EP3157798A1 - Tauchzapfen zur längs- und querkraftübertragung zwischen einem drehgestell und einem wagenkasten - Google Patents

Tauchzapfen zur längs- und querkraftübertragung zwischen einem drehgestell und einem wagenkasten

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EP3157798A1
EP3157798A1 EP15717110.9A EP15717110A EP3157798A1 EP 3157798 A1 EP3157798 A1 EP 3157798A1 EP 15717110 A EP15717110 A EP 15717110A EP 3157798 A1 EP3157798 A1 EP 3157798A1
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EP
European Patent Office
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pin
immersion
plates
ribs
dip
Prior art date
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Granted
Application number
EP15717110.9A
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English (en)
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EP3157798B1 (de
Inventor
David KREUZWEGER
Bernhard Kittinger
Stefan Langerwisch
Gerhard Fuchs
Rüdiger MANGLER
Michael Nowotka
Helmut TRANTIN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility Austria GmbH
Original Assignee
Siemens AG Oesterreich
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Filing date
Publication date
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Publication of EP3157798B1 publication Critical patent/EP3157798B1/de
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    • 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
    • B61F5/18—King-bolts
    • 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
    • B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
    • B61F5/24—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes

Definitions

  • the invention relates to an immersion pin for longitudinal and
  • the immersion pin comprises a base body and ribs, which are used to support the car body to the
  • the Basic body are arranged.
  • the invention is particularly applied to rail vehicles.
  • the immersion pin tapers in the direction of its longitudinal axis, which forms the axis of rotation in the assembled state of the dip pin, so that the narrow end of the dip pin the
  • Dive spigot is attached to the bogie and the narrow end of the dipping spigot projects into an opening on one
  • Submersible pin is therefore less long than wide.
  • the dowel usually transmits longitudinal forces
  • dowels do not have a round bushing or the like, as is the case with a lemniscated pivoting of trunnions.
  • Trunnions with ribs on the base body are known from DE 10 2008 014 576 AI, where the ribs on the body
  • the dipping pins are usually just made of a ductile material, such as steel,
  • the carbody is often made of aluminum.
  • the operating temperature of a rail vehicle can vary greatly depending on the climatic zone, e.g. between -50 ° C and + 50 ° C.
  • Immersion pin is attached - made of aluminum or one
  • Aluminum alloy is made.
  • a plunger with the features of claim 1, wherein the plunger tapers along its longitudinal axis from a wide end to a narrow end, and wherein the plunger a
  • Base body and ribs, which supports the
  • Car body are arranged on the base body.
  • the submersible pin is at least partially, in particular completely, made of an aluminum alloy.
  • aluminum alloy includes all materials which are predominantly aluminum, but preferably thermosetting aluminum alloys are used, for example AlMgSi alloys such as AC-42100-S-T6 according to EN 1706. In particular the same
  • Aluminum alloy can be used as for that component with which the submersible pin is firmly connected in the operating state, so usually the car body. Should the
  • the attachment can be directly - without additional coupling elements - running.
  • the low ductility of the aluminum alloy can be achieved by appropriate shaping using ribs
  • Aluminum alloys also have the advantage over steel of being easier to form and of lower weight. Aluminum alloys also show very little decrease in strength at low temperatures, e.g. -50 ° C.
  • the base body forms an outer shell and within the body curved ribs are arranged, which are supported on the inside of the body.
  • the ribbed vault thus formed inside the dipping pin with its openings (formed by the spaces between the individual ribs) ensures the longitudinal and lateral force transmission and provides snow and water from the top drainage possibility.
  • the curvature of the ribs is directed inwards, as seen in the direction of the longitudinal axis of the dip, they reach at their lateral ends (where they are on the inside of the
  • Base body are attached) continue towards the wide end of the dip pin as in the middle of the respective rib.
  • a variant provides that the ribs on a provided within the body floor
  • Enclosing pin and is closer to the narrow end of the dip pin.
  • the soil is within the body, in particular continuously or on all sides, connected to this. If the part of the dowel between the bottom and the narrow (tapered) end of the dowel pin should break (for example, in the case of a violent breakage due to an accident), this sloping ground will ensure that the diver will be able to reach the end
  • Support for at least one rib is interrupted by a round recess provided in the rib.
  • the recess forms a
  • Outflow for entering from above water or for dirt, if necessary, is usually also a
  • ribs Normal to the flat ribs may be provided at least one central rib, which extends through the longitudinal axis of the dip plug. This serves for better lateral force transmission. Not only one, but also several middle ribs can be provided. If the support of at least one rib (in particular of all ribs) is interrupted at the bottom by a round recess provided in the rib, this respective recess can be designed such that it defines that delimiting edge of the rib
  • Midrib encloses the narrow end of the
  • the midrib has four
  • Limiting edges the two lateral edges will usually be fully connected to the main body.
  • the limiting edge of the central rib which faces the wide end of the dip-peg, will generally be free except for the connection with the ribs.
  • the limiting edge of the center rib which faces the narrow end of the dip pin, is usually also - except for the connection with the ribs - free, so not with the ground
  • Base body is provided in each case a flat plate for L Kunststoffskraftaufnähme, wherein the two plates are aligned parallel to each other.
  • lateral forces in the dipping pin can be provided that is provided on two opposite sides of the base body depending on a further plate for transverse force absorption, wherein the two plates are aligned parallel to each other and normal to the plates for longitudinal force absorption. If the plates for lateral force absorption - measured in the direction of the longitudinal recording of the dipping pin - are further away from the narrow end of the dipping pin than the plates for L Lucasskraftaufnähme, then still remains between the plates for transverse force absorption and the narrow end of the dip Space to at least one inside or outside on the body
  • At least one opening in the base body is provided in order to bring out a normal to the plates for transverse force absorption arranged transverse force damper from the base body can.
  • the longitudinal force absorbing plates and / or the transverse force absorbing plates may be provided with an abrasion resistant layer such as steel, for example not
  • a three-dimensional grid is provided, then increases the grid with low weight the stability of the dip pin against longitudinal forces. Under a three-dimensional grid is understood in
  • Grids and / or ribs arranged in different spatial directions which are firmly connected to one another in grid points or along lines. It can improve the recording of longitudinal and
  • Transverse forces may be provided that a part of the grid bars of the three-dimensional grid normal and another part parallel to the direction of the longitudinal axis of the dip pin
  • a releasably secured Abhebeplatte is provided at the narrow end of the dip pin, which is wider than the narrow end of the dip spigot, then this can act in the assembled state of the dip plug as a lift-off.
  • the lifting plate can be disassembled to tie the component (usually the bogie) or build the transverse damper. At the wide end of the dip can a
  • the immersion pin can be made by casting. This is for immersion pegs with a height or length along the
  • Immersion pin it is also conceivable to produce several castings, milling or forgings and then to weld them together. Or the dive pin as a single
  • Fig. 1 an immersion pin according to the invention in
  • FIG. 2 is a side view of the dip pin of Figure 1 looking at the plate for transverse force absorption
  • FIG. 3 is a side view of the dip pin of Figure 1 looking at the plate for Lssenskraftaufnähme,
  • Fig. 5 is a plan view of the dip pin of Fig. 1 with a view of the ribs in the interior of the body of the dip spigot
  • Fig. 6 is a section through the plunger parallel to
  • FIG. 8 is a side view of the dip pin of FIG. 7, wherein the section line for the section of FIG. 7 is located,
  • Fig. 9 is a longitudinal section through the plunger according to line X-X in Fig. 2, but opposite to the drawn
  • Fig. 1 shows an immersion pin according to the invention in
  • the base body 1 has approximately the shape of a quadrilateral truncated pyramid, which merges into a cuboid towards the narrow end 3.
  • the dimension of the base body 1 in the illustrated form in the direction of the longitudinal axis 8 is just over one meter. In the sense that the longitudinal axis 8 of the dipstick in the operating state of the dip pin is the axis of rotation, it is also conceivable that the dimension of the dip pin in the direction of the longitudinal axis 8 is smaller than normal to the fact that the dipping pin is thus less long than wide.
  • Screwing portion 15 has centrally a driving pin 11, which dips in the assembled state of the dip pin in a corresponding recess of the component to which the dipping pin is firmly connected, usually the car body.
  • the driving pin 11 can receive a force FM, which acts normal to the longitudinal axis 8 (see FIG. 4) of the dipping pin.
  • Abhebeplatte 12 which is wider in one direction than the narrow end 3 of the dip pin, while it is narrower in the other direction than the narrow end 3.
  • the base body 1 is - except for the driving pin 11 and the lifting plate 12 - made in one piece, in this case as a casting of a thermosetting aluminum alloy.
  • the main body 1 thus comprises in particular ribs 4, a
  • the driving pin 11 and the Abhebeplatte 12 are attached to the base body 1 after the production of the casting.
  • the lifting plate 12 may also be made of an aluminum alloy, such as
  • the lifting plate 12 may for example be made of a firmer thermosetting aluminum alloy than the main body. 1
  • the main body 1 is formed near the wide end 2 as a hollow body (similar to a four-sided truncated pyramid), in which a plurality of planar and parallel to each other
  • arched ribs 4 are provided.
  • the ribs 4 are respectively continuous on both sides with the inside of the
  • Main body 1 connected.
  • the curvature of the ribs 4 is directed away from the wide end 2 of the dipping pin, so that the curved limiting edge of a rib 4 at its two Connecting points with the base body 1 to the wide end 2 of the dip plug is closer than at a distance from the connection points with the base body 1, see also Fig. 6.
  • Center rib 7 is provided, which extends through the longitudinal axis 8 of the dip spigot. "Curved” is to be understood that the planar rib or center rib in its plane has at least one limiting edge, which is curved.
  • Base 1 two flat plates 9 for receiving
  • the plates 9 are approximately square with rounded corners.
  • the size and shape of the plates 9 depends on the size of the longitudinal buffers, which in the operating state of the dip spigot and thus in all operating conditions of the vehicle to the plates 9 of the
  • Vehicle can attack the plates 10. If the aluminum alloy of the base body 1 is too soft for a rubbing longitudinal buffer on the plates 9 and 10, a relative (to the plates 9, 10) of the relatively thick aluminum alloy cast plates 9, 10 is obtained. 10) thin plate, for example, 2 mm thick, made of stainless steel, which prevents the chafing of the aluminum alloy of the plates 9, 10. Between the plates 10 and the narrow end 3 is a receptacle 16 for a transverse damper 17 (see FIG. 7).
  • Fig. 2 shows a side view of the dip pin of Fig. 1 with a view of a plate 10 for transverse force absorption.
  • Plates 10 are seen in the direction of the longitudinal axis 8 approximately centrally between the narrow end 3 and the wide end 2 of the dip, here a little closer to the wide end 2. If the submersible pin attached to the car body, so the narrow end 3 projects down into the bogie , In this case, then come the plates 9 for L josskraftaufnähme lower than the plates 10 for transverse force absorption. It brings advantages in the running technical design of the vehicle when the plates 10 and thus the transverse buffers sit higher than the plates 9 and thus the Leksmitddling.
  • FIG. 3 shows a side view of the dip pin of Fig. 1 with a view of the plate 9 for Lssenskraftaufnähme.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through the plunger according to line XX in FIG. 2 and thus the same viewing direction as FIG. 3.
  • the four ribs 4 are each at their upper side (the side facing the narrow end 3 or the narrow end 3) facing bounding edge) connected to the bottom 5 of the ribbed vault, wherein the bottom 5 extends obliquely to the longitudinal axis 8 of the dip spigot, here just executed and is connected along its circumference with the base body 1.
  • the comparison with Fig. 3 shows that the bottom 5 is approximately in that half of the plate 9 runs closer to the wide end 2.
  • the center rib 7 is in each case laterally (in FIG. 4, ie, top and bottom) continuously connected to the inside of the main body 1. It has at its limiting edge, which has the narrow end 3 of the dip pin (ie, the right edge in Fig. 4), a distance from the bottom 5, so it is not connected to the bottom 5. This edge is arched away from the narrow end 3 of the dip-peg.
  • the center rib 7 is curved at its limiting edge facing the wide end 2 of the dip (ie, the left edge in Fig. 4), away from the wide end 2 of the dip.
  • the central rib 7 is therefore narrower (measured in the direction of the longitudinal axis 8) as a result of the curvature of its two limiting edges at a distance from the base body 1, in particular in the region of the longitudinal axis 8, than at its connection points to the base body 1.
  • the otherwise hollow cuboid interior of the body is filled with a three-dimensional grid 6.
  • the grid bars parallel to the longitudinal axis 8 are arranged in the extension of the ribs 4 and also designed as ribs (grid ribs 18).
  • the grid 6 is poured together with the base body 1.
  • the remaining bars extend at an angle to
  • the bars are normal to the longitudinal axis 8. Where the distance between bottom 5 and narrow end 3 is smaller, the bars extend parallel to Floor 5.
  • Fig. 5 is a plan view of the dip pin of Fig. 1 with a view of the ribs 4 in the interior of the main body 1 of the Diving spigot shown. It can be seen that the four ribs 4 are formed symmetrically to the central rib 7.
  • Net structure through the three-dimensional grid 6 corresponds to the invention submersible pin despite lesser
  • Fig. 6 shows a section through the plunger parallel to the plane in Fig. 2, so that a clear view of an entire rib 4 is given.
  • the ribs 4 are not continuously connected to the bottom 5 at their limiting edge, which are facing the narrow end 3 of the dip pin, but have a round, here elliptical, recess 19, which connects to the bottom 5 in the middle of the floor 5 interrupts.
  • the recess 19 extends approximately as far as the wide end 2 of the dip pin, that it includes that limiting edge of the central rib 7, which faces the narrow end 3 of the dip plug.
  • the size of the recess 19 here is slightly less than half the dimension of the rib 4.
  • Measured normal to the longitudinal axis 8 is the largest dimension of the
  • an opening 20 for a transverse damper is provided in those boundary walls of the base body 1, which are parallel to the planes of the ribs 4, see FIG. 7.
  • Fig. 7 shows a section through the plunger parallel to the plane in Fig. 3, wherein now the transverse damper 17 is installed in the base body 1. In one of the - each other
  • the receptacle 16 is fixed to the transverse damper 17, to which the transverse damper 17 is attached.
  • the transverse damper 17 thus engages on the inside
  • Base body 1 is from the outside with the receptacle 16th screwed. Through the other opening 20 of the transverse damper protrudes from the base body 1, so that it can be connected in the operating state with that component, opposite to the
  • the transverse damper 17 itself is arranged in the illustrated case largely within the base body 1. Therefore, the one-sided cavernous opening in the base body 1, between the bottom 5 and the narrow end 3, must be provided. Accordingly, the illustrated in Fig. 4
  • Grating 6 with the grid ribs 18 have a recess for the transverse damper 17.
  • Submersible pins can thus be transmitted longitudinal forces, while still enough space for the transverse damper 17 is available.
  • FIG. 8 shows a side view of the dip pin of FIG. 7, wherein the section line C-C of FIG. 7 is drawn.
  • FIG. 8 corresponds to FIG. 2, in contrast to FIG. 2, the transverse damper 17 is now mounted in FIG. 8.
  • FIG. 9 shows a longitudinal section through the plunger according to line X-X in FIG. 2, but opposite to that in FIG. 2
  • the bottom 5 has on the side closest to the narrow end 3, a recess (ie, an opening), so that water or dirt, which penetrates into the immersion pin from the wide end 2 in the operating state of the immersion pin, between the ribs 4 (resp.
  • a possible lifting plate 12 may not cover this opening in the narrow end 3, see Fig. 1.
  • a possible way of the water through the dipping pin is shown in Fig. 9 by thick black arrows.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Tauchzapfen zur Längs- und Querkraftübertragung zwischen einem Drehgestell und einem Wagenkasten, wobei der Tauchzapfen sich entlang seiner Längsachse (8) von einem breiten Ende (2) zu einem schmalen Ende (3) verjüngt, und wobei der Tauchzapfen einen Grundkörper (1) und Rippen (4) umfasst, die zum Stützen des Wagenkastens an dem Grundkörper angeordnet sind. Um ohne technisch aufwändige Konstruktionen zur Entkoppelung zwischen Tauchzapfen und Wagenkasten auszukommen, ist vorgesehen, dass der Tauchzapfen zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist.

Description

Beschreibung
Tauchzapfen zur Längs- und Querkraftübertragung zwischen einem Drehgestell und einem Wagenkasten
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Tauchzapfen zur Längs- und
Querkraftübertragung zwischen einem Drehgestell und einem Wagenkasten, wobei der Tauchzapfen sich entlang seiner
Längsachse von einem breiten Ende zu einem schmalen Ende verjüngt, und wobei der Tauchzapfen einen Grundkörper und Rippen umfasst, die zum Stützen des Wagenkastens an dem
Grundkörper angeordnet sind. Die Erfindung wird insbesondere bei Schienenfahrzeugen angewendet.
Der Tauchzapfen verjüngt sich in Richtung seiner Längsachse, welche im montierten Zustand des Tauchzapfens die Drehachse bildet, sodass das schmale Ende des Tauchzapfens den
eigentlichen Zapfen bildet.
Entweder das breite Ende des Tauchzapfens wird am Wagenkasten befestigt und das schmale Ende des Tauchzapfens ragt in eine Öffnung an einem Drehgestell oder das breite Ende des
Tauchzapfens wird am Drehgestell befestigt und das schmale Ende des Tauchzapfens ragt in eine Öffnung an einem
Wagenkasten . In dem Sinne, dass die Längsachse die Drehachse ist, ist es auch denkbar, dass die Abmessung des Tauchzapfens in Richtung der Längsachse kleiner ist als normal dazu, dass der
Tauchzapfen also weniger lang als breit ist. Der Tauchzapfen überträgt üblicher Weise Längskräfte,
Querkräfte und Vertikalkräfte. Tauchzapfen haben im Unterschied zu Drehzapfen keine runde Buchse oder Ähnliches, wie es bei einer Lemniskatenanlenkung von Drehzapfen der Fall ist.
Stand der Technik
Tauchzapfen aus Stahlguss und Verfahren zu deren Herstellung sind allgemein bekannt. Diese herkömmlichen Tauchzapfen sind aufwändig und damit teuer in der Herstellung.
Drehzapfen mit Rippen am Grundkörper sind etwa aus der DE 10 2008 014 576 AI bekannt, wo die Rippen am Grundkörper
stoffschlüssig angefügt sind und etwa durch Ausschneiden aus einem Stahlblech hergestellt werden.
Eine große Belastung für den Tauchzapfen stellen Längsstöße (also in Längs- bzw. Bewegungsrichtung eines Fahrzeugs) bei einem Unfall dar. Deshalb werden die Tauchzapfen üblicher Weise eben aus einem duktilen Werkstoff, wie Stahl,
hergestellt. Der Wagenkasten wird jedoch häufig aus Aluminium gefertigt .
Die Einsatztemperatur eines Schienenfahrzeugs kann je nach Klimazone stark wechseln, z.B. zwischen -50°C und +50°C.
Durch die unterschiedlichen Materialien des
Schienenfahrzeugs, wenn also der Wagenkasten aus Aluminium und der Tauchzapfen aus einem duktilen Werkstoff besteht, kommt es wegen der unterschiedlichen Wärmedehnungen der
Materialien zu Spannungen in der Befestigungsfläche, etwa der Verschraubungsfläche, des Tauchzapfens und des Wagenkastens bzw. Drehgestells. Diese Spannungen können bei starken
Temperaturschwankungen zum Versagen der Verbindung führen. Um die unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen Tauchzapfen und Wagenkasten auszugleichen, werden meist aufwändige
Konstruktionen zur Entkoppelung der Bauteile benötigt. Darstellung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tauchzapfen zur Verfügung zu stellen, welcher ohne technisch aufwändige Konstruktionen zur Entkoppelung von jenem Bauteil (Wagenkasten oder Drehgestell) auskommt, mit dem er fest verbunden ist und der - zumindest an der Stelle, wo der
Tauchzapfen befestigt ist - aus Aluminium oder einer
Aluminiumlegierung gefertigt ist.
Diese Aufgabe wird durch einen Tauchzapfen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei der Tauchzapfen sich entlang seiner Längsachse von einem breiten Ende zu einem schmalen Ende verjüngt, und wobei der Tauchzapfen einen
Grundkörper und Rippen umfasst, die zum Stützen des
Wagenkastens an dem Grundkörper angeordnet sind.
Dabei ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Tauchzapfen zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist.
Der Begriff „Aluminiumlegierung" umfasst alle Materialien, die zum Großteil aus Aluminium bestehen. Bevorzugt kommen jedoch warmaushärtbare Aluminiumlegierungen zum Einsatz, z.B. AlMgSi-Legierungen, wie der Werkstoff AC-42100-S-T6 nach EN 1706. Für den Tauchzapfen kann insbesondere die gleiche
Aluminiumlegierung verwendet werden wie für jenen Bauteil, mit welchem der Tauchzapfen im Betriebszustand fest verbunden ist, also in der Regel dem Wagenkasten. Sollte der
Tauchzapfen am Drehgestell montiert sein, so wäre jene
Aluminiumlegierung für den Tauchzapfen zu verwenden, aus denen das Drehgestell an der Verbindungsstelle mit dem
Tauchzapfen besteht.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert. Durch die Verwendung von Materialien mit ähnlicher Wärmedehnung für den Tauchzapfen und für den Bauteil, an dem er befestigt ist (in der Regel der Wagenkasten) , werden
Spannungen aufgrund unterschiedlicher Wärmedehnung vermieden. Es gibt daher auch keine zusätzliche Verspannung in der
Befestigung, etwa einer Verschraubung, zwischen Tauchzapfen und Bauteil, die Befestigung kann direkt - ohne zusätzliche Koppelelemente - ausgeführt werden. Die geringe Duktilität der Aluminiumlegierung kann durch entsprechende Formgebung unter Verwendung von Rippen
ausgeglichen werden. Aluminiumlegierungen haben gegenüber Stahl zudem den Vorteil, leichter formbar zu sein und ein geringeres Gewicht aufzuweisen. Aluminiumlegierungen zeigen auch einen sehr geringen Festigkeitsabfall bei niedrigen Temperaturen, z.B. -50°C.
Es kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper eine äußere Hülle bildet und innerhalb des Grundkörpers gewölbte Rippen angeordnet sind, die sich an der Innenseite des Grundkörpers abstützen. Das derart im Inneren des Tauchzapfens gebildete Rippengewölbe mit seinen Öffnungen (die durch die Abstände zwischen den einzelnen Rippen gebildet werden) stellt die Längs- und Querkraftübertragung sicher und bietet Schnee und Wasser von der Oberseite eine Abflussmöglichkeit.
Die Wölbung der Rippen ist dabei nach innen gerichtet, in Richtung der Längsachse des Tauchzapfens gesehen reichen sie an ihren seitlichen Enden (wo sie an der Innenseite des
Grundkörpers befestigt sind) weiter Richtung breites Ende des Tauchzapfens als in der Mitte der jeweiligen Rippe.
Wenn mehrere ebene Rippen parallel zueinander angeordnet sind, können Kräfte besonders gut parallel zu den Rippen übertragen werden. Im montierten Zustand des Tauchzapfens sollten die Rippen daher in Längsrichtung des
Schienenfahrzeugs ausgerichtet sein, um die Längskräfte (Betriebskräfte) , insbesondere die Längsstöße bei einem
Unfall, gut aufnehmen zu können.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass sich die Rippen an einem innerhalb des Grundkörpers vorgesehenen Boden
abstützen, der einen Winkel mit der Längsachse des
Tauchzapfens einschließt und sich näher am schmalen Ende des Tauchzapfens befindet. Der Boden ist innerhalb des Grundkörpers, insbesondere durchgehend bzw. allseitig, mit diesem verbunden. Sollte jener Teil des Tauchzapfens, der sich zwischen Boden und schmalem (verjüngtem) Ende des Tauchzapfens befindet, brechen (etwa bei einem Gewaltbruch aufgrund eines Unfalls) , so gewährleistet dieser schräge Boden, dass sich der am
Wagenkasten fix montierte restliche Tauchzapfen mit dem Boden im Drehgestell verhakt und das Drehgestell dennoch
mitgenommen wird. Unabhängig davon, ob der Boden einen Winkel mit der
Längsachse des Tauchzapfens einschließt oder nicht, kann vorgesehen sein, dass sich die Rippen an dem innerhalb des Grundkörpers vorgesehenen Boden abstützen, wobei diese
Abstützung für zumindest eine Rippe (insbesondere für alle Rippen) durch eine in der Rippe vorgesehene runde Ausnehmung unterbrochen wird. Die Ausnehmung bildet eine
Abflussmöglichkeit für von oben eintretendes Wasser oder für Schmutz, gegebenenfalls wird in der Regel auch eine
Ausnehmung im Boden vorgesehen sein, damit Wasser oder
Schmutz durch die Rippen und den Boden abfließen kann.
Normal zu den ebenen Rippen kann zumindest eine Mittelrippe vorgesehen sein, die durch die Längsachse des Tauchzapfens verläuft. Diese dient der besseren Querkraftübertragung. Es können nicht nur eine, sondern auch mehrere Mittelrippen vorgesehen sein. Wenn die Abstützung zumindest einer Rippe (insbesondere aller Rippen) am Boden durch eine in der Rippe vorgesehene runde Ausnehmung unterbrochen wird, kann diese jeweilige Ausnehmung so ausgeführt sein, dass sie jene begrenzende Kante der
Mittelrippe umschließt, die dem schmalen Ende des
Tauchzapfens zugewandt ist. Die Mittelrippe hat vier
begrenzende Kanten: die beiden seitlichen Kanten werden in der Regel zur Gänze mit dem Grundkörper verbunden sein. Die begrenzende Kante der Mittelrippe, die dem breiten Ende des Tauchzapfens zugewandt ist, wird in der Regel - bis auf die Verbindung mit den Rippen - frei sein. Die begrenzende Kante der Mittelrippe, die dem schmalen Ende des Tauchzapfens zugewandt ist, wird in der Regel - bis auf die Verbindung mit den Rippen - ebenfalls frei, also nicht mit dem Boden
verbunden, sein. Die letztere begrenzende Kante würde also dann etwa an der Ausnehmung der Rippen enden oder etwas (z.B. weniger als ein Viertel der Abmessung der Ausnehmung in
Richtung der Längsachse des Tauchzapfens) in die Ausnehmung hineinragen, siehe hierzu Fig. 6.
Zur besseren Einleitung von Längskräften in den Tauchzapfen kann vorgesehen sein, dass nahe dem schmalen Ende des
Tauchzapfens an zwei gegenüberliegenden Seiten des
Grundkörpers je eine ebene Platte zur Längskraftaufnähme vorgesehen ist, wobei die beiden Platten parallel zueinander ausgerichtet sind.
Zur besseren Einleitung von Querkräften in den Tauchzapfen kann vorgesehen sein, dass an zwei gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers je eine weitere Platte zur Querkraftaufnahme vorgesehen ist, wobei die beiden Platten parallel zueinander und normal zu den Platten zur Längskraftaufnähme ausgerichtet sind. Wenn die Platten zur Querkraftaufnahme - in Richtung der Längsaufnahme des Tauchzapfens gemessen - weiter vom schmalen Ende des Tauchzapfens entfernt sind als die Platten zur Längskraftaufnähme, dann bleibt zwischen den Platten zur Querkraftaufnahme und dem schmalen Ende des Tauchzapfens noch Platz, um innen oder außen am Grundkörper zumindest ein
Querdämpferelement angreifen zu lassen.
Insofern kann vorgesehen sein, dass zwischen den Platten zur Querkraftaufnahme und dem schmalen Ende des Tauchzapfens
(also in Richtung der Längsachse des Tauchzapfens gemessen näher beim schmalen Ende des Tauchzapfens) zumindest eine Öffnung im Grundkörper vorgesehen ist, um einen normal zu den Platten zur Querkraftaufnahme angeordneten Querkraftdämpfer aus dem Grundkörper herausführen zu können.
Die Platten zur Längskraftaufnähme und/oder die Platten zur Querkraftaufnahme können mit einer abriebfesten Schicht versehen sein, etwa aus Stahl, zum Beispiel aus nicht
rostendem Stahl. Dadurch kann verhindert werden, dass die aus der Aluminiumlegierung bestehenden Platten durch Scheuern an den korrespondierenden Stellen der Öffnung, in welche der Tauchzapfen im Betriebszustand ragt, abgenützt werden. Wenn im Inneren des Grundkörpers nahe dem schmalen Ende des Tauchzapfens, insbesondere zwischen den Platten zur
Längskraftaufnähme, ein dreidimensionales Gitter vorgesehen ist, dann erhöht das Gitter bei geringem Eigengewicht die Stabilität des Tauchzapfens gegenüber Längskräften. Unter einem dreidimensionalen Gitter versteht man in
unterschiedlichen Raumrichtungen angeordnet Gitterstäbe und/oder Rippen, die in Gitterpunkten bzw. entlang von Linien miteinander fest verbunden sind. Dabei kann zur verbesserten Aufnahme von Längs- und
Querkräften vorgesehen sein, dass ein Teil der Gitterstäbe des dreidimensionalen Gitters normal und ein weiterer Teil parallel zur Richtung der Längsachse des Tauchzapfens
angeordnet sind.
Wenn am breiten Ende des Tauchzapfens parallel zur Längsachse des Tauchzapfens angeordnete, nach außen weisende
Mitnahmebolzen vorgesehen sind, dann sichern diese zusätzlich oder bei Überlastung der Befestigung des Tauchzapfens diesen vor Verrutschen normal zur Längsachse.
Wenn am schmalen Ende des Tauchzapfens eine lösbar befestigte Abhebeplatte vorgesehen ist, welche breiter als das schmale Ende des Tauchzapfens ist, dann kann diese im montierten Zustand des Tauchzapfens als Abhebesicherung fungieren.
Zusätzlich können damit Kräfte in Richtung der Längsachse des Tauchzapfens auf die gegenüberliegende Seite jenes Bauteils übertragen werden, in welchen der Tauchzapfen hineinragt. Die Abhebeplatte kann demontiert werden, um den Bauteil (in der Regel das Drehgestell) auszubinden oder den Querdämpfer aus zubauen . Am breiten Ende des Tauchzapfens kann ein
Verschraubungsabschnitt vorgesehen sein, mittels welcher der Tauchzapfen fest mit dem Wagenkasten oder dem Drehgestell verschraubt werden kann. Der Tauchzapfen kann mittels Guss hergestellt sein. Dies ist bei Tauchzapfen mit einer Höhe bzw. Länge entlang der
Längsachse von mehr als einem Meter die bevorzugte
Herstellungsart. Grundsätzlich, vor allem bei kürzeren
Tauchzapfen, ist es auch denkbar, mehrere Guss-, Fräs- oder Schmiedeteile zu fertigen und diese dann miteinander zu verschweißen. Oder den Tauchzapfen als einen einzigen
Schmiede- oder Frästeil herzustellen.
Kurzbeschreibung der Figuren
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Figuren Bezug genommen, aus der weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und
Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind. Es zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Tauchzapfen in
perspektivischer Darstellung, Fig. 2 eine Seitenansicht des Tauchzapfens aus Fig. 1 mit Blick auf die Platte zur Querkraftaufnahme,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Tauchzapfens aus Fig. 1 mit Blick auf die Platte zur Längskraftaufnähme,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Tauchzapfen gemäß Linie X-X in Fig. 2,
Fig. 5 eine Draufsicht des Tauchzapfens aus Fig. 1 mit Blick auf die Rippen im Inneren des Grundkörpers des Tauchzapfens, Fig. 6 einen Schnitt durch den Tauchzapfen parallel zur
Zeichenebene in Fig. 2,
Fig. 7 einen Schnitt durch den Tauchzapfen parallel zur
Zeichenebene in Fig. 3.
Fig. 8 eine Seitenansicht des Tauchzapfens aus Fig. 7, wobei die Schnittlinie für den Schnitt der Fig. 7 eingezeichnet ist,
Fig. 9 einen Längsschnitt durch den Tauchzapfen gemäß Linie X-X in Fig. 2, jedoch entgegen der eingezeichneten
Blickrichtung .
Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Tauchzapfen in
perspektivischer Darstellung derart, dass links das breite Ende 2 und rechts das schmale Ende 3 des Tauchzapfens zu liegen kommt. Der Grundkörper 1 hat in etwa die Form eines vierseitigen Pyramidenstumpfs, der zum schmalen Ende 3 hin in einen Quader übergeht. Die Abmessung des Grundkörpers 1 beträgt in der dargestellten Form in Richtung der Längsachse 8 etwas über einen Meter. In dem Sinne, dass die Längsachse 8 des Tauchzapfens im Betriebszustand des Tauchzapfens die Drehachse ist, ist es auch denkbar, dass die Abmessung des Tauchzapfens in Richtung der Längsachse 8 kleiner ist als normal dazu, dass der Tauchzapfen also weniger lang als breit ist.
Am breiten Ende 2 des Tauchzapfens bzw. des Grundkörpers 1 ist an zwei gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers 1 jeweils ein Verschraubungsabschnitt 15 vorgesehen, auf welchen dann im montierten Zustand des Tauchzapfens die
Schraubenkraft FS - parallel zur Längsachse 8 des
Tauchzapfens, siehe Fig. 4 - einwirkt. Der
Verschraubungsabschnitt 15 weist mittig einen Mitnahmebolzen 11 auf, der im montierten Zustand des Tauchzapfens in eine entsprechende Vertiefung des Bauteils eintaucht, an dem der Tauchzapfen fest verbunden ist, in der Regel der Wagenkasten. Der Mitnahmebolzen 11 kann eine Kraft FM aufnehmen, die normal zur Längsachse 8 (siehe Fig. 4) des Tauchzapfens wirkt .
Am schmalen Ende 3 ist lösbar eine etwa rechteckige
Abhebeplatte 12 befestigt, welche in einer Richtung breiter als das schmale Ende 3 des Tauchzapfens ist, während sie in der anderen Richtung schmäler als das schmale Ende 3 ist.
Der Grundkörper 1 ist - bis auf die Mitnahmebolzen 11 und die Abhebeplatte 12 - einteilig hergestellt, in diesem Fall als Gussteil aus einer warmaushärtbaren Aluminiumlegierung. Der Grundkörper 1 umfasst somit insbesondere Rippen 4, eine
Mittelrippe 7, einen Boden 5, Platten, 9, 10 und
Verschraubungsabschnitte 15. Die Mitnahmebolzen 11 und die Abhebeplatte 12 werden nach der Herstellung des Gussteils am Grundkörper 1 befestigt. Die Abhebeplatte 12 kann ebenfalls aus einer Aluminiumlegierung gefertigt sein, etwa als
Frästeil. Die Abhebeplatte 12 kann beispielsweise aus einer festeren warmaushärtbaren Aluminiumlegierung gefertigt sein als der Grundkörper 1.
Der Grundkörper 1 ist nahe dem breiten Ende 2 als Hohlkörper (ähnlich einem vierseitigen Pyramidenstumpf) ausgebildet, in dem mehrere ebene und parallel zueinander angeordnete
gewölbte Rippen 4 vorgesehen sind. Die Rippen 4 sind jeweils an beiden Seiten durchgehend mit der Innenseite des
Grundkörpers 1 verbunden. Die Wölbung der Rippen 4 ist vom breiten Ende 2 des Tauchzapfens weg gerichtet, sodass die gewölbte begrenzende Kante einer Rippe 4 an ihren beiden Verbindungsstellen mit dem Grundkörper 1 dem breiten Ende 2 des Tauchzapfens näher ist als in einer Entfernung von den Verbindungsstellen mit dem Grundkörper 1, siehe auch Fig. 6. Normal zu den ebenen Rippen 4 und diese schneidend, siehe Fig. 5 und 6, ist eine ebenfalls ebene und gewölbte
Mittelrippe 7 vorgesehen, die durch die Längsachse 8 des Tauchzapfens verläuft. „Gewölbt" ist so zu verstehen, dass die ebene Rippe bzw. Mittelrippe in ihrer Ebene zumindest eine begrenzende Kante aufweist, die gewölbt ist.
Nahe dem schmalen Ende 3 des Tauchzapfens, wo der Grundkörper 1 annähernd quaderförmig mit etwa quadratischem Querschnitt ausgebildet ist, sind an gegenüberliegenden Seiten des
Grundkörpers 1 zwei ebene Platten 9 zur Aufnahme von
Längskräften FL vorgesehen, wobei die beiden Platten 9 parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Platten 9 sind annähernd quadratisch mit abgerundeten Ecken. Die Größe und Form der Platten 9 hängt von der Größe der Längspuffer ab, die im Betriebszustand des Tauchzapfens und damit in allen Betriebszuständen des Fahrzeugs an den Platten 9 des
Tauchzapfens angreifen können.
In Richtung der Längsachse 8 gesehen sind, weiter Richtung breitem Ende 2 und mit den Platten 9 überlappend, an den beiden anderen gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers 1 zwei weitere Platten 10 zur Aufnahme von Querkräften FQ vorgesehen, wobei die beiden Platten 10 parallel zueinander und normal zu den Platten 9 ausgerichtet sind. Die Platten 10 sind ebenso annähernd quadratisch mit abgerundeten Ecken ausgebildet. Die Größe und Form der Platten 10 hängt von den Dimensionen der Querpuffer ab, die im Betriebszustand des Tauchzapfens und damit in allen Betriebszuständen des
Fahrzeugs an den Platten 10 angreifen können. Wenn die Aluminiumlegierung des Grundkörpers 1 zu weich für einen reibenden Längs- bzw. Querpuffer auf den Platten 9 und 10 ist, so wird auf den relativ dicken mitgegossenen Platten 9, 10 aus Aluminiumlegierung eine relativ (zu den Platten 9, 10) dünne Platte, z.B. 2 mm dick, aus nicht rostendem Stahl angebracht, die das Scheuern an der Aluminiumlegierung der Platten 9, 10 verhindert. Zwischen den Platten 10 und dem schmalen Ende 3 ist eine Aufnahme 16 für einen Querdämpfer 17 (siehe Fig. 7)
vorgesehen, die Querdämpferkraft FD ist als Doppelpfeil eingezeichnet, sie verläuft normal zur Längsachse 8. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Tauchzapfens aus Fig. 1 mit Blick auf eine Platte 10 zur Querkraftaufnahme. Die
Platten 10 liegen in Richtung der Längsachse 8 gesehen etwa mittig zwischen dem schmalen Ende 3 und dem breiten Ende 2 des Tauchzapfens, hier etwas näher beim breiten Ende 2. Wird der Tauchzapfen am Wagenkasten befestigt, so ragt das schmale Ende 3 nach unten in das Drehgestell. Dabei kommen dann die Platten 9 zur Längskraftaufnähme tiefer zu liegen als die Platten 10 zur Querkraftaufnahme. Es bringt Vorteile bei der lauftechnischen Auslegung des Fahrzeugs, wenn die Platten 10 und damit die Querpuffer höher sitzen als die Platten 9 und damit die Längsmitnahme.
Zwischen der Aufnahme für den Querdämpfer 16 und der Platte 10 sind die Gitterrippen 18 des Gitters 6 aus Fig. 4 zu erkennen.
Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Tauchzapfens aus Fig. 1 mit Blick auf die Platte 9 zur Längskraftaufnähme . Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch den Tauchzapfen gemäß Linie X-X in Fig. 2 und damit die selbe Blickrichtung wie Fig. 3. Die vier Rippen 4 sind jeweils an ihrer Oberseite (der dem schmalen Ende 3 zugewandten Seite bzw. der dem schmalen Ende 3 zugewandten begrenzenden Kante) mit dem Boden 5 des Rippengewölbes verbunden, wobei der Boden 5 schräg zur Längsachse 8 des Tauchzapfens verläuft, hier eben ausgeführt ist und längs seines Umfangs mit dem Grundkörpers 1 verbunden ist. Der Vergleich mit Fig. 3 zeigt, dass der Boden 5 etwa in jener Hälfte der Platte 9 verläuft, die näher am breiten Ende 2 liegt.
Die Mittelrippe 7 ist jeweils seitlich (in Fig. 4 also oben und unten) durchgehend mit der Innenseite des Grundkörpers 1 verbunden. Sie weist an ihrer begrenzenden Kante, die zum schmalen Ende 3 des Tauchzapfens weist (also die rechte Kante in Fig. 4), einen Abstand zum Boden 5 auf, ist also nicht mit dem Boden 5 verbunden. Diese Kante ist vom schmalen Ende 3 des Tauchzapfens weg gewölbt. Die Mittelrippe 7 ist an ihrer begrenzenden Kante, die zum breiten Ende 2 des Tauchzapfens weist (also die linke Kante in Fig. 4), vom breiten Ende 2 des Tauchzapfens weg gewölbt. Die Mittelrippe 7 ist durch die Wölbung ihrer beiden begrenzenden Kanten in einer Entfernung vom Grundkörper 1, insbesondere im Bereich der Längsachse 8, daher schmäler (gemessen in Richtung der Längsachse 8) als an ihren Verbindungsstellen mit dem Grundkörper 1.
Rechts des Bodens 5 bzw. zwischen Boden 5 und schmalem Ende 3 ist das sonst hohle quaderförmige Innere des Grundkörpers mit einem dreidimensionalen Gitter 6 ausgefüllt. Die Gitterstäbe parallel zur Längsachse 8 sind in der Verlängerung der Rippen 4 angeordnet und ebenfalls als Rippen (Gitterrippen 18) ausgeführt. Das Gitter 6 wird gemeinsam mit dem Grundkörper 1 gegossen.
Die übrigen Gitterstäbe verlaufen in einem Winkel zur
Längsachse 8. Für jene, die normal zur Schnittebene
verlaufen, sind zwei Richtungen vorgesehen: Dort, wo der Abstand zwischen Boden 5 und schmalem Ende 3 größer ist, verlaufen die Gitterstäbe normal zur Längsachse 8. Dort, wo der Abstand zwischen Boden 5 und schmalem Ende 3 kleiner ist, verlaufen die Gitterstäbe parallel zum Boden 5. Die
restlichen Gitterstäbe verlaufen normal zur Schnittebene.
In Fig. 5 ist eine Draufsicht des Tauchzapfens aus Fig. 1 mit Blick auf die Rippen 4 im Inneren des Grundkörpers 1 des Tauchzapfens dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die vier Rippen 4 symmetrisch zur Mittelrippe 7 ausgebildet sind.
Durch die gezeigte Ausführung mit den Rippen 4 und der
Netzstruktur durch das dreidimensionale Gitter 6 entspricht der erfindungsgemäße Tauchzapfen trotz geringerer
Festigkeitseigenschaften des Werkstoffs gegenüber Stahl den erforderlichen Stoß- und Festigkeitsanforderungen. Fig. 6 zeigt einen Schnitt durch den Tauchzapfen parallel zur Zeichenebene in Fig. 2, sodass freie Sicht auf eine gesamte Rippe 4 gegeben ist. Die Rippen 4 sind an ihrer begrenzenden Kante, die dem schmalen Ende 3 des Tauchzapfens zu gewandt sind, nicht durchgehend mit dem Boden 5 verbunden, sondern weisen eine runde, hier elliptische, Ausnehmung 19 auf, welche die Verbindung mit dem Boden 5 in der Mitte des Bodens 5 unterbricht. Die Ausnehmung 19 reicht etwa soweit Richtung breites Ende 2 des Tauchzapfens, dass sie jene begrenzende Kante der Mittelrippe 7 einschließt, die dem schmalen Ende 3 des Tauchzapfens zugewandt ist. Entlang der Längsachse 8 gemessen beträgt die Größe der Ausnehmung 19 hier etwas weniger als die Hälfte der Abmessung der Rippe 4. Normal zur Längsachse 8 gemessen beträgt die größte Abmessung der
Ausnehmung 19 etwa 50-70%, insbesondere 60%, der Abmessung der Rippe 4 an dieser Stelle.
Zwischen Boden 5 und schmalem Ende 3 des Tauchzapfens ist in jenen Begrenzungswänden des Grundkörpers 1, die parallel zu den Ebenen der Rippen 4 sind, jeweils eine Öffnung 20 für einen Querdämpfer vorgesehen, siehe Fig. 7.
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch den Tauchzapfen parallel zur Zeichenebene in Fig. 3, wobei nun der Querdämpfer 17 in den Grundkörper 1 eingebaut ist. In einer der - einander
gegenüber liegenden - Öffnungen 20 ist die Aufnahme 16 für den Querdämpfer 17 befestigt, an welcher der Querdämpfer 17 befestigt ist. Der Querdämpfer 17 greift also innen am
Grundkörper 1 an und wird von außen mit der Aufnahme 16 verschraubt. Durch die andere Öffnung 20 ragt der Querdämpfer aus dem Grundkörper 1, sodass er im Betriebszustand mit jenem Bauteil verbunden werden kann, gegenüber dem sich der
Tauchzapfen dreht.
Der Querdämpfer 17 selbst ist im dargestellten Fall großteils innerhalb des Grundkörpers 1 angeordnet. Deswegen muss auch die einseitige höhlenartige Öffnung im Grundkörper 1, zwischen dem Boden 5 und dem schmalen Ende 3, vorgesehen werden. Dementsprechend muss das in Fig. 4 dargestellte
Gitter 6 mit den Gitterrippen 18 eine Ausnehmung für den Querdämpfer 17 aufweisen. Mit dem erfindungsgemäßen
Tauchzapfen können somit Längskräfte übertragen werden, wobei immer noch genug Platz für den Querdämpfer 17 zur Verfügung steht.
Die Mittelrippe 7 verläuft in der gleichen Richtung wie der Querdämpfer 17. Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht des Tauchzapfens aus Fig. 7, wobei die Schnittlinie C-C der Fig. 7 eingezeichnet ist. Die Fig. 8 entspricht Fig. 2, im Unterschied zu Fig. 2 ist in Fig. 8 nun der Querdämpfer 17 montiert. Fig. 9 zeigt einen Längsschnitt durch den Tauchzapfen gemäß Linie X-X in Fig. 2, jedoch entgegen der in Fig. 2
eingezeichneten Blickrichtung (der Längsschnitt in der eingezeichneten Blickrichtung ist in Fig. 4 dargestellt). In Fig. 9 ist zu erkennen, dass sich die Rippen 4 an dem
innerhalb des Grundkörpers 1 vorgesehenen Boden 5 abstützen, wobei diese Abstützung für alle - hier vier - Rippen 4 durch eine jeweils in der Rippe vorgesehene runde Ausnehmung unterbrochen wird. Auch der Boden 5 weist auf der Seite, die dem schmalen Ende 3 am nächsten liegt, eine Ausnehmung (also eine Öffnung) auf, sodass Wasser oder Schmutz, das bzw. der im Betriebszustand des Tauchzapfens vom breiten Ende 2 her in den Tauchzapfen eindringt, zwischen den Rippen 4 (bzw.
zwischen Grundkörper 1 und Rippen 4) nach unten läuft, durch die Ausnehmungen der Rippen 4 und die Ausnehmung im Boden 5 in den Bereich des Gitters 6 fließt und durch eine Öffnung im schmalen Ende 3 des Grundkörpers abfließen kann. Dabei darf eine etwaige Abhebeplatte 12 diese Öffnung im schmalen Ende 3 natürlich nicht abdecken, siehe Fig. 1. Ein möglicher Weg des Wassers durch den Tauchzapfen ist in Fig. 9 durch dicke schwarze Pfeile dargestellt.
Bezugs zeichenliste
1 Grundkörper
2 breites Ende des Tauchzapfens
3 schmales Ende des Tauchzapfens
4 Rippe
5 Boden
6 Gitter
7 Mittelrippe
8 Längsachse des Tauchzapfens
9 Platte zur Längskraftaufnähme
10 Platte zur Querkraftaufnahme
11 Mitnahmebolzen
12 Abhebeplatte
13 Versehraubungsfläche
14 Schraubenbohrung
15 Versehraubungsabschnitt
16 Aufnahmen für Querdämpfer 17
17 Querdämpfer
18 Gitterrippen
19 runde Ausnehmung der Rippe 4
20 Öffnung für Querdämpfer 17
FA Abhebekraft
FD Querdämpferkraft
FL Längskraft
FM Kraft auf Mitnahmebolzen 11
FQ Querkraft
FS Schraubenkraft

Claims

Patentansprüche
1. Tauchzapfen zur Längs- und Querkraftübertragung zwischen einem Drehgestell und einem Wagenkasten, wobei der
Tauchzapfen sich entlang seiner Längsachse (8) von einem breiten Ende (2) zu einem schmalen Ende (3) verjüngt, und wobei der Tauchzapfen einen Grundkörper (1) und Rippen (4) umfasst, die zum Stützen des Wagenkastens an dem Grundkörper angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchzapfen zumindest teilweise, insbesondere vollständig, aus einer Aluminiumlegierung gefertigt ist.
2. Tauchzapfen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass die Aluminiumlegierung warmaushärtbar ist.
3. Tauchzapfen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Aluminiumlegierung eine AlMgSi-Legierung ist.
4. Tauchzapfen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) eine äußere Hülle bildet und innerhalb des Grundkörpers (1) gewölbte Rippen (4) angeordnet sind, die sich an der Innenseite des Grundkörpers (1) abstützen.
5. Tauchzapfen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere ebene Rippen (4) parallel zueinander angeordnet sind.
6. Tauchzapfen nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rippen (4) , dass sich die Rippen (4) an einem innerhalb des Grundkörpers (1) vorgesehenen Boden (5) abstützen, der einen Winkel mit der Längsachse (8) des Tauchzapfens einschließt und sich näher am schmalen Ende (3) des Tauchzapfens befindet.
7. Tauchzapfen nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rippen (4) an einem innerhalb des Grundkörpers (1) vorgesehenen Boden (5) abstützen, wobei diese Abstützung für zumindest eine Rippe (4) durch eine in der Rippe (4) vorgesehene runde Ausnehmung (19) unterbrochen wird.
8. Tauchzapfen nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass normal zu den ebenen Rippen (4) zumindest eine Mittelrippe (7) vorgesehen ist, die durch die Längsachse (8) des Tauchzapfens verläuft.
9. Tauchzapfen nach Anspruch 7 und 8, dadurch
gekennzeichnet, dass die jeweilige Ausnehmung (19) der Rippen (4) jene begrenzende Kante der Mittelrippe (7) umschließt, die dem schmalen Ende (3) des Tauchzapfens zugewandt ist.
10. Tauchzapfen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nahe dem schmalen Ende (3) des Tauchzapfens an zwei gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers (1) je eine ebene Platte (9) zur Längskraftaufnähme vorgesehen ist, wobei die beiden Platten (9) parallel zueinander ausgerichtet sind.
11. Tauchzapfen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei gegenüberliegenden Seiten des Grundkörpers (1) je eine weitere Platte (10) zur Querkraftaufnahme vorgesehen ist, wobei die beiden Platten (10) parallel zueinander und normal zu den Platten (9) zur
Längskraftaufnähme ausgerichtet sind.
12. Tauchzapfen nach Anspruch 10 und 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Platten (10) zur
Querkraftaufnahme - in Richtung der Längsachse (8) des Tauchzapfens gemessen - weiter vom schmalen Ende (3) des Tauchzapfens entfernt sind als die Platten (9) zur
Längskraftaufnähme .
13. Tauchzapfen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Platten (10) zur Querkraftaufnahme und dem schmalen Ende (3) des Tauchzapfens zumindest eine Öffnung im Grundkörper (1) vorgesehen ist, um einen normal zu den Platten (10) zur Querkraftaufnahme
angeordneten Querkraftdämpfer (17) aus dem Grundkörper (1) herausführen zu können.
14. Tauchzapfen nach Anspruch 10 und/oder 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Platten (9) zur Längskraftaufnähme und/oder die Platten (10) zur
Querkraftaufnahme mit einer abriebfesten Schicht versehen sind.
15. Tauchzapfen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Grundkörpers (1) nahe dem schmalen Ende (3) des Tauchzapfens,
insbesondere zwischen den Platten (9) zur
Längskraftaufnähme, ein dreidimensionales Gitter (6) vorgesehen ist.
16. Tauchzapfen nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Gitterstäbe des dreidimensionalen Gitters (6) normal und ein weiterer Teil parallel zur Richtung der Längsachse (8) des Tauchzapfens angeordnet sind .
17. Tauchzapfen nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass am breiten Ende (2) des
Tauchzapfens parallel zur Längsachse (8) des
Tauchzapfens angeordnete, nach außen weisende
Mitnahmebolzen (11) vorgesehen sind.
18. Tauchzapfen nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass am schmalen Ende (3) des
Tauchzapfens eine lösbar befestigte Abhebeplatte (12) vorgesehen ist, welche breiter als das schmale Ende (3) des Tauchzapfens ist.
19. Tauchzapfen nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass am breiten Ende (2) des
Tauchzapfens ein Verschraubungsabschnitt (15) vorgesehen ist, mittels welcher der Tauchzapfen fest mit dem
Wagenkasten oder dem Drehgestell verschraubt werden kann .
20. Tauchzapfen nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchzapfen mittels Guss hergestellt ist.
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