DE2950565C2 - Verfahren zum Herstellen eines Leichtradsatzes für Schienenfahrzeuge - Google Patents

Description

a) in einem ersten Verformungsgang wird durch -Gesenkpressen aus dem Vollblock ein Zapfen (5) mit konischem Stummel (6) und einem umlaufenden zylinderförmigen Mantelteil (7) erzeugt,

b) in eine.ni zweiten Verformungsgang wird der Mantelteil (7) durch Gesenkpressen radial aufgeweitet und der Zapfen (5) sowie der Stummel (6) durch Rückwärts- bzw. Vorwärts-WarmflieBpressen zu einem Rohrkörper (12, 33) entsprechender Querschnittsform umgeformt,

c) in einem dritten Verformungsgang wird der Mantelteil (7) durch weiteres Gesenkpressen in «ine nahezu rechtwinklige Lage zur Rohrkörperachse gebracht und.das freie Ende (16) des bei der Verbindung der Radsatzhälften eines Kegenden Achsrohres (12), das die Halbachse bildet, mittels Reduziergesenk, im Durchmesser reduziert und

d) in einem vierten Verformungsgang wird der Mantelteil (7) durch Drücken gegen ein Kalibergesenk radial abgestreckt, wonach die Radsatzhälften durch Aufeinanderschrumpfen der Achsrohre verbunden werden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Leichtradsatzes für Schienenfahrzeuge, der aus einer Hohlachse, Radscheiben und Lagerzapfen besteht und durch Warmverformung, z. B. Schmieden, erzeugt ist.

Die überwiegende Zahl der in der Praxis eingesetzten Radsätze ist so konstruiert, daß sie zwei auf eine massive Achse aufgepreßte Radscheiben aufweist. Hohes Gewicht, aufwendige Bearbeitung, umständliche Vorkehrungen bei Wiederholungsprüfungen sowie die Lage der maximalen Beanspruchung im Bereich der Preßsitze kennzeichnen diese Konstruktionsausführung.

Es sind Radsatzkonstruktionen bekannt (s. DE-PS 8 76 697 und DE-PS 9 63 158), deren Achse im Hinblick auf Einsparung von Gewicht als Hohlkörper ausgebildet ist. Bei solchen Ausführungen mit hohler Achse und aufgepreßten Radscheiben hat es sich jedoch gezeigt, daß diese Anordnung den im Fahrbetrieb auftretenden Beanspruchungen nicht gewachsen ist. Insbesondere zeigen sich frühzeitige Ermüdungserscheinungen in den hochbeanspruchten Achsquerschnitten in Höhe der Preßsitzverbindung, so daß infolge der hohen Kerbempfindlichkeit Anrisse und Brüche zu verzeichnen waren. In Anbetracht dieser Erkenntnisse sind Ausführungen bekanntgeworden (s. DE-PS 8 64 885 und DE-PS 8 64 408). die an Stelle einer Preßverbindung eine Schweißverbindung von Hohlachse und Radscheibe vorsehen. Da Schweißverbindungen jedoch in hohem Maße gegen Dauerbiegebeanspruchungen empfindlich sind, konnte diese Entwicklung sicn offensichtlich auch nicht durchsetzen.

Es ist daher versucht worden, Radscheiben in Anlehnung an vergleichbare Konstruktionen (z. B. DE-PS 5 44 626) auf einen rohrförmigen Körper aufzuschrumpfen und eine zusätzliche Stabilisierung des Preßsitzes im Nabenbereich durch ein eingepreßtes Innenkaliber anzustreben. Auch versucht man, Spannungsspitzen im kritischen Bereich unter Verzicht eines Preßsitzes mittels iKlebetechnik abzubauen. Diese insbesondere auf Gewichtsersparnis ausgerichtete Entwicklung ist jedoch infolge einer vielteiligen Ausführung und engen Bearbeitungstoleranzen sehr aufwendig.

Eine weitere Bauart .nines Schienenfahrzeugradsatzes, bei der auf einen möglichst geringen Gewichtsaufwand geachtet wurde, ist aus der DE-PS 6 03 374

J« bekannt Es handelt sich dabei um einen einteiligen Radsatz, bei dem mindestens der innere Teil des Radkörpers oder auch der ganze Radkörper mit der vollständigen, gegebenenfalls hohlen Achse aus einem Stück hergestellt ist.

Schließlich ist aus der CH-PS 30 595 die Herstellung eines scheibenartigen Organs, insbesondere eines Scheibenrades aus schmiedbarem Material, Dekannt, bei dem die Richtung der !Materialfasern innerhalb eines beliebig breiten ringförmigen Teiles desselben radial verläuft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem ein Leichtradsatz mit hohler Achse und innen oder außen angeordneten Lagerstellen herstellbar ist, der niöht nur ein geringes Gewicht hat, sondern auch einen ungebrochenen Faserverlauf aufweist und bei dem die Möglichkeit gegeben ist, ungeteilte Bauelemente, wie z. B. Lager oder Bremsiicheiben, auf die Achse aufzubringen, ohne daß eine Demontage einer Radscheibe erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die nach dem Verfahren hergestellten Radsatzhälften einen nahezu ungebrochenen Faserverlauf aufweisen, daß sich durch die Teilung des Radsatzes niedrigere Fertigungskosten, eine einfachere Wartung und Montage ergeben und daß die Gefahr für Anrisse

w im Übergang von Radscheibe zur Achse sehr gering ist. Die Verbindung der Radsatzhälften befindet sich vorteilhaft in der Mitte, d. h. im unkritischen Bereich des durch Biegewechselbeanspruchung beaufschlagten Achsrohres.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Verfahrensschritten erläutert. Es zeigt

Fig. 1, 2 und 3 die einzelnen Verfahrensschritte zum Umformen des Ausgangsblockes in ein Vorwerkstück, F i g. 4 das Abstrecken des Mantelteils der Radscheibe,

Fig.5 einen kompletten, aus zwei Hälften bestehenden Radsatz für Außenlagerung,
Fig.6 einen Radsatz für Innenlagerung mit aufge-

*>⁵ setzter Bremsscheibe.

Wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, wird ein auf Schmiedetemperatur erhitzter und entzunderter zylindrischer Blockabschnitt 1 in die in F i g. 1 dargestellten

Formgesenke 2 und 3 eingebracht und gepreßt. Dabei bewirkt der Gesenkvorsprung 4 eine Materialumverteilung in axialer Richtung unter Bildung eines zylinderförmigen Zapfens 5 sowie einen entgegengesetzt gerichteten Stummels 6 und eines zylinderförmigen Mantelteils 7.

In der nachfolgenden, in Fig. 2 dargestellten Arbeitsstufe erfolgt eine weitere Massenumverteilung, indem durch die Preßgesenke 8 und 9 das zurächst zylinderföraig gepreßte Mantelteil 7 kegelförmig'" aufgeweitet wird. Zeitlich versetzt wird in diese Fertigungsstufe ein Fließpreßwerkzeug 10 durch die Gesenköffnung 11 eingeführt. Es verdrängt das Material des Zapfens 5 und des Stummels 6 unter Bildung des Achsrohres 12 und des Achsstummels 13. '>

Fig.3 zeigt den nächsten Schritt der Verformung nach zwei weiteren Arbeitsabläufen. Das Gesenkpaar 14 und 15 bewirkt eine radial gerichtete Verformung des Mantelteils 7. Ebenfalls erfolgt zeitvei jchoben das Einziehen des freien Endes 16 mittels eines Reduziergesenkes 17.

Fig.4 zeigt den letzten Schritt der Warmformgebung, bei dem der Mantelteil 7 durch Drücken gegen ein Kalibergesenk 18 unter Verwendung einer Abstützung 20 mittels einer Druckrolle 19 radial abgestreckt wird.

Fig. 5 zeigt im Schnitt den aus zwei Teilen gefertigten montierten Radsatz mit Radreifenbestükkung. Die Bauteile 21 und 22 sind mit Ausnahme der mittig angeordneten Elemente der Preßverbindung 23 identisch.

Fig.6 zeigt die Ausführung eines innen gelagerten Radsatzes mit Lagerstelle 24 bzw. 24' sowie die Anordnung einer Bremsscheibe 25. Das Herstellungsverfahren dieses Radsatzes ist bis auf einige Modifikationen, die die Ausbildung der Lagerflächen betreffen mit dem oben beschriebenen Verfahren gleich.

In den einzelnen Gesenken sind Auswerfer 26,27,28 und 29 angeordnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen eines Leichtradsatzes für Schienenfahrzeuge, der aus einer Hohlachse, Radscheiben und Lagerzapfen besteht und durch Warmverformung, z. B. Schmieden, erzeugt ist. dadurch gekennzeichnet, daß zwei im wesentlichen gleiche Radsatzhälften aus je einem Vollblock in folgenden Schritten hergestellt werden: