DE102021005703B4 - vehicle frame - Google Patents
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Abstract
Der Rahmen (1) eines Eisenbahnwagens (100) wird aus einer Fahrzeuglängsseite (7) sowie einer Rahmenquerseite (8) gebildet, wobei die Fahrzeuglängsseite (7) aus mehreren gleichen Tragrohren (9) besteht, die in einer horizontalen Ebene (10) liegen und die Rahmenquerseite (8) innerhalb des Eisenbahnlichtraummaßes liegt, The frame (1) of a railroad car (100) consists of a longitudinal side (7) and a transverse side (8) of the vehicle, the longitudinal side (7) of the vehicle consisting of several identical support tubes (9) which lie in a horizontal plane (10) and the transverse side of the frame (8) lies within the railway gauge,
Description
Gebiet der Erfindungfield of invention
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugrahmen, insbesondere den Rahmen eines Eisenbahnwagens, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Der Rahmen umfasst bevorzugt Radsätze und/oder Puffer und/oder zumindest ein Zugmittel für den Eisenbahnbetrieb. Die Erfindung betrifft außerdem ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 12.The invention relates to a vehicle frame, in particular the frame of a railroad car, according to the preamble of claim 1. The frame preferably comprises wheel sets and/or buffers and/or at least one traction mechanism for railroad operations. The invention also relates to a manufacturing method according to
Technologischer HintergrundTechnological background
Zum Transport von Gütern auf der Schiene werden seit Jahren Eisenbahnwagen eingesetzt. Diese Eisenbahnwagen bestehen aus Metallen respektive Metalllegierungen.
Oft wird dabei Eisen (Fe) verwendet, wobei Schweißkonstruktionen verwendet werden, welche meist ein hohes Gewicht aufweisen.
So wird etwa in der
Iron (Fe) is often used, with welded constructions being used, which are usually very heavy.
So will about in the
BeschreibungDescription
Vor diesem Hintergrund besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, das Gewicht des Fahrzeugrahmens zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird durch einen Fahrzeugrahmen nach Anspruch 1 gelöst.
Demnach wird vorgeschlagen, den Fahrzeugrahmen, insbesondere den Eisenbahnwagen, aus einem Material herzustellen, dass ein niedrigeres spezifisches Gewicht als die gängigen Metalle, insbesondere Eisen, besitzt.
Durch die Gewichtsreduzierung des Rahmens wird die Transportkapazität der Eisenbahnwagen größer und die Logistikkosten gesenkt. Des Weiteren kann der Eisenbahnwagen aufgrund des deutlich niedrigeren Eigengewichts auch im Zweiwegebetrieb eingesetzt werden. Dadurch können weitere Kostenvorteile in der Logistik erreicht werden, wobei Umwelt- und Nachhaltigkeitsaspekte deutlich gestärkt werden.Against this background, the object on which the invention is based is to reduce the weight of the vehicle frame.
This object is achieved by a vehicle frame according to claim 1.
Accordingly, it is proposed to produce the vehicle frame, in particular the railroad car, from a material that has a lower specific weight than the common metals, in particular iron.
By reducing the weight of the frame, the transport capacity of the railway wagons is increased and the logistics costs are reduced. Furthermore, the railway wagon can also be used in two-way operation due to its significantly lower dead weight. As a result, further cost advantages can be achieved in logistics, with environmental and sustainability aspects being significantly strengthened.
Es ist vorgesehen, dass der aus Metall (Fe) bestehende Rahmen des Fahrzeugs respektive des Eisenbahnwagens durch ein Material mit niedrigerem spezifischen Gewicht ersetzt wird, wobei der Rahmen aus einfachen Profilen kostengünstig herstellbar ist..
Der Rahmen des Eisenbahnwagens ist bevorzugt ausgestattet mit Schienenradsätzen, mit Federpaketen, mit Puffer, mit einer Bremsanlage und mit zumindest einem Zugmittel.It is planned that the metal (Fe) frame of the vehicle or railway carriage will be replaced by a material with a lower specific weight, with the frame being able to be produced inexpensively from simple profiles.
The frame of the railroad car is preferably equipped with rail wheel sets, with spring assemblies, with a buffer, with a braking system and with at least one traction mechanism.
Der Rahmen ist bevorzugt rechteckig gebildet und umfasst Profile in Längsrichtung und in Querrichtung. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung dargestellt, in der beispielhaft ein Fahrzeugrahmen dargestellt ist.The frame is preferably rectangular in shape and comprises longitudinal and transverse profiles. Further refinements result from the dependent claims.
The invention is illustrated below with reference to a drawing in which a vehicle frame is illustrated by way of example.
Figurenlistecharacter list
In der Zeichnung zeigen die
-
1 . eine Vorderansicht des Rahmens -
2 . eine Draufsicht des Rahmens -
3 . ein Kastenprofil -
4 . ein Tragrohr und -
5 . eine runde Aussteifung.
-
1 . a front view of the frame -
2 . a top view of the frame -
3 . a box profile -
4 . a support tube and -
5 . a round brace.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsbeispielenDetailed description of exemplary embodiments
Die
Der Rahmen (1)
Die Tragrohre (9)
Der Rahmen (1) des Eisenbahnwagens (100) wird als Steckverbindung (101) ausgeführt und besteht aus einem Material, das leichter als Fe ist. Zudem besteht der Rahmen (1) insbesondere aus Carbon und die Verbindungsmittel bestehen insbesondere aus einem Klebstoff.
Das Tragrohr (9) ist mit einem umlaufenden Nutenpaar (18), mit einem Nutendurchmesser (D) und mit einem Nutenabstand (A) ausgebildet.
Die runde Aussteifung (25)
Des Weiteren ist das Tragrohr (9) mit mehreren umlaufenden Nutenpaaren (18) ausgebildet, die entlang der Fahrzeuglängsseite (7) des Tragrohres (9) sitzen, wobei jedes dieser umlaufenden Nutenpaare (18) unterschiedliche Nutenabstände (A) besitzen kann. Die Form der umlaufenden Nutenpaare (18) kann aus unterschiedlichen geometrischen Formen bestehen.The
The frame (1)
The support tubes (9)
The frame (1) of the railroad car (100) is designed as a plug connection (101) and consists of a material that is lighter than Fe. In addition, the frame (1) consists in particular of carbon and the connecting means consist in particular of an adhesive.
The support tube (9) is designed with a circumferential pair of grooves (18), with a groove diameter (D) and with a groove spacing (A).
The round bracing (25)
Furthermore, the supporting tube (9) is designed with several peripheral pairs of grooves (18) that sit along the longitudinal side (7) of the supporting tube (9) of the vehicle, each of these peripheral pairs of grooves (18) being able to have different groove spacings (A). The shape of the peripheral pairs of grooves (18) can consist of different geometric shapes.
Die umlaufenden Nutenpaare (18) entlang der Fahrzeuglängsseite (7) sind zueinander durch gleiche oder insbesondere unterschiedliche Abstände getrennt. Die Nutendurchmesser (D) sind in den einzelnen umlaufenden Nutenpaaren (18) gleich, können aber abhängig von der Größe der einzelnen Tragrohre (9) in den unterschiedlichen umlaufenden Nutenpaaren (18) entlang der Fahrzeuglängsseite (7) variieren.
Alle umlaufenden Nutenpaare (18) der Tragrohre (9) haben im Rahmen (1) des Eisenbahnwagens (100) entlang der Fahrzeuglängsseite (8) zueinander gleiche oder unterschiedliche Abstände in Abhängigkeit der Funktion des Rahmens (1) und sind in einer Flucht zur Rahmenquerseite (8).The peripheral pairs of grooves (18) along the longitudinal side (7) of the vehicle are separated from one another by equal or, in particular, different distances. The groove diameters (D) are the same in the individual circumferential pairs of grooves (18), but can vary depending on the size of the individual support tubes (9) in the different circumferential pairs of grooves (18) along the longitudinal side (7) of the vehicle.
All peripheral pairs of grooves (18) of the support tubes (9) have the same or different distances from one another in the frame (1) of the railroad car (100) along the longitudinal side (8) of the vehicle, depending on the function of the frame (1) and are aligned with the transverse side of the frame ( 8th).
Das biegesteife sowie verwindungssteife Kastenprofil (11) besteht aus Flachmaterial und wird durch die Kastenlänge (12), die Kastenhöhe (13) und durch die Kastentiefe (14) bestimmt. Das Kastenprofil (11) ist mit mehreren durchgehenden Kastenlöchern (15) ausgestattet, wobei die Kastenlöcher (15) entlang der Kastentiefe (14) durch das Kastenprofil (11) führen und senkrecht zur horizontalen Ebene (10) stehen. Das Kastenprofil (11) wird im Mittelpunkt der Kastenlöcher (15) durch die horizontale Ebene (10) in einen oberen Kasten (16) und in einen unteren Kasten (17) geteilt.
Die Kastenlöcher (15) können unterschiedliche Durchmesser besitzen, wobei sie abhängig sind von der Größe der Tragrohre (9). Die Anzahl der Kastenlöcher (15), die Durchmesser der Kastenlöcher (15), der Abstand der Kastenlöcher (15) zueinander in Richtung der Rahmenquerseite (8) sowie die Abstände der Kastenlöcher (15) zum Rand des Kastenprofils (11) in Richtung der Rahmenquerseite (8) wird durch die Funktion sowie durch die Statik des Rahmens (1) bestimmt.
Der obere Kasten (16) sowie der untere Kasten (17) besteht bevorzugt aus Flachmaterial.
Der obere Kasten (16) besteht aus einem Oberteil, zwei Seitenteile, zwei Kopfteile und wird mittels Verbindungsmittel zu einem Bauteil. Der obere Kasten (16) wird mit Aussteifungen ausgestattet, um die Biegesteifigkeit und die Verwindungssteifigkeit zu erhöhen. Die Verbindungsmittel des oberen Kastens (16) werden in einen Autoklav ausgehärtet.
Der untere Kasten (17) besteht aus einem Unterteil, zwei Seitenteile, zwei Kopfteile und wird mittels Verbindungsmittel zu einem Bauteil. Der untere Kasten (17) wird mit Aussteifungen ausgestattet, um die Biegesteifigkeit und die Verwindungssteifigkeit zu erhöhen. Die Verbindungsmittel des unteren Kastens (17) werden in einen Autoklav ausgehärtet.
Die unteren Kästen (17) werden entlang der Fahrzeuglängsseite (7) abhängig von der Funktion des Rahmens in gleiche oder in unterschiedlichen Abständen zueinander aufgestellt. Anschließend werden die umlaufenden Nutenpaare (18) der Tragrohre (9) und die umlaufende Nut (26) der runden Aussteifung (25) mit dem Verbindungsmittel in die unteren Kastenprofile (17) eingelegt, sodass die Tragrohre (9) sowie die runden Aussteifungen (25) horizontal verriegelt sind.The rigid and torsion-resistant box profile (11) consists of flat material and is determined by the box length (12), the box height (13) and the box depth (14). The box section (11) is provided with a plurality of continuous box holes (15), the box holes (15) passing through the box section (11) along the box depth (14) and being perpendicular to the horizontal plane (10). The box profile (11) is divided in the center of the box holes (15) by the horizontal plane (10) into an upper box (16) and a lower box (17).
The box holes (15) can have different diameters, depending on the size of the support tubes (9). The number of box holes (15), the diameter of the box holes (15), the distance between the box holes (15) in the direction of the transverse side of the frame (8) and the distances of the box holes (15) to the edge of the box section (11) in the direction of the transverse side of the frame (8) is determined by the function and the statics of the frame (1).
The upper box (16) and the lower box (17) are preferably made of flat material.
The upper box (16) consists of an upper part, two side parts, two head parts and is made into one component by means of connecting means. The upper box (16) is equipped with stiffeners to increase the flexural and torsional rigidity. The fasteners of the top box (16) are cured in an autoclave.
The lower box (17) consists of a bottom part, two side parts, two head parts and is made into one component by means of connecting means. The lower box (17) is equipped with stiffeners to increase the flexural and torsional rigidity. The lower box (17) fasteners are cured in an autoclave.
The lower boxes (17) are placed along the longitudinal side (7) of the vehicle at equal or different distances from one another, depending on the function of the frame. Then the circumferential pairs of grooves (18) of the support tubes (9) and the circumferential groove (26) of the round reinforcement (25) are inserted into the lower box profiles (17) with the connecting means, so that the support tubes (9) and the round reinforcements (25 ) are locked horizontally.
Die Steifigkeit des Rahmens (1) ist zudem abhängig von dem Durchmesser des Tragrohres (9) zu dem Nutendurchmesser (D) des Nutenpaares (18). Je größer dieser Abstand ist, umso größer ist die Steifigkeit des Rahmens (1). Darauf folgend werden die oberen Kästen (16) in die umlaufenden Nutenpaare (18) der Tragrohre (9) mit dem Verbindungsmittel eingesetzt, sodass die oberen Kästen (16) horizontal verriegelt sind. Zudem sind die unteren Kästen (17) mit den oberen Kästen (16) durch ein Verbindungsmittel, insbesondere Epoxidharz, miteinander verbunden.
Durch das Einlegen der Tragrohre (9) mit den umlaufenden Nutenpaaren (18) in die unteren Kästen (17) sowie durch das Einsetzen der oberen Kästen (16) in die umlaufenden Nutenpaare (18) der Tragrohre (9) wird durch die Verbindungsmittel eine nicht lösbare Steckverbindung (101) erzeugt.
Die Tragrohre (9) können durch andere Profilformen ersetzt werden.
Zudem sind unterhalb auf beiden Seiten des Rahmens (1) unterspannte Träger (19) an den unteren Kästen (17) durch Verbindungsmittel miteinander befestigt, wobei die unterspannten Träger (19) durch Querriegel (20) in Richtung der Rahmenquerseite (8) miteinander verbunden sind. Durch die Verbindungsmittel wird eine nicht lösbare Verbindung erzeugt. Durch die unterspannten Träger (17) wird die Biegesteifigkeit und damit die Tragfähigkeit des Rahmens (1) erhöht.The rigidity of the frame (1) also depends on the diameter of the support tube (9) and the groove diameter (D) of the pair of grooves (18). The greater this distance, the greater the rigidity of the frame (1). The upper boxes (16) are then inserted into the peripheral pairs of grooves (18) of the support tubes (9) with the connecting means, so that the upper boxes (16) are locked horizontally. In addition, the lower boxes (17) are connected to the upper boxes (16) by a connecting means, in particular epoxy resin.
By inserting the support tubes (9) with the circumferential pairs of grooves (18) in the lower boxes (17) and by inserting the upper boxes (16) in the circumferential pairs of grooves (18) of the support tubes (9), the connecting means create a non detachable connector (101) generated.
The support tubes (9) can be replaced by other profile shapes.
In addition, underneath on both sides of the frame (1) trussed beams (19) are attached to the lower boxes (17) by connecting means, the trussed beams (19) being connected to one another by crossbars (20) in the direction of the transverse side (8) of the frame . A non-detachable connection is created by the connecting means. The flexural rigidity and thus the load-bearing capacity of the frame (1) are increased by the girders (17) under tension.
Des Weiteren sind auf beiden Seiten unterhalb des Rahmens (1) Kulissenführungen (23) durch Verbindungsmittel am Rahmen (1) befestigt. Dadurch werden die Schienenradsätze (4) während der Fahrt in den Kulissenführungen (23) gehalten. In den Kulissenführungen (23) werden die Schienenradsätze (4) in eine Auf und Ab Bewegung geführt, wobei die Schienenradsätze (4) ihre Bewegungen an die Federpakete (5) weiterleiten. Die Federpakte (5) sind über Befestigungspunkten (22) an den Profilen (21) befestigt. Zudem sind die Profile (21) unter dem Rahmen (1) mit Verbindungsmittel befestigt und bilden eine nicht lösbare Steckverbindung.Furthermore, link guides (23) are fastened to the frame (1) by connecting means on both sides below the frame (1). As a result, the rail wheel sets (4) are held in the slotted guides (23) while driving. The rail wheel sets (4) are guided in an up and down movement in the slotted guides (23), with the rail wheel sets (4) transmitting their movements to the spring assemblies (5). The spring packs (5) are attached to the profiles (21) via attachment points (22). In addition, the profiles (21) are fastened under the frame (1) with connecting means and form a non-detachable plug-in connection.
Um den Nutzen des Rahmens (1) für die Begehung oder zum Transport von Gütern zu erweitern, werden Bodenplatten (24), bevorzugt aus Carbon, auf den oberen Kästen (16) der Kastenprofile (11) des Eisenbahnwagens (100) mittels Verbindungsmittel befestigt.In order to extend the use of the frame (1) for inspection or for transporting goods, floor panels (24), preferably made of carbon, are attached to the upper boxes (16) of the box sections (11) of the railroad car (100) using fasteners.
Nach Fertigstellung des kompletten Rahmens (1) wird dieser zum Aushärten des Klebstoffs in einen Autoklav gestellt.After completing the complete frame (1), it is placed in an autoclave for the adhesive to harden.
BezugszeichenlisteReference List
- 1.1.
- - Rahmen- Frame
- 2.2.
- - Puffer- Buffer
- 3.3.
- - Bremsanlage- braking system
- 4.4.
- - Schienenradsätze- Rail wheelsets
- 5.5.
- - Federpakete- Spring packs
- 6.6.
- - Zugmittel- traction means
- 7.7.
- - Fahrzeuglängsseite- Long side of vehicle
- 8.8th.
- - Rahmenquerseite- frame transverse side
- 9.9.
- - Tragrohr- support tube
- 10.10
- - horizontale Ebene- horizontal plane
- 11.11.
- - Kastenprofil- Box section
- 12.12.
- - Kastenlänge- chest length
- 13.13.
- - Kastenhöhe- box height
- 14.14
- - Kastentiefe- Box depth
- 15.15
- - Kastenloch- box hole
- 16.16
- - oberer Kasten- upper box
- 17.17
- - unterer Kasten- lower box
- 18.18
- - umlaufende Nutenpaare- Circumferential pairs of grooves
- 19.19
- - unterspannter Träger- understretched beam
- 20.20
- - Querriegel- cross bar
- 21.21
- - Profile- Profiles
- 22.22
- - Befestigungspunkte- Attachment points
- 23.23
- - Kulissenführung- Link guide
- 24.24
- - Bodenplatte- bottom plate
- 25.25
- - runde Aussteifung- round bracing
- 26.26
- - umlaufende Nut- circumferential groove
- 27.27
- - Winkel A - Angle A
- 100.100
- - Eisenbahnwagen- railway carriage
- 101.101
- - Steckverbindung- plug connection
- AA
- - Nutenabstand- Groove spacing
- DD
- - Nutendurchmesser- Groove diameter
- D1D1
- - Nutdurchmesser- Groove diameter
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102021005703.1A DE102021005703B4 (en) | 2021-11-18 | 2021-11-18 | vehicle frame |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102021005703.1A DE102021005703B4 (en) | 2021-11-18 | 2021-11-18 | vehicle frame |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102021005703A1 DE102021005703A1 (en) | 2023-05-25 |
| DE102021005703B4 true DE102021005703B4 (en) | 2023-06-01 |
Family
ID=86227424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102021005703B4 (en) |
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2021
- 2021-11-18 DE DE102021005703.1A patent/DE102021005703B4/en active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE102021005703A1 (en) | 2023-05-25 |
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