DD287456A5 - Container-eckelemente - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf aus Manganstahl gefertigte Container-Eckelemente, die an den drei aeuszeren Seiten mit Anschluszoeffnungen versehen sind. Die Eckelemente sind aus solchen Stahlblechen gefertigt, in denen das Verhaeltnis Mn:C zwischen 8 und 12 liegt, der * hoechstens 0,04 * und der C-Gehalt hoechstens 0,2 * betraegt. Das Container-Eckelement wird aus Schalenelementen, die aus dem Stahlblech durch Kaltformung gefertigt wurden, und aus Abstandhalteeinlagen durch Schweiszung zusammengestellt. Die Masse und Toleranzen der Container-Eckelemente entsprechen aus den strengsten Vorschriften. Im Gegensatz zu den aus Stahlgusz gefertigten Eckelementen ist ihre Masse um etwa 10% kleiner, sie verlangen weniger Nachbearbeitung, und ihr Austausch innerhalb eines Containers ist einfach und schnell durchfuehrbar. Fig. 7{Container; Eckelemente; Manganstahl; Anschluszoeffnungen; Stahlblech; Schalenelement; Kaltformung; Abstandhalteeinlagen; Stahlgusz; Schweiszung}

Description

Hierzu 7 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgeblot der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf aus Manganstahl gefertigte Container-Eckelemente, die an den drei äußeren Seiten mit Anschlußöffnungen versehen sind.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die verschiedenen Conti ner-die nach ISO Vorschrift nach Maß (10 bis 40 Fuß Längenmaß) sowie Traglast (10; 20; 23 und 30Mp) kategorisiert sind -werden zum Transport von Stückgut, Schüttgut, Flüssigkeit usw. verwendet.

An den 8 Eckpunkten des Containers sind die Eckelemente zu finden, die das Anheben des Containers sowie das Verkoppeln der Container miteinander und mit dem Transportmittel in waagerechter und senkrechter Lage ermöglichen. Die Eckelemente sind in waagerechter und senkrechter Richtung mit Trägern verbunden, die aus gewalztem Blech oder Profilstahl gefertigt sind.

Neben der Möglichkeit der Bewegung, Anhebung und Verankerung der Container ist die Stapelungsmöglichkeit ein wichtiger Faktor.

Der bisher bekannten technischen Lösung gemäß werden die Eckelemente aus Stahlgut gefertigt, und die fertigen Gußstücke v/erden von den Containerherstellern im allgemeinen nur mit Hand geschweißt oder ger'ng mechanisiert an die waagerechten und senkrechten Träger geschweißt. Die Kontrolle der Schweißnähte ist schwierig und nicht genügend sicher. Bei der Beschädigung von Containern spielt neben des Bruches der Eckelemente eine immer größere Rolle das Reißen und Brechen der Schweißnähte. Bei den Reparaturen (z.B. Austausch d< r gebrochenen Eckelerrente) ist das Einhalten der ursprünglichen Maße.

und Spalten sehr schwierig und der Zeit- und Energie.' jfwand sehr hoch. Die Benutzer sind gezwungen, die schadhaften Container für länge ^-e Zeit aus dem Verkehr zu ziehen.

Im Fachblatt „Cargo Systems" vom Oktober 1985 wird über die bei See-Containern durchgeführten Proben der Eck-Gußelementu berichtet. An den Stahlguß-Eckelementen aus verschiedenen (.ändern der Welt wurden verschiedene Messungen und Prüfungen durchgeführt. Die Meßergebnisse von bei niedrigen Temperaturen nach Charpy durchgeführten Schlagarbeiten werden in der folgenden Tabelle angegeben:

Herstellung Schlagarbeit Temperatur

(Durchschnitt von3 Messungen) ⁰C

A 4,OJ -40

B 7,5J -40

C 14.5J -40

D 10,5 J -40

Ein gutes Material für Eckelemente muß den Vorschriften von ISO 1496/1 und/oder LR 1984 entsprechen, wo die vorgeschriebenen Wsrte bei -4O⁰C und „V" Einschnitt, mit Charpy-Methode

an 10 χ 10mmProbestab min34J

an10 χ 7,5 mn Probestab min28J

an 10 χ 5mm Probestab min 23 J

Aus der Tabelle geht hervor, daß keiner der Hersteller diese Forderungen erfüllt. So stellte sich heraus, daß einer der Mängel der nach dem heutigen Stand der Technik hergestell.en Eckelemente aus Stahlguß der nicht zufriedenstellende, bei niedrigen Temperaturen.gemessene Schlagarbeitswert ist.

In den letzten Jahren wurde ein Eckelement entwickelt, das bei einmaliger normalisierender Wärmebehandlung bei -5O⁰C den Schlagarbeitswert von KV_mi„ = 21J erreicht. Die Beschädigung der Eckelemente und deren Bruch tritt meistens jedoch nicht bei niedrigen Temperaturen auf. Nach Angaben vor allem von großen Eisenbahngesellschaften treten die Beschädigungen der Eckelemente bzw. Bruch der Schweißnähte zu den sich anschließenden Trägern im Bereich von positiven Temperaturen auf, und zwar durch groben Umschlag, Umlagerung bzw. während der Rangierung.

Aus der Materialzusammensetzung des Stahlgusses ergibt sieht, daß sich seine mechanischen Eigenschaften im negativen Temperaturbereich verschlechtern, zu dem sich diu dynamische Beanspruchung durch die grobe Behandlung hinzustellt. Diese zusammen führen zu Rissen und Brüchen und beschränken damitdie Umlaufmöglichkeit der Container. Vorgenommenen Messungen nach überschreitet der gemessene Geschwindigkeitsabnahmewert beim Bremsen den Wert von 4g/m/sec², was mehr als das Doppelte des eingeplanten Wertes ist. Deshalb werden oftmals beim Containerkauf höhere Werte vorgeschrieben. Aus den obigen Daten geht auch hervor, daß in die Container nur Eckelemente, die einem streng kontrollierten, qualitätssicheren Programm gemäß hergestellt wurden, eingebaut werden dürfen. Die Nachteile der bisher bekannten Stahlgußeckelemente sind ν e folgt:

- die Stahlgußtechnologie verlangt eine besondere Vorbereitung in Hinsicht auf Fachleute, Technik, Grund- und Hilfsmaterial, hat einen hohen Energiebedarf und ist '.euer,

- die Oberflächenfehler des Stahlgusses (Lunker, Einschlüsse, Risse) stellen sich bei der Bearbeitung der Eckelemente heraus. Die korrekte Beseitigung dieser Fehler ist kompliziert, schwierig, da Vorwärmung, besondere Schweißelektrode und erneute Wärmebehandlung nötig sind. Die Reparatur wird weiterhin dann erschwert, wenn der Fehler am fertigen Container wahrgenommen wird;

- damit die einzelnen Zugaben über die gewünschte Struktur und mechanischen Eigenschaften verfügen, ist eine Wärmebehandlung nötig, was mit weiterem Energieverbrauch verbunden ist;

- die Gußeckelemente müssen an mindestens 3 Seiten, - doch in Wirklichkeit - wegen der Basisebenen - an allen 6 Seiten bearbeitet werden;

- infolge der Gußtechnologie ist das Gewicht der Eckelemente zu hoch;

- die für einen Container benötigten 8 Eckelemente können nur mit vier verschiedenen Mustern, mit je gesonderter Formierung und gesondertem Guß hergestellt werden.

Aufgrund der aufgezählten Nachteile ist ersichtlich, daß die Herstellung von Eckelementen gemäß den gewünschten Ansprüchen keine einfache Aufgabe ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Gebrauchswerteigenschaften von Eckelementen der gattungsgemäßen Art auf kostengünstige Weise zu erhöhen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist, Container-Eckelemente herzustellen,

- die materiell, konstruktionsmäßig und technologisch zur Serienfertigung geeignet sind,

- die mit wenig Energieaufwand herzustellen sind, keine erneute Wärmebehandlung verlangen,

- die den Anforderungen für die Stapelung entsprechen und

- deren gemessener Schlagarbeitswert bei niedrigen Temperaturen den genormten Wert erreicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Eckelemente aus einem Stahlblech gefertigt werden, in dem das Verhältnis Mn:C einen Wert zwischen 8 und 12 hat, der (P + S)-InNaIt höchstens 0,04 Ma.-% und dar C-Gehalt höchstens 0,2 Ma.-% beträgt.

Weiterhin ist erfindungsgemäß, daß die Eckelemente aus aus dem Stahlblech durch Kaltformung gefertigten Schalenelementen und aus Abstandhalteeinlagen durch Schweißung zusammengestellt sind. Ebenfalls ist erfindungsgemäß, daß ihi e Schalenelemente durch Biegung und/oder Pressung gefertigt sind. Es ist auch etfindungscjemäß, daß ihre Schalenelemente und Abstandhalteeinlagen durch automatische Schweißung zusammengefügt sind.

Das Stahlblechmaterial der o.g. Zusammensetzung ist homogen, gut kantenbiegbar (R_m;„ = a/2 mm, wobei „a" die Materialstärke ist), und weist bei -40⁰C einen Schlagarbeitswert von KV_m;_n = 21J auf. Die aus solchem Material hergestellten Eckelemente haben eine geringere Wandstärke ais bei Stahlguß, deshalb ist es zweckmäßig, an den inneren Seiten der Verbindungsöffnungen Abstandhalteeinlagen anzubringen, die den Anschluß zu den Verankerungselementen sichern. Die das Grundmaterial der erfindungsgemäßen Eckelemente bildenden Stahlbleche sind von homogener Konstruktur auch senkrecht zur Walzrichtung und sind zur Verwirklichung der Kaltformungstechnologie geeignet, weisen einen Streckwert A5 von mehr als 22% und eine ausgezeichnete Kantenbiegung auf.

Die Maß- und Toleranzwerte der aus solchem Stahlblech gefertigten Eckelomento entsprechen auch den strengsten Vorschriften (z.B. ISO 1161). Ihr Maß ist im Verhältnis zu der der aus Stahlguß gefertigten Eckelemente zumindest um 10% kleiner, die Massenstreuung ist gegenüber der des geplanten Wertes niedriger als 2%. Die Eckelemente bonötigen wenig Nachbearbeitung, und ihr Austausch innerhalb des Containers ist einfach und schnell zu lösen. Einzelne Phasen der Herstellung sind auf hohem Niveau zu mechanisieren, somit kann auch die Robotertechnik angewandt werden, und die Produktion von hoher Genauigkeit sichert eine ausgezeichnete Reproduktionsmöglichkeit.

Die Herstellungstechnologie der Eckelemente beruht auf der einfacheren, energiesparenden Kaltformung. Somit werden die ausgestanzten Bleche kalt gebogen und zusammengestellt. Die Zusammenschweißung der einzelnen Elemente ist mit einem Schweißroboter durch einfache geometrische Linienführung horizontal zu lösen, die Bogenhaltungsstelle ist stabil und ist auch bei großer Stückzahl mit großer Genauigkeit wiederholbar. Nach Fertigstellung der Schweißung wird für die Eckelemente keine Wärmebehandlung benötigt.

Ausführungsbeispiele

Die erfindungsgemäße Lösung soll nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1: die Draufsicht und Seitenansicht sowie den Querschnitt an der Linie D-E der 2. Variante des Container-Eckelementes; Fig. 2: den Schnittbogen des Schalenelementes A der 2. Variante;.

Fig.3: den Schnittbogen des Schalenelementes B der 2. Variante;

Fig. 4: die Schalenelemente A und B zusammen mit Abstandhalteeinlagen der 2. Variante; Fig. 5: die Abstandhalteeinlagen C₁; C₂; C₃ und C₄ der 2. Variante;

Fig. 6: 'ein aus Schalenelementen A und B und Abstandhalteeinlagen gemäß der 1 .Variante zusammengestelltes Eckelement

und Fig.7: eine perspektivische Ansicht der 2.Variante,

Zwei Varianten der Zusammenstellung der erfindungsgemäßen Eckelemente aus Blech sind in den Fig. 1 bis 6 gezeigt. Bei der

2. Variante werden die 6 Seiten der Eckelemente aus zwei solchen dreiseitigen Schalenelementen zusammengestellt, deren 3 Seiten sich in drei Kanten und in einer gemeinsamen Spitze treffen. Bei der 1 .Variante treffen sich die Seiten der zwei dreiseitigen Elemente in 2 Kanten, d. h. die Elemente sind von U-Form.

Die 2. Variante des erfindungsgemäßen Eckelementes wird in Fig.7 in „gesprengter" Form perspektivisch vorgestellt, wo die 2 Schalenelemente A und B, die Abstandhalteeinlagen Ci; C₂ und C₄ und die Linie h-h die Biegekanten darstellen.

Die Eckelemente der unteren und oberen Ebene des Containers welchen lediglich in den Maßen der sich an ihrer kürzeren Seite befindlichen öffnungen voneinander ab, deshalb werden die Schalenelemente A mit zwei verschiedenen Öffnungen gefertigt.

Die Schalenelemente B sind in der unteren und oberen Reihe von identischer Ausführung vnd derart ausgebildet, daß sie mit dem Schalenelement Adas Eckelement bilden.

Das Schalenelement A ist mit geringer Modifikation ein Fertigprodukt. Es kann auch als Eckelement von Tankcontainern verwendet werden.

Masse und Toleranzen der in Fig. 1 bis β gezeigten Eckelemente entsprechen den Vorschriften von ISO 1161 des Jahres 1984,

- Länge L = 178 ± 1mm

- Breite B = 162 ± 1mm

- Höhe H = 118 ± 1mm

-Masse M = 9,60-9,75kg ± 2%(abhängigvonderVariante).

Die Eckelemente sind austauschbar, ja sogar gemäß Meßstufe zur Reparatur herstellbar.

Der I.Variante gemäß besteht das Eckelement aus einem Schalenelement A, das aus 10mm starkem Blech mit R_mIn = a/2 mm innerem Radius zu U-Profil gebogen ist, sowie aus einem Schalenelement B, das aus 8mm starkem Blech mit R_m:_n = a/2mm innerem Radius zu L-Profil gebogen ist. Am Schalenelement A sind die entsprechenden Öffnungen zu finden, am Schalenelement B gibt es keine Öffnung.

Die Abstandhalteeinlagen Ci; C₂ und C₄ der sich in der unteren Reihe befindlichen Eckelemente passen sich an die innere Seite der Öffnungen an, ihre Stelle wird mit Peilwerkzeug bestimmt. Die sich in der oberen Reihe befindlichen Eckelemente haben an den Schalenelementen A Abstandhalteeinlagen C₂; C₃ und C₄.

Durch Bestimmung des Öffnungsmaßes am Schalenelement A wird entschieden, ob das Eckelement in den oberen oder unteren Teil des Containers gelangt. Duch den Austausch der Biegerichtung oder durch die Drehung des Bleches kann man auch das Spiegelbild des Schalenelementes herstellen.

Die aufgezählten Teile werden im Peil werkzeug zusammengestellt und nach der Maßkontrolle mit Heftschweißnähten befestigt.

Danach kommt die einseitige, fortlaufende Schweißung der Ecknähte.

Als letzte Arbeitsphase wird die Bearbeitung der sich an der äußeren Seite der Öffnung befindlichen Zuleitungsschrrge (6 x 45°) durchgeführt.

Die Oberflächensäuberung der Eckelemente wi d im Fertigzustand durchgeführt.

Auch bei der 2. Variante wird dem Prinzip gefolgt, daß das Eckelement aus zwei Schalenelementen und drei Abstandhalteeinlagen besteht. Die Schalenelemente werden so aufgeteilt, daß sich an jeder Seite des Schalenelementes A eine Öffnung befindet. Diese Öffnungen werden an dem ausgebreiteten Schalenblech, alos noch vor der Biegung, ausgeschnitten.

Am Schalenelement B sind keine Öffnungen. Aus diesen beiden Schalenelementen werden die Eckelemente auf die unter der 1 .Variante beschriebene Art und Weise zusammengestellt.

Claims (4)

1. Container-Eckelemente aus Manganstahl, mit Anschlußöffnungen an den drei äußeren Seiten, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Stahlblech gefertigt äi.id, in dem das Verhältnis Mn:C einen Wert zwischen 8 und 12 hat, der (P + S)-Inhalt höchstens 0.04Ma.-% und der C-Gehalt höchstens 0,2Ma.-% beträgt.

2. Container-Eckelemente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus aus dem Stahlblech durch Kaltformung gefertigten Schalenelementen (A; B) und aus Abstandhalteeinlagen (C₁; C₂; C₃; C₄) durch Schweißung zusammengestellt sind.

3. Container-Eckelemente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalenelemente durch Biegung und/oder Pressung gefertigt sind.

4. Container-Eckelemente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Schalenelemente und Abstand!"':lteeinlagen durch automatische Schweißung zusammengefügt sind.