DE1115752B - Cast iron railway sleeper - Google Patents

Description

Eisenbahnschwelle aus Gußeisen Die Erfindung bezieht sich auf eine gußeiserne Eisenbahnschwelle.Cast iron railway sleeper The invention relates to a cast iron railway sleeper.

Bisher werden Eisenbahnschwellen aus Holz, Walzstahl oder Eisenbeton hergestellt. Alle diese Schwellen haben jedoch erhebliche Mängel. Holzschwellen sind schwierig zu beschaffen, haben einen hohen Preis und verlieren ihre Festigkeit durch Fäulnis. Gewalzte oder geschmiedete Stahlschwellen können wirtschaftlich nur bei einem Profil mit geringem Widerstandsmoment hergestellt werden und weisen unzureichende Dämpfungseigenschaften auf, die zu Rißbildungen an hochbeanspruchten Stellen, wie beispielsweise an den Verschraubungen, führen. Auch die Betonschwellen sind wegen der dem Beton fehlenden Elastizität bruchanfällig, und dieser Nachteil läßt sich auch durch konstruktive Maßnahmen nicht ausreichend beheben. Sie haben zudem ein hohes Gewicht, das besonders die Beförderung und Instandsetzung erschwert. Es wurden auch schon Eisenbahnschwellen aus Gußeisen vorgeschlagen, die jedoch schon etwa seit Mitte vorigen Jahrhunderts nicht mehr im Gebrauch sind, weil die Fachwelt die Ansicht vertrat, daß Gußeisen als Schwellenwerkstoff ungeeignet ist.So far, railway sleepers have been made of wood, rolled steel or reinforced concrete manufactured. However, all of these thresholds have significant shortcomings. Wooden sleepers are difficult to obtain, expensive, and lose their strength by putrefaction. Rolled or forged steel sleepers can only be economical are produced with a profile with a low section modulus and have insufficient Damping properties that lead to cracking in highly stressed areas, such as for example on the screw connections. The concrete sleepers are also due the lack of elasticity of the concrete fragile, and this disadvantage can be not remedied adequately even by constructive measures. You also have one high weight, which makes transport and repair particularly difficult. There were cast iron railway sleepers have also been proposed, but they are about have not been in use since the middle of the last century because experts use the Took the view that cast iron is unsuitable as a threshold material.

Um die Nachteile bisheriger Eisenbahnschwellen zu beseitigen, wird erfindungsgemäß eine Eisenbahnschwelle aus Gußeisen vorgeschlagen, die dünnwandig aus Gußeisen mit Kugelgraphit ohne nachträgliches Glühen hergestellt ist.In order to eliminate the disadvantages of previous railway sleepers proposed according to the invention a railway sleeper made of cast iron, the thin-walled made of spheroidal graphite cast iron without subsequent annealing.

Die so gefertigten Schwellen genügen in hohem Maße den an sie gestellten Anforderungen physikalischer Art und zeichnen sich durch gute Dämpfung und hohe Korrosionsbeständigkeit aus.The sleepers manufactured in this way are largely sufficient for the ones placed on them Requirements of a physical nature and are characterized by good damping and high Corrosion resistance.

Bisher werden Gußstücke aus Kugelgraphitguß zur Verbesserungder mechanischenWerkstoffeigenschaften stets geglüht. Dabei wird aber die hohe Korrosionsbeständigkeit der Gußhaut vermindert, die gerade bei Eisenbahnschwellen von erheblicher Bedeutung ist.Castings made of spheroidal graphite cast iron have hitherto been used to improve the mechanical properties of the material always annealed. However, the high corrosion resistance of the cast skin is reduced, which is of particular importance for railway sleepers.

Die hohe Korrosionsbeständigkeit der Gußhaut beruht teilweise auf einer Siliciumanreicherung, die zurückzuführen ist auf verhältnismäßig niedrigschmelzende Silikate und Quarzeinbrennungen aus dem Formstoff. Hierdurch wird die für die Korrosion anfällige metallische Grundmasse vermindert, wodurch die Korrosionsbeständigkeit der Gußhaut erhöht wird. Schließlich wird infolge der erhöhten Abschreckwirkung an der Formwand die Oberflächendichte der unbehandelten Gußhaut hoch, wodurch aggressive Medien in geringerem Maße Poren finden, um von dort den korrosiven Angriff beginnen zu können.. Endlich begünstigen Graphitausscheidungen die Korrosionsbeständigkeit, weil hierdurch wiederum die korrosionsanfällige metallische Grundmasse verringert wird.The high corrosion resistance of the cast skin is partly due to a silicon enrichment that can be attributed to relatively low melting points Silicates and quartz burn-in from the molding material. This will reduce the risk of corrosion susceptible metallic matrix diminishes, thereby increasing the corrosion resistance the cast skin is increased. Eventually, as a result of the increased deterrent effect the surface density of the untreated casting skin on the mold wall is high, which makes it aggressive Media to a lesser extent find pores in order to start the corrosive attack from there to be able to .. Finally, graphite precipitates favor the corrosion resistance, because this in turn reduces the metallic base mass, which is susceptible to corrosion will.

Werden somit Gußstücke und damit zwangläufig die Gußhaut einer Wärmebehandlung unterzogen, so wird die Siliciumkonzentration der Gußhaut infolge Diffusion ins Werkstoffinnere aufgehoben. Ferner wird eine Entkohlung der Gußhaut kaum vermeidbar sein. Dies sind Vorgänge, die den metallischen Anteil der Gußhaut erhöhen und damit deren Korrosionsbeständigkeit erheblich vermindern. Auch wird die Oberflächendichte verringert und damit die Korrosionsbeständigkeit verschlechtert.Thus, castings and thus inevitably the cast skin of a heat treatment subjected, the silicon concentration of the cast skin is due to diffusion into Inside of the material canceled. Furthermore, decarburization of the cast skin can hardly be avoided be. These are processes that increase the metallic content of the cast skin and thus considerably reduce their resistance to corrosion. Also becomes the surface density reduced and thus the corrosion resistance worsened.

Um diese Nachteile zu beseitigen, wird nach der Erfindung nicht nur die Lehre gegeben, als Werkstoff für Eisenbahnschwellen Gußeisen mit Kugelgraphit zu verwenden, sondern darüber hinaus die Anweisung erteilt, die aus diesem Werkstoff hergestellten Schwellen im Gegensatz zu dem sonst allgemein üblichen Vorgehen nicht nachträglich zu glühen, so daß die hohe Korrosionsbeständigkeit der Gußhaut erhalten bleibt. Weiterhin ist der Vorschlag überraschend, trotz dünner Wandstärke des Gußstückes dieses nicht zu glühen.In order to eliminate these disadvantages, according to the invention is not only given the teaching, cast iron with spheroidal graphite as a material for railway sleepers to use, but also the instruction issued from this material produced sleepers in contrast to the otherwise common procedure to be subsequently annealed, so that the high corrosion resistance of the cast skin is retained remain. Furthermore, the proposal is surprising, despite the thin wall thickness of the casting this not to glow.

Eine hohl gegossene Eisenbahnschwelle mit kugelförmiger Graphitausbildung kann folgende Analyse aufweisen: Kohlenstoff ............. 3,50 bis 3,80 °/o Silicium ................ 2,60 bis 2,30 °/o Mangan ................ 0,20 bis 0,40 "/" Phosphor ............... maximal 0,10 °/o Schwefel ................ maximal 0,03 °/o Magnesium ............. 0 bis 0,08 °/" Nickel .................. 0 bis 2,00 °/o Um die metallische Grundmasse in der Gußhaut zu verringern und damit deren Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen, soll der Kohlenstoffgehalt einen Betrag von vorzugsweise mehr als 3,5 und der Siliciumgehalt einen Betrag von mehr als 2,5 °/o haben, wobei der Mangangehalt vorzugsweise unter 0,25 °/" liegt, damit die perlitstabilisierende Wirkung und somit eine Hemmung der Graphitausscheidung vermindert wird.A hollow cast railway sleeper with spherical graphite formation can show the following analysis: Carbon ............. 3.50 to 3.80% Silicon ................ 2.60 to 2.30% Manganese ................ 0.20 to 0.40 "/" Phosphorus ............... maximum 0.10% Sulfur ................ maximum 0.03% Magnesium ............. 0 to 0.08 ° / " Nickel .................. 0 to 2.00 ° / o In order to reduce the metallic base mass in the cast skin and thus increase its corrosion resistance, the carbon content should preferably be more than 3.5% and the silicon content should be more than 2.5%, with the manganese content preferably below 0 , 25 ° / ", so that the pearlite-stabilizing effect and thus an inhibition of graphite precipitation is reduced.

In der Zeichnung sind in vier Figuren verschiedene Schwellenformen dargestellt, wie sie bei der Eisenbahnschwelle nach der Erfindung verwendet werden können.In the drawing, there are four different threshold shapes in four figures shown as they are used in the railway sleeper according to the invention can.

Die Eisenbahnschwelle nach Fig. 1 weist ein trapezförmiges Hohlprofil 1 mit nach innen abgewinkelten Schwellenauflageflächen 2 auf. Zur Erhöhung des Widerstandsmomentes ist sie mit inneren Versteifungsrippen 3 versehen. An die ebenen Auflageflächen 4 für die Schienenfüße sind Schienenbefestigungshaken 5 angegossen. Aus Gewichtsersparnisgründen hat die Schwelle Unterbrechungen 6 und im Mittelteil einen verjüngten Querschnitt 7.The railway sleeper according to FIG. 1 has a trapezoidal hollow profile 1 with sleeper support surfaces 2 angled inward. It is provided with internal stiffening ribs 3 to increase the section modulus. Rail fastening hooks 5 are cast onto the flat support surfaces 4 for the rail feet. To save weight, the sleeper has interruptions 6 and a tapered cross-section 7 in the middle part.

Fig.2 stellt eine Eisenbahnschwelle hohen Widerstandsmomentes dar, die ohne Verwendung eines Kerns gegossen werden kann. Der trapezförmige Querschnitt 8 geringer Wanddicke ist mit nach außen abstehenden Auflageflächen 9 versehen. Außenrippen 10 und Innenrippen 11 machen die Schwelle besonders verwindungssteif und tragfähig.Fig. 2 shows a railroad tie with a high section modulus, which can be cast without using a core. The trapezoidal cross-section 8 small wall thickness is provided with outwardly protruding bearing surfaces 9. Outer ribs 10 and inner ribs 11 make the sleeper particularly torsion-resistant and stable.

Die in Fig. 3 dargestellte, am Umfang geschlossene Hohlschwelle trapezförniigen Querschnitts eignet sich vorteilhaft zur Herstellung nach dem Stranggießverfahren. Die Schwelle nach Fig. 4 besteht aus einer Wanne mit halbkreisförmigem Querschnitt und nach außen angewinkelten ebenen Auflageflächen 12. An der Oberseite trägt sie ebene Auflageflächen 13 für die Schienen. Innere Versteifungs- und Verstärkungsrippen 14, die in geringem Abstand über die ganze Länge der Wanne angesetzt werden können, erhöhen ihr Widerstandsmoment und ihre Tragfähigkeit.The hollow sleeper with a trapezoidal cross section, which is closed at the periphery and shown in FIG. 3, is advantageously suitable for production by the continuous casting process. The threshold according to FIG. 4 consists of a trough with a semicircular cross-section and outwardly angled flat support surfaces 12. On the top it carries flat support surfaces 13 for the rails. Inner stiffening and reinforcing ribs 14, which can be attached at a small distance over the entire length of the tub, increase its moment of resistance and its load-bearing capacity.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH. Eisenbahnschwelle aus Gußeisen, dadurch gekennzeichnet, daß sie dünnwandig aus Gußeisen mit Kugelgraphit ohne nachträgliches Glühen hergestellt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 895 601, 1032 045, 1036 512, 1057 031, 1321018, 2 370 715; A. Haarmann, »Das Eisenbahn-Geleise«, geschichtlicher Teil, Leipzig 1891, S. 134; »Taschenbuch der Gießerei-Praxis«, Berlin, 1954, S. 150; »Gußeisen mit Kugelgraphit - ein neuer Konstruktionswerkstoff«, VDI-Berichte, Bd. 27, 1958, S. 36 und 59.PATENT CLAIM. Railway sleeper made of cast iron, characterized in that it is made of thin-walled cast iron with spheroidal graphite without subsequent annealing. Documents considered: U.S. Patent Nos. 895,601, 1032 045, 1036 512, 1057 03 1 , 1321018, 2,370,715 ; A. Haarmann, "Das Eisenbahn-Geleise", historical part, Leipzig 1891, p. 134; "Taschenbuch der Gießerei-Praxis", Berlin, 1954, p. 150; "Cast iron with spheroidal graphite - a new construction material", VDI reports, Vol. 27, 1958, pp. 36 and 59.