DE60100073T2 - Lastbodenstruktur für einen Eisenbahngüterwagen - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen wenigstens im wesentlichen flachen Boden für einen Eisenbahngüterwagen, umfassend Längsbalken entlang der Längsseiten eines Güterwagens, dazwischen angeordnete Bodenträger sowie eine auf den Bodenträgern aufliegende Bodenplatte.
• In der Regel sind die Böden von Eisenbahngüterwägen, einschließlich der Trägerelemente hierfür, aus einer flachen Bodenplatte entweder aus Stahlblech oder Platten oder ähnlichem, zusammengesetzt, die von unten zuerst von einer Anzahl Längsträgern gestützt werden, welche ihrerseits von einer Anzahl Querträgern gestützt werden, die wiederum an ihren Enden an zwei Längsbalken befestigt sind, die sich entlang der Längsseiten eines Eisenbahngüterwagens befinden und eine Länge aufweisen, die sich über den gesamten Wagen erstreckt. Beispiele solcher herkömmlicher Bodenaufbauten sind beschrieben in der Veröffentlichung US-3,856,344, in der ein Straßenanhänger beschrieben wird, oder in groben Zügen in der Veröffentlichung DE-33 12 001 A1, worin eine Bodenplatte von einer Anzahl von I-Balken getragen wird, die längs dem Wagen und angrenzend aneinander angeordnet sind, welche wiederum von I-Balken quer zum Wagen getragen werden, die ihrerseits wieder an Längsträgern befestigt sind, die entlang den Seiten eines Wagens angeordnet sind. Die in den zitierten Veröffentlichungen offenbarte Bodenstruktur basiert demnach auf einem Fachwerkrahmensystem. Der beschriebene Boden ist in der Tat steif, wie herkömmlicher Weise verlangt, und ein solcher Boden kann eine ausreichende Festigkeit haben, doch ist er kompliziert und extrem schwer, und seine Herstellung ist ein ziemlich langwieriger Prozess. Außerdem weisen die Bodenträger Stellen auf, die dazu neigen, nicht so sehr Wasser als vielmehr bestimmte Mengen an Schmutz oder ähnlichem anzusammeln.
• Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Boden für einen Eisenbahngüterwagen zu schaffen, der eine möglichst einfache und leicht zusammen zu stellende Struktur aufweist, die darüber hinaus deutlich leichter als die früher bekannten Fachwerkkonstruktionen wäre. In dieser Spezifikation bezieht sich Boden auf eine Kombination, umfassend ein Strukturelement, das eine Oberfläche für den Boden bildet, und Balken und/oder Profile, welche den Boden innerhalb seiner Grenzen tragen. Ein zweites Ziel der Erfindung liegt darin, dass der Boden trotzdem ausreichend belastbar sein muss. Ein drittes Ziel der Erfindung ist eine Bodenstruktur des oben beschriebenen Typs, die möglichst wenige Stellen aufweist, an denen sich korrosionsfördernde Substanzen, wie Wasser und Schmutz, ansammeln können.
• Die oben beschriebenen Probleme lassen sich lösen und die genannten Ziele verwirklichen mittels einer Bodenstruktur der Erfindung, die gekennzeichnet ist durch die Definition im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1.
• Der wichtigste Vorteil der Erfindung liegt in der extremen Leichtgewichtigkeit und dennoch ausreichenden Belastbarkeit des Bodens. Dies ist teilweise auf die überraschende Erkenntnis zurück zuführen, dass der Boden eines Eisenbahnwagens nicht absolut steif zu sein braucht, sondern in belastetem Zustand und während der Fahrt ein gewisses Maß an Flexibilität aufweisen kann, und zum Teil an der Verwendung der Profilformen der Erfindung. Gleichzeitig war es - trotz dieser Elastizität oder Flexibilität - möglich, den Boden der Erfindung mit einem hohen Grad an Festigkeit und Belastbarkeit auszustatten. Eine weitere überraschende Entdeckung war die Tatsache, dass die sichere Verbindung und Vernietung tragender Bodenelemente miteinander und an den Trägerelementen außerhalb des Bodenseine einfache und starke sowie dauerhafte Struktur ergibt.
• Die Erfindung wird nun detailliert beschrieben unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen:
• Fig. 1 stellt in axonometrischer Ansicht einen Boden der Erfindung im allgemeinen von unten gesehen dar, also aufwärts vom Gleiskörper aus betrachtet.
• Fig. 2 stellt einen Boden der Erfindung in Längsaufrissansicht entlang einer Ebene I-I in Fig. 3 und 4 dar.
• Fig. 3 stellt einen Boden der Erfindung in einer Draufsicht von einer Richtung II in Fig. 1, 2 und 4 dar.
• Fig. 4 stellt einen Boden der Erfindung in einer Kreuz-Aufrissansicht entlang einer Ebene III-III in Fig. 1, 2 und 3 dar.
• Die Figur veranschaulicht einen mindestens im wesentlichen flachen Boden 1 für einen Eisenbahngüterwagen, umfassend Längsbalken 5 entlang den Längsseiten eines Güterwagens, zwischen diesen angeordnete Bodenträger 4 sowie eine auf den Bodenträgern aufliegende Bodenplatte 2. Gemäß der Erfindung bestehen die Bodenträger 4 lediglich aus einer Anzahl von Hutprofilen 3 quer zu einem Güterwagen, die an ihren Enden 7 an den Längsseitenbalken 5 eines Güterwagens befestigt und nach unten offen sind. Der Boden 1 der Erfindung weist demnach keine Güterwagenlänge-LL-entsprechende, d. h. längsseitige Trägerelemente oder Lagerprofile zwischen den zwei Längsseitenbalken 5 eines Wagens auf, sondern nur kreuzförmige Hutprofile, die in der Regel quer zu den Längsseitenbalken liegen. Jedes Hutprofil 3 besteht aus zwei Stegen 8a, 8b mit einem horizontalen Abstand W1 voneinander, einem Verbindungsflansch 10, der dieselben an ihren Oberkanten verbindet, sowie einem Bodenflansch 9a, 9b, die an der Unterkante der Stege voneinander weg weisen, so dass das Hutprofil 3 mehr oder weniger die Form _Π_ aufweist. Gemäß der Erfindung ist die Bodenplatte 2 außerdem mit einem Klebstoff 6 mit dem aufwärts gerichteten Verbindungsflansch 10 jedes Hutprofils verbunden, so dass die Stege 8a, 8b eines Profils verbunden sind. So stützt sich die Bodenplatte 2 sich selbst im wesentlichen nur auf den Verbindungsflanschen 10 der Hutprofile.
• Das Hutprofil 3 hat eine Höhe H1, die geringer - und vorzugsweise erheblich geringer - ist als eine Höhe H2 der Längsbalken 5. In der Regel ist die Höhe H1 der Hutprofile nicht mehr als 80% und vielfach nicht mehr als 60% der Höhe H2 der Längsbalken. Das Verhältnis zwischen der Maximalhöhe H1 der Hutprofile 3 und der Maximalbreite W2 derselben, einschließlich der Bodenflansche 9a, 9b ist im Bereich von 1 : 4-3 : 1, vorzugsweise im Bereich von 1 : 3-2 : 1. Die angrenzenden und parallelen Hutprofile 3 haben eine Distanz W3 zwischen den am nächsten zueinander liegenden Stegen, entsprechend 50-200% der Distanz W1 zwischen zwei von den Stegen eines Hutprofils. Daraus ergibt sich klar, dass die Anzahl der Hutprofile 3 für den Boden eines Güterwagens zum Tragen der Bodenplatte 2 in der Größenordnung von zwanzig bis vierzig liegt.
• Um die Hutprofile 3 an den Längsseitenbalken 5 eines Wagens zu befestigen, ist jedes Hutprofil an jedem seiner Enden als Verlängerung der Stege 8a, 8b mit den Ellbogen 13 ausgestattet, die aufeinander oder voneinander weg weisen. Diese Ellbogen sind gegen die einander zugewandten Oberflächen der Stege der Längsbalken 5 gesetzt und an den Längsbalken 5 mittels Nieten 14 befestigt, die sich durch die Ellbogen 13 und die Stege 15 der Längsbalken erstrecken. Die Hutprofile 3 sind an den Längsbalken nur an deren Stegen 15 befestigt und überhaupt nicht an den oberen Flanschen 17 der Längsbalken, wodurch das Entstehen von Unregelmäßigkeiten verhindert wird, die ihrerseits zu nachteiligen Zuständen führen könnten, beispielsweise hinsichtlich einer Ermüdungsbelastung.
• Gemäß dem meistbevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst jeder Verbindungsflansch 10 der Hutprofile eine Reihe oder die Reihen J1 und J2 runder oder länglicher Löcher 11, die im wesentlichen parallel zu einer Länge L1 des Hutprofils 3 ist (sind). Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind die in unterschiedlichen Reihen J1, J2 vorhandenen Löcher 11 geradlinig oder Seite an Seite entlang der Länge L1 eines Hutprofils angeordnet. Als Alternative sind die Löcher 11 unterschiedlicher Reihen J1, J2 in alternierenden Positionen entlang der Länge L1 eines Hutprofils angeordnet. Bezüglich der Hutprofile ist jeder Steg 8a, 8b auch vorzugsweise mit einer Reihe oder optional mit Reihen runder oder länglicher Löcher 12 versehen, die im wesentlichen parallel zu der Länge L1 eines Hutprofils ist (sind). Die Figuren zeigen nur eine Einzelreihe von Steglöchern 12, doch offensichtlicher Weise können mehrere vorhanden sein, wobei die aufeinanderfolgenden Löcher 12 in unterschiedlichen Höhen des Stegs oder zusammenfallend wie im Verbindungsflansch 10 angeordnet sind. Die Bodenflansche 9a, 9b können ebenfalls Löcher enthalten, oder aber intakt sein, abhängig von anderen Dimensionen. Es ist offensichtlich, dass der Verbindungsflansch 10, die Stege 8a, 8b und die Bodenflansche 9a, 9b alle intakt sein können oder nur ein Abschnitttyp derselben Löcher aufweist oder zwei unterschiedliche Abschnitttypen Löcher aufweisen, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, oder alle Abschnitttypen Löcher aufweisen, ohne den Geltungsbereich der Erfindung zu verlassen. Grundsätzlich können die Hutprofile 3 auf zahlreiche Arten asymmetrisch sein, doch die meistbevorzugte Lösung ist die Verwendung eines symmetrischen Hutprofils. Es wird ebenfalls bevorzugt, dass über die gesamte Länge LL eines Wagenbodens nur ein Typ von Hutprofil zur Anwendung kommt, obwohl auch nichts gegen die Verwendung unterschiedlicher Typen von Hutprofilen in unterschiedlichen Bodenabschnitten spricht.
• In den Hutprofilen weist jeder Bodenflansch 9a, 9b vorzugsweise eine gleiche Breite für ein symmetrisches Hutprofil auf, wie oben beschrieben. Des weiteren weist jeder einzelne Bodenflansch 9a und 9b eine Breite W4 auf, die nach Messung von seinem Steg 8a bzw. 8b 15%-50% des Stegzwischenraums W1 beträgt, gleich der Breite eines Verbindungsflansches. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in diesem Zusammenhang angeführten Dimensionen sowie die vorherigen Dimensionen bezüglich des Bodens und dessen Trägerelementen nur als Richtlinien zu gelten haben und jeweils so ausgeführt werden können, wie sie in der besonderen Situation und für den einzelnen Güterwagen erforderlich sind.
• Die Bodenplatte 2 ist vorzugsweise aus wasserdichtem Sperrholz oder ähnlichem gefertigt, und der Klebstoff 6 enthält mindestens etwas elastisches, synthetisches Polymer, das in einer Mehrzahl für diesen Zweck geeigneter Typen lieferbar ist, wie etwa Polyurethanklebstoffe oder ähnliche. Dieser Klebstoff 6 wird deshalb hier nicht weiter im Detail beschrieben.
• Die Längsbalken 5 umfassen einen vertikalen Steg 15 und einen Bodenflansch 16 sowie einen oberen Flansch 17. Bei den Längsbalken entlang der gegenüberliegenden Seiten eines Wagens sind die oberen Flansche 17 so ausgeführt, dass sie sich von den Stegen 15 derselben zueinander erstrecken und damit einen Zwischenraum L2 schaffen, und die oberen Flansche weisen eine effektive Dicke H3a auf, die im wesentlichen gleich der Dicke H3b der Bodenplatte ist. In diesem Ausführungsbeispiel haben die oberen Flansche 17 der Längsbalken eine Materialdicke H4, die geringer ist als die Bodenplattendicke H3b, und der obere Flansch hat die einander zugewandten Kanten abwärts gebogen für einen Ellbogen, dessen Höhe der Bodenplattendicke entspricht, wobei der obere Flansch in Kontakt mit der Gesamtdicke der Bodenplatte 2 ist. Es ist natürlich möglich, die Längsbalken auch mit einem noch dickeren oberen Flansch auszustatten. Die Bodenplatte bzw. Bodenplatten 2 weisen eine Breite auf, dass der Zwischenraum L2 zwischen den oberen Flanschen der Längsbalken damit ausgefüllt wird. Zusätzlich ist jeder Längsseitenbalken 5 eines Wagens mit mehr oder weniger dreieckigen Verstärkungen 19 versehen, die zwischen seinem Steg 15 und den oberen Flanschen 17 eingefügt sind und voneinander weg weisen. Der Steg 15 der Längsbalken ist mit Massereduzierungsbohrungen 20 im Mittelabschnitt seiner Höhe H2 versehen.
• Es ist offensichtlich, dass die Hutprofile 3 und die Längsseitenbalken 5 eines Wagens sowie die Bodenplatte 2 Dicken aufweisen, die den in einem Eisenbahngüterwagen herrschenden Lasten gerecht werden. Soweit jedoch ein Eisenbahngüterwagen hinsichtlich seiner anderen Details richtig konstruiert ist, kann der Wagenboden elastischer oder flexibler ausgeführt werden als dies früher der Fall war.

Claims (9)

1. Ein wenigstens im wesentlichen flacher Boden (1) für einen Eisenbahngüterwagen, umfassend Längsbalken (5) entlang der Längsseiten des Güterwagens, Bodenträger (4) dort zwischen, sowie eine Bodenplatte (2) oben auf den Bodenträgern, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenträger (4) nur aus einer Anzahl von Hutprofilen (3) quer zu einem Güterwagen bestehen, welche an ihren Enden (7) an den gesagten Längsseitenbalken (5) des Güterwagens befestigt sind und welche nach unten geöffnet sind; und dass die Bodenplatte (2) mit einem Klebstoff (6) an einem nach oben gerichteten Verbindungsflansch (10) angebunden ist, der in jedem Hutprofil umfasst ist und die Stege (8a, 8b) des Profils verbindet.

2. Ein Eisenbahngüterwagenboden, wie beschrieben in Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hutprofil (3) aus zwei Stegen (8a, 8b) mit einem horizontalen Abstand (W1) voneinander besteht, einem Verbindungsflansch (10), der dieselben an ihren oberen Kanten verbindet, sowie einem Bodenflansch (9a, 9b), der voneinander wegzeigt an den unteren Kanten von jedem Steg; und dass das Profil (3) eine Höhe (H1) aufweist, welche kleiner als eine Höhe (H2) der gesagten Längsbalken (5) ist.

3. Ein Eisenbahngüterwagenboden, wie beschrieben in Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (3) eine maximale Höhe (H1) und eine maximale Breite (W2) aufweist, umfassend die Bodenflansche (9a, 9b), wobei das Verhältnis dort zwischen innerhalb des Bereiches von 1 : 4- 3 : 1 liegt, vorzugsweise in dem Bereich von 1 : 3-2 : 1; und dass die am dichtesten zusammenliegenden Stege von benachbarten Hutprofilen (3) einen Abstand (W3) zwischen sich aufweisen, welcher 50%-200% des Abstandes (W1) zwischen zwei Stegen eines Hutprofiles beträgt.

4. Ein Eisenbahngüterwagenboden, wie beschrieben in Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hutprofile jeweils einen Bodenflansch (9a, 9b), aufweisen, der gleichmäßig in der Breite ist, und jeder individuelle Bodenflansch eine Breite (W4) aufweist, die sich von seinem Steg aus erstreckt, welche 15%-50% des Zwischenstegabstandes (W1) oder der Breite von einem Verbindungsflansch beträgt.

5. Ein Eisenbahngüterwagenboden, wie beschrieben in einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hutprofile jeweils einen Verbindungsflansch (10) aufweisen, umfassend eine Reihe oder Reihen (J1, J2) von kreisförmigen oder länglichen Bohrungen (11), welche im wesentlichen parallel zu einer Hutprofillänge (L1) ist/sind oder in welchen die Bohrungen (11) von verschiedenen Reihen in einer abwechselnden Art und Weise entlang der Länge eines Verbindungsflansches positioniert sind.

6. Ein Eisenbahngüterwagenboden, wie beschrieben in einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hutprofile jeweils einen Steg (8a, 8b) aufweisen, umfassend eine Reihe oder Reihen von kreisförmigen oder länglichen Bohrungen (12), welche im wesentlichen parallel zu einer Hutprofillänge (L1) ist/sind oder in welchen die aufeinander folgenden Bohrungen (12) in alternierenden Ebenen in einem Steg positioniert sind.

7. Ein Eisenbahngüterwagenboden, wie beschrieben in einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hutprofile (3) Enden aufweisen, welche als eine Verlängerung zu den Stegen (8a, 8b) vorgesehen sind, mit Ellbogen (13), die entweder in Richtung zueinander oder voneinander weg ausgerichtet sind; und dass die Hutprofile in Kontakt mit den gesagten Längsbalken (5) stehen, mittels Nieten (14), die sich durch die Ellbogen und die Längsbalken erstrecken.

8. Ein Eisenbahngüterwagenboden, wie beschrieben in einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gesagte Bodenplatte (2) aus einem wasserfesten Sperrholz oder ähnlichem hergestellt ist; und dass der gesagte Klebstoff (6) etwas elastisches synthetisches Polymer umfasst.

9. Ein Eisenbahngüterwagenboden, wie beschrieben in Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbalken (5) einen vertikalen Steg (15) und einen Bodenflansch (16) umfassen, sowie einen oberen Flansch (17), und dass die oberen Flansche (17) der Längsbalken, welche entlang der entgegengesetzten Seiten des Wagens liegen, sich von den Stegen derselben in Richtung zueinander erstrecken und eine Dicke (H2) aufweisen, welche im wesentlichen gleich zu derjenigen der gesagten Bodenplatte ist; und dass die Bodenplatte(n) (2) einen Raum (L2) zwischen diesen oberen Flanschen der Längsbalken auffüllt/auffüllen.