EP2250064B1 - Drehzapfen zur längs- und querkraftübertragung zwischen einem angetriebenen drehgestell und einem wagenkasten - Google Patents

Drehzapfen zur längs- und querkraftübertragung zwischen einem angetriebenen drehgestell und einem wagenkasten Download PDF

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EP2250064B1
EP2250064B1 EP09720399.6A EP09720399A EP2250064B1 EP 2250064 B1 EP2250064 B1 EP 2250064B1 EP 09720399 A EP09720399 A EP 09720399A EP 2250064 B1 EP2250064 B1 EP 2250064B1
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EP
European Patent Office
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main body
pin
ribs
pivot pin
pivot
Prior art date
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Active
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EP09720399.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2250064A1 (de
Inventor
Alexander Fege
Marcin Jacob-Puchalski
Manuel Kroiß
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Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Active legal-status Critical Current
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00—Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/16—Centre bearings or other swivel connections between underframes and bolsters or bogies

Definitions

  • the invention relates to a pivot for longitudinal and transverse force transmission between a driven bogie and a car body.
  • a pivot is out of the WO 01/89902 A1 already known.
  • the pivot described therein has a base body with a longitudinally aligned pin.
  • the pivot may be connected to reinforcing ribs which are disposed above a support plate of the pivot.
  • the support plate is arranged on the side facing away from the pin side of the pivot.
  • Object of the present invention is to provide a pivot, which is inexpensive and at the same time ensures high stability of the pivot.
  • Ribs equipped with ribs are often designed in one piece only and consist of cast steel.
  • the invention is based on the knowledge that trunnions of conventional geometry-that is to say with ribs arranged on the main body and a journal arranged on a main body end-also have sufficient stability if the ribs are attached to the basic body in a material-locking manner. This finding enables a simplified and more cost-effective production of a generic pivot, wherein a high stability of the pivot is ensured.
  • Cohesive joining methods according to the invention include welding, soldering, gluing or the like. When selecting the materials for the assembly, so for example, the adhesive, it should be noted that a sufficiently high stability of the joint connection is ensured.
  • the ribs are flat and flat and bounded by side edges, each rib being attached to the base body in a material-locking manner in the longitudinal direction of the base body.
  • Such ribs can be inexpensively manufactured by cutting out of a steel sheet.
  • the flat, on the main body cohesively attached ribs have by the alignment in the longitudinal direction of the base body relative to the longitudinal and transverse forces on a high rigidity.
  • the shape of the main body, the ribs and the pin is not essential to the invention.
  • the longitudinal axis of the body and the longitudinal axis of the pin need not be the longest Correspond to axis of the main body or the pin.
  • the main body and the pin consist of a solid material.
  • the pivot further components - such as flanges - have.
  • the shape of the pin is conical in one embodiment. According to a further embodiment, the pin is spherical. Essential to the shape of the pin is only that the pin can be arranged in a suitable manner on the bogie.
  • the pin may for example be integrally formed with the main body or connected to the base body after the manufacturing process of the body.
  • the pin is arranged on the one base body end, that the pivot pin can be arranged by means of the pin on the bogie.
  • the pin is arranged surrounded by rubber springs in a storage of the bogie. It is essential that over the pivot, the longitudinal and transverse forces between the bogie and the car body are transferable. Longitudinal forces occur, for example, in a driven bogie during acceleration of the rail vehicle.
  • Transverse forces between the bogie and the car body occur, for example, when driving through curves, which are introduced via the pivot in the car body.
  • the arranged on the body ribs serve the improved force in the car body.
  • the invention also encompasses all exemplary embodiments in which the arrangement of the ribs on the base body extends partially or completely along the pin. Essential to the invention here is only that the ribs are attached cohesively.
  • the ribs are welded to the base body.
  • the pin is attached to the base body and / or at least one rib end of a rib cohesively.
  • the main body is thus not formed integrally with the pin.
  • separate production methods can be selected for the pin and the base body, which are particularly suitable for the shape of the pin or the shape of the base body.
  • the manufacturing processes can be simplified thereby.
  • the cohesive connection between pin and body can be realized for example by a weld.
  • the pin can be arranged by direct welding of the pin with the one base end of the body.
  • the pin could also be welded to a rib end, which extends up to the one base end, wherein the ribs are in turn attached cohesively to the base body.
  • the normal to the body longitudinal axis extending cross section of the body may be round or square.
  • a basic body with a round cross-section is particularly simple and inexpensive to produce.
  • the body is made of a prefabricated standard DIN steel tube.
  • a quadrangular cross-section of the basic body has the advantage that it can be arranged in a form-fitting manner on the car body in a particularly stable manner.
  • Such a base body can for example be cut out of a sheet of suitable thickness.
  • the quadrangular indicates Cross section two side lengths corresponding to the thickness of the sheet.
  • a normally extending cross section to the main body longitudinal axis is understood to mean that the cross section extends at a 90 degree angle to the main body longitudinal axis.
  • cross-section of the pin which runs normally relative to the longitudinal axis of the pin, is round or quadrangular.
  • a pin with a round cross section is particularly easy to manufacture.
  • the cross-section, as well as the cross-section of the base body described in the above embodiment, along the longitudinal axis of the pin zoom in or out.
  • the pin may have an annular bead, with which the pin is held in a bearing of the bogie.
  • a pin with a round cross-section can be made for example by means of a turning process from a rod.
  • the cross section of the pin may be quadrangular.
  • Such a pin can be arranged, for example, non-rotatably about its longitudinal axis on the bogie.
  • the normal to the longitudinal axis of the pin extending cross section of the pin widens in the direction of the main body.
  • This embodiment is particularly suitable for pins with a round cross-section. Due to the widened cross section, the contact surface between the pin and the base body can be increased, whereby a more stable cohesive Joining connection between pin and body or between pins and rib ends is possible.
  • the ribs have a connection side edge and are integrally attached thereto in the longitudinal direction of the base body on the base body.
  • the ribs attached to the connecting side edge on the main body form a ninety degree angle between the main body and its side surfaces. As a result, on both sides of the ribs sufficient space for attaching a weld or other cohesive joining methods.
  • the ribs extend from the pin starting over the entire length of the main body.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that the ribs attached to the base body in a material-locking manner extend at right angles to the longitudinal axis of the main body Support side edge to support the car body.
  • the ribs have a contour side edge which extends in a contour according to the desired stiffness of the rib.
  • each case two ribs are arranged opposite one another on the base body.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that transverse stops are integrally attached to the pivot.
  • the object is achieved in a method of the type mentioned fact that the main body and the ribs are made independently and then the ribs are integrally attached to the body.
  • body and ribs Due to the separate production of body and ribs can be selected for both different manufacturing processes, which are particularly well adapted to the requirements of geometry and stability of the two parts. As a result, particularly simple and inexpensive production methods can be selected. By the cohesively attached to the body ribs a high stability of the pivot is guaranteed.
  • the ribs are cut out of a metal sheet.
  • the sheet may be, for example, steel sheet.
  • the cutting of the ribs from a sheet is particularly well adapted to this part of the pivot due to the flat geometry of the ribs.
  • main body and the pin are made independently.
  • An advantageous embodiment of the invention provides that the base body is made by separating a piece of pipe from a standard DIN tube.
  • the base body is made of a particularly inexpensive material.
  • the basic body is produced by cutting out of a metal sheet.
  • the base body is flat and flat, wherein the base body is bounded by side edges.
  • the ribs may be integrally attached to the side edges or the side surfaces of the body.
  • the main body itself form a part of the ribs.
  • the pin is made in a turning process from a rod.
  • the ribs are welded to the base body.
  • the ribs can be welded to the base body by means of a Y-weld.
  • the separately manufactured ribs and the base body are thus connected in a manner which ensures a particularly high stability of the pivot.
  • a recess extending in the direction of the longitudinal axis is introduced into the journal for partially receiving the main body.
  • the assembled with the body pin can be arranged by means of the partial inclusion of the body in a more stable manner to the body to add the pin then to the body.
  • the pin is arranged on the base body and in the region of the base body facing the end face of the pin on the base body and / or on at least one rib-end materially attached.
  • the FIG. 1 shows a perspective view of a pivot pin 1 according to the invention.
  • the pivot 1 consists of a base body 2, on which four pairs opposed ribs 5 are arranged.
  • the ribs 5 are flat and flat and are bounded by side edges 6, 7, 8, 9.
  • Each rib 5 is welded to the main body 2 with a connecting side edge 6 extending in the direction of the longitudinal body axis 10.
  • the connecting side edge 6 bearing against the base body 2 can be welded on both sides along its longitudinal edges 6a, 6b by means of a Y-weld seam.
  • the main body 2 has a base end 3, on which a pin 4 is formed.
  • the pin 4 arranged on the base body end 3 has an end face 11 which bears against the base body end 3 and extends along its longitudinal axis 12 as far as a pin head region 13.
  • the ribs 5 welded to the base body 2 are placed with their rib ends on the pins End face 11 of the pin 4.
  • the pin 4 may be welded to the base end 3 and / or to the rib ends in the region of the side edges 9, for example by means of a Y-weld in the region of the longitudinal edges 9a, 9b of the side edge 9 and in sections along the chamfered edge 3a around the main body end 3 around.
  • the pin 4 has, according to the illustrated embodiment, a round cross-section, which hereby means the normal to the longitudinal axis 12 of the pin 4 extending cross-section.
  • One Spigot 4 with round cross-section is particularly easy to manufacture, for example by the pin 4 is made by turning process from a rod.
  • the cross section of the pin 4 increases in the direction of the main body 2. Together with the arcuate contour of the ribs 5, which is effected by the arcuate contour side edge 8 of the ribs 5, thus resulting in total starting from the head portion 13 of the pin 4 widening shape of the pivot pin 1. About the course of the contour side edges. 8 the rigidity of the ribs 5 can be adjusted.
  • the widening shape of the pivot 1 is advantageous for the transmission of forces, which in the head portion 13 in the pivot 1 and the pivot 1 in a resting on the support side edges 7 element (not shown), such as a car body of a rail vehicle, initiated , To forward these forces, the welded together at the side edges 6 pivot 1 has sufficient stability.
  • the ribs 5 and the base body 2 are separated from each other and thus the pivot 1 is produced inexpensively.
  • FIG. 2 shows a perspective view of another embodiment of a pivot pin 16 according to the invention.
  • the pivot pin 16 has a base body 2, at the base end 3 of which a square pin 4 is formed.
  • the pin 4 can be due to its square cross-section particularly safe against rotation about the longitudinal axis of the pivot 16 on a component of the environment (not shown) are arranged - in addition, the feather key 15 can serve to secure the position of the pin 4.
  • the main body 2 of the pivot pin 16 is flat and planar and is bounded by side edges 17, 18, 3, wherein along the two extending in the longitudinal direction of the main body 2 side edges 17 to the main body 2, two ribs 5 are added. Ribs 5 are formed flat and planar and adjoin with their side surfaces of the side edges 17, wherein the attached ribs 5 on both sides of the side edges 17 each form a ninety degree angle to the base body 2.
  • the pivot pin 16 has a high stability compared to introduced in the pin 4 and on the side edges 7 to an environment (not shown) forwarded longitudinal and transverse forces. This is effected inter alia by the arranged on the base body 2 at ninety degrees angle ribs 5, which together with the main body 2 form a stable H-shaped structure.
  • the narrow base end 3 and / or the rib ends 9 may be connected to the end face 11 of the pin 4 cohesively.
  • the rib ends 9 and the base end 3 thereby form a stable H-shaped outline on the end face 11 of the pin 4. Due to the course of the contour side edges 8 and the side edges 17, the pivot pin 16 widens in the direction of the support side edges 7 out.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Drehzapfen zur Längs- und Querkraftübertragung zwischen einem angetriebenen Drehgestell und einem Wagenkasten . Ein solcher Drehzapfen ist aus der WO 01/89902 A1 bereits bekannt. Der dort beschriebene Drehzapfen weist einen Grundkörper mit einem in Längsrichtung fluchtenden Zapfen auf. Der Drehzapfen kann mit Verstärkungsrippen verbunden werden, die oberhalb einer Trageplatte des Drehzapfens angeordnet sind. Die Trageplatte ist an der vom Zapfen abgewandten Seite des Drehzapfens angeordnet.
  • Weitere Drehzapfen sind in der GB 800 538 A und der US 5,109,776 A beschrieben.
  • Aus der DE 23 43 121 A1 ist ein Drehzapfen mit einer gegenüber dem gattungsgemäßen Drehzapfen vereinfachten, säulenförmigen Geometrie bekannt. Diese Drehzapfen bestehen nur aus Grundkörper und Zapfen, wobei der Zapfen an den Grundkörper angeschraubt ist. Die Kraftübertragung über einen derartigen säulenförmigen Drehzapfen erfolgt jedoch ausschließlich über das stabförmige Übertragungsglied und ist daher insbesondere bei Längs- und Querkräften ungünstig.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Drehzapfen anzugeben, der kostengünstig ist und gleichzeitig eine hohe Stabilität des Drehzapfens gewährleistet.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Drehzapfen mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.
  • Mit Rippen ausgerüstete Drehzapfen sind häufig nur einstückig ausgestaltet und bestehen aus Stahlguss. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Drehzapfen herkömmlicher Geometrie - also mit am Grundkörper angeordneten Rippen und einem an einem Grundkörper-Ende angeordneten Zapfen - auch dann eine ausreichende Stabilität aufweisen, wenn die Rippen an den Grundkörper stoffschlüssig angefügt sind. Diese Erkenntnis ermöglicht eine vereinfachte und kostengünstigere Herstellung eines gattungsgemäßen Drehzapfens, wobei eine hohe Stabilität des Drehzapfens gewährleistet ist. Stoffschlüssige Fügeverfahren umfassen erfindungsgemäß Schweißen, Löten, Kleben oder dergleichen. Bei der Auswahl der Stoffe für das Zusammenfügen, also beispielsweise der Klebemittel, ist zu beachten, dass eine ausreichend hohe Stabilität der Fügeverbindung gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß sind die Rippen flächig und eben und von Seitenkanten begrenzt, wobei jede Rippe in Längsrichtung des Grundkörpers am Grundkörper stoffschlüssig angefügt ist. Derartige Rippen können kostengünstig durch Ausschneiden aus einem Stahlblech hergestellt werden. Die flächigen, am Grundkörper stoffschlüssig angefügten Rippen weisen durch die Ausrichtung in Längsrichtung des Grundkörpers gegenüber den Längs- und Querkräften eine hohe Steifigkeit auf.
  • Die Form des Grundkörpers, der Rippen und des Zapfens ist nicht erfindungswesentlich. Die Längsachse des Grundkörpers und die Längsachse des Zapfens müssen zudem nicht der längsten Achse des Grundkörpers bzw. des Zapfens entsprechen. Der Grundkörper und der Zapfen bestehen aus einem Vollmaterial. Auch kann der Drehzapfen weitere Bestandteile - beispielsweise Flansche - aufweisen.
  • Die Form des Zapfens ist gemäß einem Ausführungsbeispiel kegelförmig. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Zapfen kugelförmig ausgebildet. Wesentlich an der Form des Zapfens ist nur, dass der Zapfen in geeigneter Weise am Drehgestell anordnenbar ist. Der Zapfen kann beispielsweise einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet sein oder nach dem Herstellungsprozess des Grundkörpers mit dem Grundkörper verbunden werden. Der Zapfen ist so an dem einen Grundkörper-Ende angeordnet, dass der Drehzapfen mittels des Zapfens am Drehgestell anordnenbar ist. Beispielsweise ist der Zapfen umgeben von Gummifedern in einer Lagerung des Drehgestells angeordnet. Wesentlich hierbei ist, dass über den Drehzapfen die Längs- und Querkräfte zwischen dem Drehgestell und dem Wagenkasten übertragbar sind. Längskräfte treten beispielsweise bei einem angetriebenen Drehgestell während einer Beschleunigung des Schienenfahrzeugs auf. Querkräfte zwischen dem Drehgestell und dem Wagenkasten treten beispielsweise beim Durchfahren von Kurven auf, welche über den Drehzapfen in den Wagenkasten eingeleitet werden. Die am Grundkörper angeordneten Rippen dienen der verbesserten Krafteinleitung in den Wagenkasten. Die Erfindung umfasst hierbei auch alle Ausführungsbeispiele, bei denen die Anordnung der Rippen am Grundkörper sich teilweise oder ganz entlang des Zapfens erstreckt. Erfindungswesentlich hierbei ist nur, dass die Rippen stoffschlüssig angefügt sind.
  • Vorteilhafter Weise sind die Rippen am Grundkörper angeschweißt.
  • Diese stoffschlüssige Verbindung gewährleistet eine besonders hohe Stabilität.
  • Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass der Zapfen am Grundkörper und/oder an mindestens einem Rippen-Ende einer Rippe stoffschlüssig angefügt ist.
  • Der Grundkörper ist somit nicht einstückig mit dem Zapfen ausgebildet. Dadurch können für den Zapfen und den Grundkörper getrennte Herstellungsverfahren gewählt werden, welche für die Form des Zapfens beziehungsweise die Form des Grundkörpers besonders geeignet sind. Die Herstellungsverfahren können dadurch vereinfacht werden. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen Zapfen und Grundkörper kann beispielsweise durch eine Schweißnaht realisiert sein. Dabei kann der Zapfen durch direktes Verschweißen des Zapfens mit dem einen Grundkörper-Ende am Grundkörper angeordnet sein. Genauso gut könnte der Zapfen aber auch an einem Rippen-Ende angeschweißt sein, welches sich bis zu dem einen Grundkörper-Ende erstreckt, wobei die Rippen ihrerseits wieder am Grundkörper stoffschlüssig angefügt sind.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann der zur Grundkörperlängsachse normal verlaufende Querschnitt des Grundkörpers rund oder viereckig sein.
  • Ein Grundkörper mit rundem Querschnitt ist besonders einfach und kostengünstig herzustellen. Beispielsweise indem der Grundkörper aus einem vorgefertigten Standard DIN Stahlrohr hergestellt ist. Ein viereckiger Querschnitt des Grundkörpers hat den Vorteil, dass er auf besonders stabile Art und Weise formschlüssig am Wagenkasten anordnenbar ist. Ein derartiger Grundkörper kann beispielsweise aus einem Blech geeigneter Dicke ausgeschnitten werden. In diesem Fall weist der viereckige Querschnitt zwei Seitenlängen auf, welche der Dicke des Blechs entsprechen. Unter einem normal verlaufenden Querschnitt zur Grundkörper-Längsachse sei im Rahmen dieser Erfindung verstanden, dass der Querschnitt in einem 90 Grad Winkel zur Grundkörper-Längsachse verläuft.
  • Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass der zur Längsachse des Zapfens normal verlaufende Querschnitt des Zapfens rund oder viereckig ist.
  • Ein Zapfen mit rundem Querschnitt ist besonders einfach herzustellen. Dabei kann sich der Querschnitt, genauso wie der im obigen Ausführungsbeispiel beschriebene Querschnitt des Grundkörpers, entlang der Längsachse des Zapfens vergrößern oder verkleinern. Beispielsweise kann der Zapfen eine ringförmige Wulst aufweisen, mit der der Zapfen in einer Lagerung des Drehgestells gehalten wird. Ein Zapfen mit rundem Querschnitt kann beispielsweise mittels Drehverfahren aus einer Stange hergestellt werden.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann der Querschnitt des Zapfens viereckig sein. Ein derartiger Zapfen kann beispielsweise drehsicher um seine Längsachse am Drehgestell anordnenbar sein.
  • Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der zur Längsachse des Zapfens normal verlaufende Querschnitt des Zapfens sich in Richtung des Grundkörpers hin verbreitert.
  • Dies ermöglicht eine verbesserte Krafteinleitung in den Wagenkasten. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich besonders für Zapfen mit rundem Querschnitt. Durch den verbreiterten Querschnitt kann die Anlagefläche zwischen dem Zapfen und dem Grundkörper vergrößert werden, wodurch eine stabilere stoffschlüssige Fügeverbindung zwischen Zapfen und Grundkörper beziehungsweise zwischen Zapfen und Rippen-Enden ermöglicht ist.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel weisen die Rippen eine Verbindungs-Seitenkante auf und sind mit dieser in Längsrichtung des Grundkörpers am Grundkörper stoffschlüssig angefügt.
  • Die mit der Verbindungs-Seitenkante am Grundkörper angefügten Rippen bilden zwischen dem Grundkörper und ihren Seitenflächen einen neunzig Grad Winkel aus. Dadurch ist beidseitig der Rippen ausreichend Platz zum Anbringen einer Schweißnaht oder anderer stoffschlüssiger Fügeverfahren.
  • Weiter kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Rippen vom Zapfen ausgehend sich über die gesamte Länge des Grundkörpers erstrecken.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die an den Grundkörper stoffschlüssig angefügten Rippen eine rechtwinklig zur Längsachse des Grundkörpers verlaufende Auflage-Seitenkante zur Auflage des Wagenkastens aufweisen.
  • Über die Auflage-Seitenkante werden Längs- oder Querkräfte in den Wagenkasten eingeleitet.
  • Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Rippen eine Kontur-Seitenkante aufweisen, welche entsprechend der gewünschten Steifigkeit der Rippe in einer Kontur verläuft.
  • Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass jeweils zwei Rippen gegenüberliegend am Grundkörper angeordnet sind.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass Queranschläge stoffschlüssig an den Drehzapfen angefügt sind.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Grundkörper und die Rippen unabhängig voneinander hergestellt und anschließend die Rippen stoffschlüssig an den Grundkörper angefügt werden.
  • Durch die getrennte Herstellung von Grundkörper und Rippen können für beide unterschiedliche Herstellungsverfahren gewählt werden, welche den Erfordernissen an Geometrie und Stabilität der beiden Teile besonders gut angepasst sind. Dadurch können besonders einfache und kostengünstige Herstellungsverfahren gewählt werden. Durch die stoffschlüssig am Grundkörper angefügten Rippen wird eine hohe Stabilität des Drehzapfens gewährleistet.
  • Es kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Rippen aus einem Blech ausgeschnitten werden.
  • Dieses Herstellungsverfahren ist besonders einfach und kostengünstig. Bei dem Blech kann es sich beispielsweise um Stahlblech handeln. Das Ausschneiden der Rippen aus einem Blech ist aufgrund der flächigen Geometrie der Rippen besonders gut an diesen Teil des Drehzapfens angepasst.
  • Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass der Grundkörper und der Zapfen unabhängig voneinander hergestellt werden.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Grundkörper durch Abtrennen eines Rohrstücks aus einem Standard DIN Rohr hergestellt wird.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Grundkörper aus einem besonders preiswerten Material hergestellt.
  • Es kann auch als vorteilhaft betrachtet werden, dass der Grundkörper durch Ausschneiden aus einem Blech hergestellt wird.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Grundkörper eben und flächig, wobei der Grundkörper von Seitenkanten begrenzt ist. Die Rippen können stoffschlüssig an die Seitenkanten oder die Seitenflächen des Grundkörpers angefügt sein. Hierbei kann der Grundkörper selbst einen Teil der Rippen ausbilden.
  • Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass der Zapfen im Drehverfahren aus einer Stange hergestellt wird.
  • Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass die Rippen an dem Grundkörper angeschweißt werden.
  • Beispielsweise können die Rippen mittels einer Y-Schweißnaht an den Grundkörper angeschweißt werden. Die getrennt hergestellten Rippen und der Grundkörper sind damit auf eine Weise verbunden, welche eine besonders hohe Stabilität des Drehzapfens gewährleistet.
  • Vorteilhafterweise kann weiter vorgesehen sein, dass in dem Zapfen zur teilweisen Aufnahme des Grundkörpers eine in Richtung der Längsachse verlaufende Ausnehmung eingebracht wird.
  • Der mit dem Grundkörper zusammengefügte Zapfen kann mittels der teilweisen Aufnahme des Grundkörpers in stabilerer Weise an dem Grundkörper angeordnet werden um den Zapfen anschließend an den Grundkörper anzufügen.
  • Es kann auch als vorteilhaft angesehen werden, dass der Zapfen am Grundkörper angeordnet und im Bereich der dem Grundkörper zugewandten Stirnseite des Zapfens am Grundkörper und/oder an mindestens einem Rippen-Ende stoffschlüssig angefügt wird.
  • Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figur der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen.
  • Dabei zeigt die
    • Figur 1
    einen erfindungsgemäßen Drehzapfen in perspektivischer Ansicht in schematischer Darstellung, und
    Figur 2
    ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehzapfens in perspektivischer Ansicht in schematischer Darstellung.
  • Die Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen erfindungsgemäßen Drehzapfen 1. Der Drehzapfen 1 besteht aus einem Grundkörper 2, an dem vier sich paarweise gegenüberstehende Rippen 5 angeordnet sind. Die Rippen 5 sind eben und flächig ausgebildet und sind von Seitenkanten 6, 7, 8, 9 begrenzt. Jede Rippe 5 ist mit einer sich in Richtung der Grundkörper-Längsachse 10 erstreckenden Verbindungs-Seitenkante 6 am Grundkörper 2 angeschweißt. Beispielsweise kann die am Grundkörper 2 anliegende Verbindungs-Seitenkante 6 beidseitig entlang ihrer Längskanten 6a, 6b mittels einer Y-Schweißnaht angeschweißt sein. Der Grundkörper 2 weist ein Grundkörper-Ende 3 auf, an welchem ein Zapfen 4 ausgebildet ist. Der am Grundkörper-Ende 3 angeordnete Zapfen 4 weist eine am Grundkörper-Ende 3 anliegende Stirnseite 11 auf und erstreckt sich entlang seiner Längsachse 12 bis zu einem Zapfen-Kopfbereich 13. Die am Grundkörper 2 angeschweißten Rippen 5 setzen mit ihren Rippen-Enden auf die Stirnseite 11 des Zapfens 4 auf. Zur Befestigung des Zapfens 4 am Grundkörper 2 kann der Zapfen 4 am Grundkörper-Ende 3 und/oder an den Rippen-Enden im Bereich der Seitenkanten 9 angeschweißt sein, beispielsweise mittels einer Y-Schweißnaht im Bereich der Längskanten 9a, 9b der Seitenkante 9 und abschnittsweise entlang des abgeschrägten Randes 3a um das Grundkörper-Ende 3 herum. Der Zapfen 4 weist gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen runden Querschnitt auf, wobei hiermit der normal zur Längsachse 12 des Zapfens 4 verlaufender Querschnitt gemeint ist. Ein Zapfen 4 mit rundem Querschnitt ist besonders einfach herzustellen, beispielsweise indem der Zapfen 4 mittels Drehverfahren aus einer Stange hergestellt wird. Der Querschnitt des Zapfens 4 vergrößert sich in Richtung des Grundkörpers 2 hin. Zusammen mit der bogenförmigen Kontur der Rippen 5, welche durch die bogenförmige Kontur-Seitenkante 8 der Rippen 5 bewirkt wird, ergibt sich somit insgesamt eine vom Kopfbereich 13 des Zapfens 4 ausgehend sich verbreiternde Form des Drehzapfens 1. Über den Verlauf der Kontur-Seitenkanten 8 kann die Steifigkeit der Rippen 5 eingestellt werden. Die sich verbreiternde Form des Drehzapfens 1 ist vorteilhaft zur Weiterleitung von Kräften, welche im Kopfbereich 13 in den Drehzapfen 1 und über den Drehzapfen 1 in ein auf den Auflage-Seitenkanten 7 aufliegendes Element (nicht dargestellt), beispielsweise einen Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs, eingeleitet werden. Zur Weiterleitung dieser Kräfte weist der an den Seitenkanten 6 zusammengeschweißte Drehzapfen 1 eine ausreichende Stabilität auf. Die Rippen 5 und der Grundkörper 2 sind getrennt voneinander und damit der Drehzapfen 1 kostengünstig hergestellt.
  • Die Figur 2 zeigt in perspektivischer Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehzapfens 16. Der Drehzapfen 16 weist einen Grundkörper 2 auf, an dessen Grundkörper-Ende 3 ein viereckiger Zapfen 4 ausgebildet ist. Der Zapfen 4 kann aufgrund seines viereckigen Querschnitts besonders sicher gegenüber Drehungen um die Längsachse des Drehzapfens 16 an einem Bauteil der Umgebung (nicht dargestellt) angeordnet werden - zusätzlich kann die Passfeder-Nut 15 der Lagesicherung des Zapfens 4 dienen. Der Grundkörper 2 des Drehzapfens 16 ist eben und flächig ausgebildet und wird von Seitenkanten 17, 18, 3 begrenzt, wobei entlang der beiden in Längsrichtung des Grundkörpers 2 verlaufenden Seitenkanten 17 an den Grundkörper 2 zwei Rippen 5 angefügt sind. Die Rippen 5 sind eben und flächig ausgebildet und grenzen mit ihren Seitenflächen an die Seitenkanten 17 an, wobei die angefügten Rippen 5 beidseitig der Seitenkanten 17 jeweils einen neunzig Grad Winkel zum Grundkörper 2 bilden.
  • Trotz des flachen Grundkörpers 2 weist der Drehzapfen 16 eine hohe Stabilität gegenüber in den Zapfen 4 eingeleiteten und über die Seitenkanten 7 an eine Umgebung (nicht dargestellt) weitergeleiteten Längs- und Querkräften auf. Dies wird u.a. durch die am Grundkörper 2 im neunzig Grad Winkel angeordneten Rippen 5 bewirkt, welche zusammen mit dem Grundkörper 2 einen stabilen H-förmigen Aufbau bilden. Je nach Ausführungsbeispiel kann das schmale Grundkörper-Ende 3 und/oder die Rippen-Enden 9 mit der Stirnseite 11 des Zapfens 4 stoffschlüssig verbunden sein. Die Rippen-Enden 9 und das Grundkörper-Ende 3 bilden dabei einen stabilen H-förmigen Grundriss auf der Stirnseite 11 des Zapfens 4. Durch den Verlauf der Kontur-Seitenkanten 8 sowie der Seitenkanten 17 verbreitert sich der Drehzapfen 16 in Richtung der Auflage-Seitenkanten 7 hin. Dies erhöht zusätzlich die Stabilität des Drehzapfens 16 gegenüber auf den Drehzapfen 16 einwirkenden Längs- und Querkräften. Durch die flache Ausgestaltung des Grundkörpers 2 kann dieser besonders kostengünstig hergestellt werden, beispielsweise indem der Grundkörper 2 aus einem Blech ausgeschnitten wird. Auf die gleiche Art und Weise können die flachen Rippen 5 kostengünstig hergestellt werden. Zum stoffschlüssigen Zusammenfügen des Drehzapfens 16 können Schweißnähte vorgesehen sein, beispielsweise im Bereich der Seitenkanten 17, des Grundkörper-Endes 3 sowie der Rippen-Enden 9.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Drehzapfen
    2
    Grundkörper
    3
    Grundkörper-Ende
    3a
    abgeschrägter Rand des Grundkörper-Endes
    4
    Zapfen
    5
    Rippe
    6
    Verbindungs-Seitenkante der Rippe 5
    6a
    Längskante der Verbindungs-Seitenkante 6
    6b
    Längskante der Verbindungs-Seitenkante 6
    7
    Auflage-Seitenkante der Rippe 5
    8
    Kontur-Seitenkante der Rippe 5
    9
    Seitenkante der Rippe 5
    9a
    Längskante der Seitenkante 9
    9b
    Längskante der Seitenkante 9
    10
    Grundkörper-Längsachse
    11
    Stirnseite des Zapfens 4
    12
    Längsachse des Zapfens 4
    13
    Kopfbereich des Zapfens 4
    14
    Queranschlag
    15
    Passfeder-Nut
    16
    Drehzapfen
    17
    Seitenkante des Grundkörpers 2
    18
    Seitenkante des Grundkörpers 2

Claims (12)

  1. Drehzapfen (1) zur Längs- und Querkraftübertragung zwischen einem angetriebenen Drehgestell und einem Wagenkasten mit
    - einem eine Grundkörper-Längsachse (10) aufweisenden Grundkörper (2), an dessen einem Grundkörper-Ende (3) zur Anordnung des Drehzapfens (1) am Drehgestell ein aus Vollmaterial bestehender Zapfen (4) ausgebildet ist, dessen Längsachse (12) mit der Grundkörper-Längsachse (10) fluchtet,
    - und Rippen (5), die zum Stützen des Wagenkastens an dem Grundkörper (2) angeordnet sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (5) flächig und eben und von Seitenkanten (6, 7, 8, 9) begrenzt sind, wobei jede Rippe (5) in Längsrichtung des Grundkörpers (2) am Grundkörper (2) stoffschlüssig angefügt ist.
  2. Drehzapfen nach Anspruch 1,
    dadurchgekennzeichnet, dass
    die Rippen (5) am Grundkörper (2) angeschweißt sind.
  3. Drehzapfen nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurchgekennzeichnet, dass
    der Zapfen (4) am Grundkörper (2) und/oder an mindestens einem Rippen-Ende einer Rippe (5) stoffschlüssig angefügt ist.
  4. Drehzapfen nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zur Grundkörper-Längsachse (10) normal verlaufende Querschnitt des Grundkörpers (2) rund oder viereckig ist.
  5. Drehzapfen nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zur Längsachse (12) des Zapfens (4) normal verlaufende Querschnitt des Zapfens (4) rund oder viereckig ist.
  6. Drehzapfen nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zur Längsachse (12) des Zapfens (4) normal verlaufende Querschnitt des Zapfens (4) sich in Richtung des Grundkörpers (2) hin verbreitert.
  7. Drehzapfen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Rippen (5) eine Verbindungs-Seitenkante (6) aufweisen und mit dieser in Längsrichtung des Grundkörpers (2) am Grundkörper (2) stoffschlüssig angefügt sind.
  8. Drehzapfen nach Anspruch 1 oder 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Rippen (5) vom Zapfen (4) ausgehend sich über die gesamte Länge des Grundkörpers (2) erstrecken.
  9. Drehzapfen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die an dem Grundkörper (2) stoffschlüssig angefügten Rippen (5) eine rechtwinklig zur Längsachse des Grundkörpers (10) verlaufende Auflage-Seitenkante (7) zur Auflage des Wagenkastens aufweisen.
  10. Drehzapfen nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Rippen (5) eine Kontur-Seitenkante (8) aufweisen, welche entsprechend der gewünschten Steifigkeit der Rippe (5) in einer Kontur verläuft.
  11. Drehzapfen nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jeweils zwei Rippen (5) gegenüberliegend am Grundkörper (2) angeordnet sind.
  12. Drehzapfen nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    Queranschläge (14) stoffschlüssig an den Drehzapfen angefügt sind.
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