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Ziehverfahren über abgesetzten Dorn zum Herstellen von ungeteilten
Hohlachsen für Eisenbahnfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf Ziehverfahren zum
Herstellen von ungeteilten Hohlachsen für Eisenbahnfahrzeuge. Dabei wird ein abgesetzter
Dorn verwendet.
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Ziehverfahren zum Erzeugen ungeteilter Hohlachsen sind bekannt. Man
kann über zwei in der Achsmitte zusammenstoßende Dorne ziehen, die gegebenenfalls
schwach konisch gehalten sind, um das Abziehen des Rohlings zu erleichtern. Die
erforderliche Wandverstärkung am Nabensitz wird bei diesem Verfahren durch Anstaüchen
gewonnen. Auf diese Weise wird eine Hohlachse mit gleichbleibendem oder nach den
Lagerenden hin schwach zunehmendem lichtem Durchmesser geschaffen, der verhältnismäßig
klein bleiben muß, um das nachfolgende Anstauchen der Nabensitzverstärkung zu ermöglichen.
Nach diesem Verfahren liegen die Wandverstärkungen nach außen. Dieses Verfahren
ist hinsichtlich der Werkstoffausnutzung ungünstig, da die Beanspruchung der Achse
in der Mitte größeren Innendurchmesser und innere Wandstärken zuläßt. Abgesehen
davon führt das Stauchen an den Enden auch zu einer Faserverlagerung, die beim Bearbeiten
auf der Drehbank ein Zerschneiden der Faser zur Folge hat. Dieses Zerschneiden kann
die Ursache zu Achsbrüchen werden. Eine auf diese Weise hergestellte Eisenbahnhohlachse
konnte daher die Vollachse nicht ersetzen, obwohl die Gewichtsverminderung für Fahrzeuge
und Oberbau von allergrößter Bedeutung ist.
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Man kann aber auch ungeteilte Hohlachsen über einen abgesetzten Dorn
herstellen, deren Wandstärke den verschiedenen Beanspruchungen der Achse angepaßt
ist und die einen nach innen verstärkten Nabensitz haben. Diese Verteilung der Wandverstärkung
auch am offenen Ende, aber nur nach innen, erfordert eine gewisse Beschränkung in
der Dicke der Wandstärke. Deshalb hat man bisher das Ziehen über abgesetzte Dorne
zum Erzielen von Wandverstärkungen nur beim Ziehen dünnwandiger Rohre angewendet.
Dieses Ziehen wird in der Weise ausgeführt, daß das Rohr der ganzen Länge nach durch
ein Zieheisen gezogen wird, so daß der Rohling-an den Stellen, an denen der Durchmesser
des Dornes geringer ist, zunächst eine Wandverstärkung nach innen erhält, die beim
Herausziehen des Dornes nach außen gedrückt wird. Um die Verformungsarbeit nicht
zu groß werden zu lassen, läßt sich die Werkstoffverdrängung aber nur bis zu einer
bestimmten Wandverdickung durchführen.
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Eine Verteilung der Wandverstärkung am offenen Ende nach außen und
innen erfordert natürlich, daß der Rohling durch den dabei verwendeten Ziehring
nicht ganz hindurchgezogen wird, sondern daß das Ziehen an der Stelle der Nabensitzverstärkung
unterbrochen wird. Diese Arbeitsweise ist an sich auch
bekannt.
Sie wird beim Ziehen von Rohren verwendet, um eine bleibende äußere Wandverstärkung
zum Herstellen eines Flansches
| oder eines Gewindeanschlusses zti gewinnet |
| Die Erfindung zeigt nur. aber einen net |
| Weg, ungeteilte Eisenbahnhohlachsen im ZicA# |
| verfahren herzustellen, deren Wandstärken' |
den verschiedenen Beanspruchungen der Achse angepaßt und insbesondere im hochbeanspruchten
Nabensitz nach innen verstärkt sind. Die Lösung besteht darin, daß der Rohling beint
Zielten am geschlossenen Ende auf den gleichen Außendurchmesser aber kleineren Innendurchmesser
als im mittleren Teil, dagegen am offenen Ende nicht nur auf einen kleineren Innendurchmesser,
sondern auch auf einen größeren Außendurchmesser gezogen wird. Das -\Terfahren erfordert
also den an sich bekannten abgesetzten Dorn, um an den Enden die erforderliche Wandstärke
für Achsschenkel und Nabensitz zu erhalten.
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Bei der angegebenen Verteilung des Werkstoffes auf dein Innen- und
Außendurchmesser kann die äußere Wandverstärkung verhältnismäßig klein bleiben.
Es ist daher möglich, die Stufe zwischen dein offenen Ende und dein Mittelteil der
Achse durch einen einzigen Zug zu gewinnen. Diese anfänglich niedrige Stufe wird
beim Herausziehen des Dornes auf ein Maß vergrößert, das sich beim Verwenden eines
nur am geschlossenen Ende des Rohlings abgesetzten Dornes mir durch mehrere "Lüge
erhalten läßt.
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Das Verteilen der Wandstärke nach innen und außen hat gleichzeitig
ein besseres Verteilen der Verformungsarbeit auf dein Querschnitt des Rohlings zur
Folge. Dieser Umstand wirkt sich günstig aus auf den Verlauf der Werkstoffaser und
auf die Homogenität und Festigkeit der Achse.
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Auf der Zeichnung ist das Verfahren in seinen einzelnen Phasen dargestellt.
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Abb. i zeigt im Längsschnitt den Rohling; am Dorn, Abb. a den Rohling
abgestreift vom Dorn, Abb. 3 den fertigen Rohling, die Abb..I bis 6 sind entsprechende
Darstellungen eines Rohlings bei Verwendung eines anderen Dornes.
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Das Ziehen geht in folgender Weise vor sich: Es wird zunächst auf
einer Ziehpresse aus einem Riegel ein Hohlkörper gezogen und dieser in mehreren
Zügen unter Verwendung von zunächst nur am geschlossenen Ende abgesetzten Dornen
und von Zieheisen weiterverformt. Die Durchmesser der nacheinander verwendeten Dorne
und Zieheisen werden entsprechend der fortschreitenden Arbeit geringer. Während
dieser Phase läßt sich der Dorn jeder Zeit bequem aus dem Rohling herausziehen,
denn der Rohling hat bisher nur an der geschlossenen Seite eine nach innen gerichtete,
dein verwendeten Dorn entsprechende Wandverstärkung, dagegen keine
| andverstärkung am ottenen Ende. Diese |
| ndverstärkung wird erst bei den letzten |
| ,.gen vorgenommen. Es wird dazu ein Dorn |
| v=erwendet, der an beiden Enden abgesetzt ist. |
| Gent:iß Ahb. i bis 3 ist der Dorn beim Zie- |
hen am geschlossenen Ende des Rohlings einmal abgesetzt, ebenso am offenen Ende,
und zwar, wie die Zeichnung erkennen läßt, am geschlossenen Ende etwas stärker als
am offenen Ende.
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Der Rohling wird zunächst auf seiner ganzen Länge durch den Ziehring
gezogen. Die Innenform des Rohlings nimmt dabei die Außenform des Dornes an, d.
h. der Rohling erhält an beiden Enden eine nach innen gerichtete Wandverstärkung,
während der .Nußendurchmesser auf dem gleichen Durchmesser gezogen wird. Beim nächsten
Zug wird der Rohling nur bis zu der Stelle durch das Zieheisen gepreßt, an der die
innere Wandverstärkung am offenen Ende des Rohlings beginnt. Damit erhält der Rohling
eine nach außen gerichtete Wandverstärkung. Es wird also am offenen Ende nicht nur
der Innendurchmesser entsprechend dem Absatz des Dornes verringert, sondern auch
der Aul5endurchmesser vcrgröl3ert. Darauf wird der Dorn herausgezogen. Der dicke
mittlere 'feil des Dornes drückt dabei den nach innen gerichteten Absatz des Rohlings
am offenen Ende nach außen. Der abgestreifte Rohling hat die Form nach Abb. z. Alsdann
werden die beiden Enden des Rohlings abgestochen und auf das erforderliche Maß zur
Bildung des Achsschenkels und des Notlaufes eingezogen. Das Einziehen erfolgt im
Gesenk durch Schmieden oder Pressen. Der Rohling ist fertig (Abb. 3).
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Gemäß Abb. 4 ist der Dorn am geschlossenen Ende des Rohlings zweimal
abgesetzt, so daß die Wandstärken für den Achsschenkel und Nabensitz von vornherein
schon beim Ziehen abgestuft werden. Auf diese Weise wird die Verformungsarbeit für,
den Achsschenkel vereinfacht. Im übrigen ist das Verfahren genau dasselbe wie bei
dem Dorn nach Abb. i bis 3. Abb.5 zeigt wieder den Rohling abgestreift vom Dorn
und Abb.6 den fertigen Rohling.
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Das Verfahren hat vor den bisher bekannten Verfahren den großen Vorteil,
daß die Fasern des Werkstoffes über die ganze Länge der Achse im wesentlichen parallel
zu ihrer Mittellinie verlaufen. Die spätere Bearbeitung der Achsen durch Abdrehen
nimmt nur die äußere Faserlage fort, ohne daß an irgendeiner Stelle der Achsen die
Faser durchschnitten wird, wie das bei gestauchtem Material unvermeidbar ist. Die
nach dem Verfahren hergestellten
Hohlachsen sind daher bezüglich
der Festigkeit den bisher bekannten Hohlachsen für Eisenbahnfahrzeuge überlegen.