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Zwei- oder mehrachsiger untergestellfreier Kesselwagen Der heute im
Metallbau angestrebtenLeichtbauweise kommt im Waggonbau hinsichtlich. der Baustoffersparnis
und der damit verbundenen Wirtschaftlichkeit erhöhte Bedeutung zu. Hier ist der
Leichtbau. aus der Forderung heraus entstanden, das Eigengewicht der Fahrzeuge zugunsten
eines geringeren Kraftverbrauches oder einer Erhöhung der Fahrgeschwindigkeit oder
auch zugunsten einer Erhöhung der Nutzlast so gering wie möglich zu halten. Dabei
müssen aber auch unbedingte Sicherheit und: gute Laufeigenschaften der Fahrzeuge
gewährleistet werden. Die genannten Forderungen gelten nicht nur für den Personen-,
sondern vor allem auch für den. Güterwagenbau.
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Bei dem Gegenstand der Erfindung handelt es sich um Kesselwagen zur
Beförderung flüssiger Ladegüter. Nach der im allgemeinen üblichen Bauart solcher
Wagen für den Eisenbahnbetrieb ist der zur Aufnahme des Ladegutes dienende Kessel
auf einem besonderen Untergestellrahmen gelagert, der gleichzeitig zur Aufnahme
des Lauf- und- Bremswerkes sowie der Zug- und Stoßvorrichtung dient. Dieser Untergestellrahmen
hatte, zumal
er mit Rücksicht auf die bei Aufnahme erwärmter Ladegüter
stattfindende Ausdehnung des Kessels nicht überall mit diesem starr verbunden werden
konnte, alle senkrechten und waagerechten Kräfte aufzunehmen und mußte deshalb eine
kräftige, das Wagengewicht wesentlich beeinflussende Durchbildung erhalten. Außerdem
konnte infolge der großen Höhe dieser Wagen und auf Grund des vorgeschriebenen runden
Kesselquerschnittes das für Eisenbahnfahrzeuge geltende Umgrenzungsprofil nicht
gut ausgenutzt werden.
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Es wurden. auch schon v iera,chsige, genietete Kesselwagen ohne den.
üblichen Untergestellrahmen ausgeführt, wobei der Kessel mittels angenieteter Sattelstücke
auf den Drehgestellen abgestützt wurde. Diese Ausführungsform hatte jedoch den :Dachteil,
daß der Kessel infolge der im Betrieb unmittelbar auf die Sattelstücke einwirkenden
großen Stoß- und Zugkräfte an seiner Verbindung mit den. Sattelstücken undicht wurde.
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Es ist ferner sowohl bei genieteten als auch bei geschweißten Kesselwagen
bekannt, dien unteren Teil des Kesselmantels als eine von einem Kesselende bis zum
anderen durchgehende kräftige Wanne auszubilden, die sozusagen als Ersatz für den
fehlenden Untergestellrahmen. die Kräfte aufnehmen und die darüber befindlichen
Kesselschüsse entlasten soll. Man ging also hier von dem Gedanken aus, die Kräfte
eben schlechtweg in den unteren Teil des Kessels zu leiten, der zu diesem Zweck
besonders kräftig ausgebildet wurde. Mit solchen Überlegungen konnte jedoch infolge
der unvollkommenen Ausnutzung des Kesselmantelbaustoffes keine baustoff- und gewichtsparende
Konstruktion erzielt werden.
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Bei. anderen bekannten untergestellfreien Kesselwagen ist der Kessel
an seinen Enden von unten her eingebuchtet oder ausgeschnitten, um ihn an diesen
Stellen mit je einem den Tragschemel und den Pufferkopf bildenden, meistens aus
Stahlguß bestehenden Trag-und Stoßkörper zu verbinden. Auch bei diesen Bauarten
ist nicht an eine Ausnutzung des Baustoffes im Sinne der heutigen Leichtbauweise
gedacht, worauf u. a. auch die Anwendung von Gußkörpern und einer besonders kräftigen
Wanne im unteren Teil des Kessels hindeutet. Abgesehen davon, daß solche Ausführungsformen
auch die Fertigung verteuern, ist ein Einbuchten und Ausschneiden eines einem atmosphärischen
Überdruck ausgesetzten Kessels gerade an den Stellen, an denen die Kräfte vom Kessel
aufgenommen werden, unzweckmäßig und. unerwünscht, zumal dadurch bei nicht sorgfältig
durchgeführter Arbeit der Baustoff des Kesselmantels in, Mitleidenschaft gezogen
und, die Ursache für das spätere Einreißen des Baustoffes geschaffen werden kann.
Diese kostspieligen Ausführungsformen erfordern ferner eine äußerst sorgfältige
Schweißarbeit, die zum Teil innerhalb des Kessels durchgeführt werden muß. Sie bringen
auch immer eine Verringerung des Kesselinhaltes mit sich.
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In einem anderen Falle ist in die Ausschnitte an den Kesselenden je
eine ganze, den Kesselstützpunkt und die Zug- und Stoßvorrichtung enthaltende Plattform
eingesetzt, die auf ihrer Oberfläche durch einen angegossenen Flansch mit dem ausgeschnittenen
Kesselboden und Kesselmantel vernietet ist. Dieser Flansch hat aber nur den Zweck,
den Ausschnitt am Kesselboden und am Kesselmantel zu verschließen. Für eine wirksame
Übertragung von Stoßkräften über den Kesselboden auf den Kesselmantel ist diese
Anordnung jedoch nicht geeignet, zumal das durch den Ausschnitt zerstörte Kesselbodengewölbe
hierzu nicht mehr imstande ist. Die Stoßkräfte werden hier von einer zwischen den
beiden Plattformen im unteren Teil des Kesselmantels vorgesehenen Mulde aufgenommen.
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Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, einen untergestellfreien
zwei- oder mehrachsigen. Kesselwaben zu schaffen, bei dem ohne Veränderung der natürlichen
äußeren Form des Kessels eine bessere Verteilung der Kräfte, insbesondere der großen
Stoßkräfte, auf den Umfang des Kesselmantels erzielt wird. Der Kesselmantel bzw.
die Kesselschale soll also im Sinne einer besserenBaustoffausnutzung weitgehendzur
Kräfteaufnahme herangezogen werden. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, da.ß
die Kesselenden ohne Veränderung ihrer natürlichen äußeren Form in zur Aufnahme
der Zug- und: Stoßvorrichtung und des Laufwerkes dienende, den Kessel von seinen
Stirnflächen her umfassende Rahmenteile derart eingebettet sind, .daß die Kräfte
aus der Zug-und Stoßvorrichtung durch diese Rahmenteile nicht nur auf den unteren
Teil dies Kesselmantels, sondern vermittels der in ihrer natürlichen Form unverändert
gebliebenen Kesselböden stetig und in möglichst weitgehendem Umfange auch auf seinen
oberen Teil übertragen werden.
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Zweckmäßig sind dabei die die Kess-elenden umfassenden Rahmenteile
mit ihren nach den Kesselböden zu schräg ansteigenden und mit Stoßstreben durchsetzten
Kopfstücken so an die Stirnfläche des Kessels angeschlossen, d'aß jeweils eine nach
oben gerichtete Kraftkomponente entsteht, während die seitlichen Verlängerungen
der Kopfstücke am Kesselmantel angreifen. Weiterhin. sind dabei Rundnähte wenigstens
im unteren, von den Rahmenteilen
erfaßten Teil des Kesselmantels
nach Möglichkeit vermieden und! alle Verbindungen. von Kräfte übertragenden Einzelheiten
der Rahmenteile und des. Kessels sowie die Verbindung der Rahmenteile mit dem Kessel
geschweißt. Dem ohne Rundnaht durchgeführten unteren Teil des Kesselmantels, der
sogenannten Wanne, kann man, wenn nötig, in an sich bekannter Weise eine größere
Stärke geben als den übrigen Teilen des Kesselmantels. Es ist auch möglich, die
Wanne aus hochwertigerem Baustoff herzustellen. In, Fällen, wo die Wanne nicht bis
zu den Kesselenden durchgeführt werden kann, empfiehlt es sich, nur innerhalb des
Bereiches der Rahmenteile noch rundherum gehende Rundnähte vorzusehen, so daß die
seitlichen Verlängerungen der Rahmenteile diese Rundnähte überbrücken, die Längskräfte
also zur Entlastung dieser Rundnähte auch noch auf den dazwischenliegenden, keine
Rundnähte aufweisenden wannenförmigen Kesselteil übertragen werden.
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Durch die Bauart gemäß der Erfindung werden die Nachteile der bekannten
Ausführungsformen vermieden. Der Kessel selbst behält überall seine natürliche äußere
Form, was fertigungstechnisch und festigkeitsmäßig außerordentlich vorteilhaft ist.
Der Anschluß der die Kesselenden, umfassenden Rahmenbeile an die gewölbeartigen
Kesselböden, deren natürliche äußere Form ebenfalls unverändert geblieben ist, ermöglicht
infolge der sich voll entfaltenden Gewölbewirkung eine bessere Verteilung der Kräfte,
insbesondere der großen Stoßkräfte, auf den Umfang des Kesselmantels und dadurch
auch eine bessere Ausnutzung des Kesselmantelbaustoffes, so daß .geringere Blechstärken
möglich sind, ohne daß unzulässig hohe Spannungen entstehen. Praktische Versuche
haben ergeben, daß bei der Kesselwagenbauart gemäß der Erfindung die Blechstärke
des Kesselmantels nicht größer zu sein braucht, j a sogar noch geringer sein kann
als beiden bekannten Kesselwagen mit Untergestell, so daß die durch die Erfindung
erzielte Ersparnis an Werkstoff und Gewicht .erheblich ist und der Forderung nach-
Leicht-' bau in weitgehendem Maße entsprochen werden kann.
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In dier Zeichnung sind mehrere Ausführungsbe ispiele der erfindungsgemäßen
Durch-Bildung von Kesselwagen dargestellt. Es. zeigt Abb. i eine Seitenansicht eines
zweiachsigen Kesselwagens, Abb. 2 eine Vorderansicht und Abb. 3 einen Grundriß dazu;
Abb. q. ist eine Seitenansicht eines vierachsigen Kesselwagens mit Drehgestellen
und: Abt. 5 eine Seitenansicht eines vierachsigen Kesselwagens mit Lenkachsen. Bei
dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i ist der Kessel an seinen Endteilen mit voneinander
unabhängigen, zum Anschluß oder zur Bildung der Zug- und Stoßvorrichtung und des
Laufwerkes dienenden Rahmenteilen a zu einem stoß- und tragfesten Organ verschweißt.
Der Kessel selbst ist ebenfalls mit Hilfe dies Schweißverfahrens hergestellt. Dabei
sind mit Rücksicht auf die von ihm aufzunehmenden Stoß- und Zugkräfte, außer den
an den Kesselböden vorgesehenen Rundnähten b, weitere Rundnähte vermieden und der
Kesselmantel aus den durch die Längsnaht c miteinander verbundenen Unter- und Oberteilen
d und e gebildet. Der untere muldenförmige und von den Rahmenteilen a erfaßte Teil
d kann hierbei eine größere Stärke erhalten oder aus hochwertigerem Baustoff gebildet
werden, als der obere Teil e. Bei ,dem. dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft
der obere, vor den Kesselböden befindliche Blechteil f der Rahmenteile a
nach den Kesselböden zu schräg nach oben, etwa nach dem Mittelpunkt der Kugelform
des Kesselbodens zu (vgl. Abh. i). Hierdurch soll erreicht werden, daß vor allem
die großen Stoßkräfte nicht allein auf den untere Teil des Kesselmantels, sondern:
über den kugelförmigen Teil der Kesselböden auch auf den oberen Teil des Klesselman.tels
übertragen werden. Zu diesem Zweck können auch geeignete Streben oder Versteifungs,rippen
vorgesehen werden. Wie die Abb. i zeigt, dienen die mit dem Kessel verschweißten
Rahmenteile a zur Anbringung der Zug- und Stoßvorrichtung g, h und, der Laufwerkteile,
beispielsweise der Achshalteri und der Federböcke k, sowie auch zur Anbringung von
Bremsteilen. Unter Umständen können auch die Seitenstücke der Rahmenteile a als
Achshalter ausgebildet. werden. Bei Wagen, mit Druckluftb-remse kann der Luftzylinder
L den jeweils vorliegenden Verhältnissen entsprechend entweder unabhängig von den
Rahmenteilen a am Kessel, wie gezeichnet., oder auch an einem der Rahmenbeile a
angebracht werden.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 4., die einen vierachsigen Kesselwagen
mit Drehgestellen darstellt, sind die Rahmenteile ai in gleicher Weise und zu dem
gleichen Zweck mit dem Kessel verbunden wie in den Abb. i bis 3, nur sind hier unterhalb
der Rahmenstücke die zur Abstützung dies Kessels auf den Drehgestellen erforderlichen
Teile in (Drehpfanne und seitliche Gleitstücke od. dgl.) vorgesehen. Desgleichen
ist auch der untere muldenförmige Teil ra, des Kesselmantels entsprechend der Ausführungsform
nach den Abb. i bis 3 angeordnet. Falls dagegen die Herstellung des oberen größeren
Teiles des Kesselmantels aus einem Stück Schwierigkeiten
bereiten
sollte, kann derselbe, wie die Abb. 4 zeigt, aus mehreren durch Rundnähte a, 01
miteinander verbundenen Teilen gebildet werden. Die Gefahr einer zu hohen Beanspruchung
dieser Rundnähte durch die im Betrieb auftretenden Stoß- und Zugkräfte ist durch
die Anordnung des unteren muldenförmigen Teiles n beseitigt.
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Eine Kesselausführung, die angewandt werden kann, wenn für den unteren
muldenförmigen Teil kein genügend langes Blech vorhanden ist, zeigt die Abb. 5.
Hier ist hinter den beiden Kesselböden jeweils ein kurzer, in üblicher Weise hergestellter
zylindrischer Kesselschuß p bzw. p1 vorgesehen. Dazwischen befinden sich dann die
durch die Längsnaht q miteinander verschweißten Unter- und! Oberteile r bzw. s.
Diese Anordnung wird zweckmäßig so getroffen, :daß der muldenförmige Kesselmantelteil
r von den Rahmenteilen a2 noch erfaßt wird, damit die Rundnähte t, t1 durch die
Stoß- und Zugkräfte nicht zu hoch beansprucht werden. Im übrigen entsprechen dieAnordnung
und Durchbildung der Rahmenteile 0 und die Anordnung der Laufwerkteile derjenigen
nach den Abb. i bis 3.
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Die dargestellte Durchbildung des Kessels und seine Verbindung mit
den Rahmenteilen a, ctl, a= verleihen ihm auch eine hohe, für den Lauf des
Wagens vorteilhafte Verdrehungsfestigkeit. Auch kann sich bei erfindungsgemäß durchgebildeten
Kesselwagen der Kessel bei Aufnahme erwärmten Ladegutes unbehindert ausdehnen. Um
bei dreiachsigen Wag@en die Ausdehnung des Kessels nicht zu behindern, wird für
die Mittelachse zweckmäßig ein von den Rahmenteilen a. der Endachsen unabhängiger
Rahmenteil am Kessel vorgesehen.
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Unter Umständen können bei der einen oder anderen der dargestellten
Ausführungsformen die Rahmenteile a, 0l, a2 auch in sich unterteilt werden, also
in einen die Zug- und Stoßvorrichtung aufnehmenden: und. einen -nur zum Abschluß
des Laufwerkes dienenden Teil.