgebung, der Berechnung und der Her stellung des Schemelträgers ist sorgfältig vorzugehen, damit die theoretisch angenommene Grenzlast, welche bei einer Beschleunigung in der Grössenordnung von etwa 6 g liegt, auch in Wirklichkeit möglichst genau erreicht wird, d. h. mit andern Worten, die bleibende Deformation des Schemelträgers 9 gerade bei dieser Grenzlast beginnt. Im weiteren ist ein Material zu wäh len, dessen Streckgrenze in möglichst engen Grenzen bekannt ist.
Durch den Einbau eines derartigen vom Fahrzeug kasten getrennten Schemelträgers kann die Reparatur des ganzen Wagens wesentlich beschleunigt werden. Auch sind nachher an dieser wichtigen Verbindungs- stelle keine Teile vorhanden, die durch Deformationen und Richtarbeiten eine nicht mehr zuverlässig bestimm bare Festigkeit aufweisen.
Rail vehicle with bogie, vehicle body and bolster support The present invention relates to a rail vehicle with bogie, vehicle body and bolster beam. In the case of railroad cars for passenger transport, the aim is that in the event of a frontal collision, the middle box section is not damaged as much as possible and the head section is able to absorb the entire impact energy solely through its permanent deformation.
Since great deceleration forces also act on the bogies, there is a risk that the fastening between the bogie and the box is also stressed so much that the connecting part, the so-called bolster support, is damaged. In the known designs, this bolster support is an integral part of the car body underframe. Damage to it results in time-consuming and expensive repairs.
The aim of the present invention is to prevent this additional damage in that the bolster support is designed as a part that is separate from the vehicle body and that is operatively connected to it, with the purpose of forming a replaceable predetermined breaking element in the event of collisions.
An embodiment of the subject matter of the invention is explained below with reference to a figure which shows a section of a cross section through the pivot part of a railroad car. In this figure, a cross member 1 of a bogie frame can be seen, which is fastened transversely and vertically displaceably by means of box pendulums 2 at its two ends to a weighing beam 3 of the bogie frame.
At its two ends, the weighing beam 3 is provided with a sliding bearing 5, on the bearing level of which a bearing shoe 7 of a bolster carrier 9 can move back and forth in the direction of travel of the car and can pivot slightly.
In the middle part, the weighing beam 3 is connected, for example by welding, to a cylindrical housing 11 which is provided with an insert 13 with a conical central bore 15 for receiving a pivot 17, double-conical. The stool support 9 in turn is firmly connected to a housing 11 corre sponding housing 21, for. B. welded on. It serves to accommodate an insert 19 into which the upper part of the double-conical pin 17, as can be seen in the figure, protrudes.
The car body 23 shown schematically is equipped on both sides with box supports 25, the lower parts of which each carry a profile iron 27. The lower horizontally arranged legs of the iron 27 sub grip the free ends of the stool support 9 and thus prevent ver when lifting the carriage 23 for whatever reason that it can detach from the stool carrier 9 and thus from the bogie frame. At its two outer ends, the stool support 9 is each provided with a support 29, which is hen to take on a round pin 33 with a vertical axis or a, for example, metallically reinforced, gum mielastic element with a bore 35 verses.
The protruding over the bore 35 part of the bolt 33 is on the one side of the car in a slot 31 of the box support 25, while on the other side instead of the slot a hole 32 corresponding to the diameter of the bolt 33 is easily seen. This allows the stool support 9 certain deformations without the car body 23 is affected with.
The stool support 9 is supported on both sides via the lateral bearing shoes 7 on the weighing beam 3 of the bogie and is connected to it by the pivot 5 so that they can only rotate around the common, central vertical axis 37. The car body 23 rests on both sides of the box supports 25 and is carried along by the bolts 33 in the longitudinal and transverse directions.
The connection between the stool support 9 and the box 23 is designed on both sides so that if predetermined critical longitudinal forces are exceeded, the stool support 9 can be bent or destroyed without serious damage to other parts, in particular the box underframe.
The suspension and the actual chassis are not shown in the figure. The structure shown and the arrangement of the bolster support can be used in a wide variety of types of bogies. They are independent of the suspension system and can therefore be used, for example, on bogies with screw, torsion bar, rubber and air springs, as well as with and without a cradle pendulum.
If an impact load of the type described above occurs, this stool support 9 is permanently deformed by a force which exceeds a predetermined limit force, or it breaks if the force is even greater. Since the stool support 9 is designed as a predetermined breaking element, no hard-to-repair damage to the box frame or the bogie occurs when the deformation or breakage occurs.
The main advantage of this design lies in the possible short-term restoration by replacing a damaged bolster beam. This avoids lengthy repair work on the box base. The stool support is as a Biegeträ ger able to take up a considerable deformation. An advantageous side effect is achieved by the relatively deep articulation of the pivot pin 17 and the associated small change in axle load when braking and driving forces occur.
For this purpose, it is advantageous to use the weighing beam 3 z. B. in the area of the horizontal plane through the wheel axles (not shown) or, if the design allows, even lower. This arrangement also serves the idea of lightweight construction, since the stool support 9 has to be subjected to relatively high loads for functional reasons and is therefore light and can act as a predetermined breaking point.
When shaping, calculating and manufacturing the stool support, care must be taken so that the theoretically assumed limit load, which is in the order of magnitude of 6 g at an acceleration, is achieved as precisely as possible in reality, i.e. H. in other words, the permanent deformation of the stool support 9 just begins at this limit load. In addition, a material is to be chosen whose yield point is known within the narrowest possible limits.
By installing such a box carrier separate from the vehicle, the repair of the entire car can be significantly accelerated. Also afterwards there are no parts at this important connection point that have a strength that can no longer be reliably determined due to deformation and straightening work.