DE2161965A1 - Verfahren zur herstellung von verschleissfesten schienen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von verschleissfesten schienenInfo
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Description
Elektro -T. hermit GmbH, Essen
Verfahren zur Herstellung Von verschleißfesten
Schienen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Schienen mit hochverschleißfaster Fahrkante bzw, seitlicher
Führungsfläche und/oder Lauffläche.
Es ist bekannt, daß ausgefahrene Schienen zur Wiederherstellung
des Profils an den beanspruchten Teilen des Schienenkopfes aufgeschweißt und anschließend beschliffen
werden. Diese Arbeiten können sowohl im ein- als auch im ausgebauten Zustand der Schienen ausgeführt werden.
Bisher war es die Regel, ausgefahrene Schienen im eingebauten
Zustand aufzuschweißen/ wobei vorzugsweise Zuriatzwerkstoffe verwendet wurden, die gegenüber dem Schienenwerkstoff
eine erhöhte Verschleißfestigkeit aufweisen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die bisherige Arbeitsweise
den durch den verstärkten Fahrbetrieb bedingten Anforderungen an die Lauf- und Führungsfläche der Schiene nicht mehr ge-
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·" 2 —
nügt. Die erhöhten Fahrgeschwindigkeiten erfordern a.ußerdem
genaueste Profilierung der aufgeschweißten Flächen, ale im
eingebauten Zustand nicht erreicht werden kann.
Weiterhin hat sich gezeigt, daß sich bei Verwendung der bekannten,
verschleißfesten Zusatzwerkstoffe für diese Auftrags chweißung ein erhöhter Abrieb der Spurkränze der Laufräder
ergab. Hierdurch wurden die Fahreigenschaften der Fahrzeuge verschlechtert und die Zweckmäßigkeit und Wirtschaftlichkeit
der Wiederherstellung ausgefahrener Schienen durch Auftragschweißungen infrage gestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schienen mit hochverschleißfester Fahrkante bzw. seitlicher Führungsfläche und/oder Lauffläche herzustellen, wobei zweckmäßig
die Schiene bereits vor ihrem Einbau, also eine neue Schiene, mit der hochverschleißfesten Fahrkante bzw. seitlichen
Führungsfläche und/oder Lauffläche versehen wird
oder bereits verlegte Schienen ausgebaut, mit der verschleißfesten Fahrkante werkstattmä.ßig versehen und anschließend
wieder eingebaut werden. Dabei wird angestrebt, daß die Fahrkante bzw. seitliche Führungsfläche und/oder Lauffläche
extrem hohe Verschleißfestigkeit aufweist und die so behandelte Schiene somit eine lange Liegedauer erreicht und
daß durch exakten Schliff das für gute Laufeigenschaften erforderliche
genaue und gleichmäßige Schienenprofil wieder hergestellt wird. Dabei ist es zweckmäßig, daß die erfor-309825/0538
lichen Arbeiten möglichst werkstattmäßig und automatisch ausgeführt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination
folgender Verfahrensschritte gelöst:
a) Ausarbeiten der Fahrkante bzw. seitlichen Führungsfläche
und/oder Lauffläche unter Bildung einer im wesentlichen rechteckigen Ausnehmung, wobei
a 1) im Falle des Ausarbeitens der Fahrkante bzw. der
seitlichen Führungsfläche die rechteckige Ausnehmung
eine Höhe b von mindestens IO mm und maximal 34 mm und eine Breite a von mindestens 3 mm und
maximal 10 mm aufweist bzw.
a 2) im Falle des Ausarbeitens der- Lauffläche die im
wesentlichen mittig und parallel zur Schienenlängsachse angeordnete Ausnehmung eine Höhe b von mindestens
3 mm und maximal 8 mm und eine Breite a von mindestens 10 mm und maximal 30 mm aufweist,
b) Ausfüllen der Ausnehmung durch Aufschweißen eines Schweißdrahtes
oder Schweißbandes der Zusammensetzung
C = 0,45 bis 0,65 ■
Si = 0,30 bis 0,50
Si = 0,30 bis 0,50
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Ni =3,00 bis 4,00 Mn = 13,00 bis 16,00
Rest Fe und herstellungsbedingte . Verunreinigungen
c) Bearbeiten des aufgeschweißten Materials zur exakten Wiederherstellung des Profils der Schiene.
^ Zweckmäßig erfolgt das Ausarbeiten der Fahrkante bzw. seitlichen
Führungsfläche und/oder Lauffläche und die Bildung der Schweißfuge durch Schleifen, Hobeln, Fräsen oder, nach
dem sogenannten ARCAIR-Verfahren. Dadurch ist sichergestellt, daß sich die Schiene nur geringfügig erwärmt.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn im Falle des Ausarbeitens der Fahrkante bzw. der seitlichen Führungsfläche die rechteckige
Ausnehmung eine Höhe b von 25 mm und eine Breite a von 6 mm hat bzw. im Falle des Ausarbeitens der Lauffläche
™ die Ausnehmung eine Höhe b von 5 mm und eine Breite a von
20 mm hat.
Diese Angaben für Höhe und Breite der Ausnehmungen haben sich in langen praktischen Versuchen ergeben, da der Auftrags
chweißung wegen der Riß- und Bruchanfälligkeit der Schienen Grenzen gesetzt sind. Eine zu große Schweißgutmenge
erfordert die Einbringung zu hoher Wärme, wodurch in der Schiene Spannungen erzeugt werden, die zu Rissen
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oder Brüchen führen können. Eine zu gelinge Schweiß antigen ge
kann zu Schweißnahtrissen führen und damit später zu Ausbröckelungen
bzw. ebenfalls zu Rissen Anlaß geben·
Per erfindungsgemäß zu verendende Schweißdraht oder.das er,-findungsgemäß
zu verwendende Schweißband der angegebenen Zusammensetzung
läßt sich auf der kalten Schiene verschweißen. Die Druckverfestigung der aufgeschweißten Legierung erfolgt
durch den Raddruck beim Befahren. Eine spezielle Schieben- vorwärmung
kann entfallen. . : .
Vorzugsweise wird der Schweißdraht oder das Schweißband
nach dem elektrischen Lichtbogenverfahren, insbesondere nach dem Unter-Pulver-Schweißverfahren., aufgeschweißt.
Innerhalb der Grenzen der Zusammensetzung der erfindungs gemaß
angegebenen Legierung ist eine Legierung bevorzugt:,
deren Kohlenstoffgehalt 0,55 bis 0,60, Siliciumgehalt 0,35
bis 0,40, Nickelgehalt 3,60 bis 3,70, Mangangehalt 14,00
bis 15,00, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, ist. Bei einem Draht dieser Zusammensetzung erzieht
man ein Optimum an Verschweißbarkeit, Bearbeitbarkeit, Duktilität, Kaltverfestigung und Gleiteigenschaften.
Um den Verzug der Schiene beim Aufschweißen auf ein Minimum
zu begrenzen, wird vorzugsweise die Schiene entweder beim
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Aufschweißen gegengewärmt oder nach dem Aufschweißen durch
Gegenwärmung gerichtet.
Der Fertigschliff nach dem Schweißen soll profilgerechte Maße ergeben. Aus dieser Forderung geht hervor, daß ein
Handschliff nur bedingt geeignet ist. Vorzugsweise wird daher für das Verschleifen ein Schleiforgan verwendet,
W ' welches über die gesamte Länge der Schiene hin- und hergleitet.
Bei korrektem Aufspannen der Schiene ist es möglich, durch feinstufige Einstellung des Schleifsteines
das geforderte Schienenkopfprofil zu schleifen.
Praktische Versuche haben ergeben, daß eine erfindungsgemäß
bearbeitete Schiene allen geforderten Ansprüchen gerecht wird. Durch die werkstattmäßige Ausführung der einzelnen.
Arbeitsgänge ist ein zügiges und reproduzierbares Arbeiten % gewährleistet.
Die folgenden Abbildungen sollen den Gegenstand der Erfindung
näher kennzeichnen. Dabei ist in Abb. 1, bei der die
seitliche Lauffläche und Fahrkante der Schiene erfindungsgemäß bearbeitet ist, mit a die Breite und mit b die Höhe
der profilgemäß bearbeiteten Schweißnaht bezeichnet-
Abb. 2 zeigt eine Schiene, bei der das erfindungsgemäße Verfahren
nur an der seitlichen Fahrkante der Schiene durchgeführt worden ist. ."a.und b haben wiederum die gleiche Bede
utuna.
■■■■■■■■!"""'- 2QB82B*Ü$MÜ BADORIGfNAL
■■■■■■■■!"""'- 2QB82B*Ü$MÜ BADORIGfNAL
ν -■: c . '
216T965
Abb. 3 zeigt eine erfindungsgemäß bearbeitete Schiene
mit aufgeschweißter und bearbeiteter Lauffläche.
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Claims (7)
- — β —Patentansprüche[ l.jVerfahren zur Herstellung von Schienen mit hochverschleißfester Fahrkante bzw. seitlicher Führungsfläche und/oder ■ Lauffläche, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrens schritte,:a) Ausarbeiten der Fahrkante bzw. seitlichen Führungsfläche und/oder Lauffläche unter Bildung einer im wesentlichen rechteckigen Ausnehmung, wobeia 1) im Falle des Ausarbeitens der Fahrkante bzw. der seitlichen Führungsfläche die rechteckige Ausnehmung eine Höhe b von mindestens 10 mm und maximal 34 mm und eine Breite a von mindestens 3 mm und maximal 10 mm aufweist bzw.a 2) im Falle des Ausarbeitens der Lauffläche die im wesentlichen mittig und.parallel zur Schienenlängsachse angeordnete Ausnehmung eine Höhe b von mindestens 3 mm und maximal 8 mm und eine Breite a von mindestens 10 mm und maximal 30 -mm aufweist, "b) Ausfüllen der Ausnehmung durch Aufschweißen eines Schweißdrahtes oder Schweißbandes der Zusammensetzung309825/05382161995C = ' 0,45 bis 0,65Si = 0,30 bis O7SOHi = 3,00 bis 4,00Mn = 13,00 bis 16,00 'Rest Fe und herstellungsbedingteVerunreinigungen,c) Bearbeiten des aufgeschweißten Materials zur exakten Wiederherstellung des Profils der Schiene.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Maßnahme a 1)vdie Höhe b 25 mm und die Breite a 6 mm beträgt*
- 3. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Maßnahme a 2) die Höhe b 5 mm und die Breite a 20 mm beträgt.
- 4. Verfahren nach Anspruch I1 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißdraht oder $as Schweißband nach dem elektrischen Lichtbogenverfahren, vorzugsweise nach dem Unter-Pulver-Schweißverfahren, durchgeführt wird.
- 5. Verfahren nach einem öder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißdraht oder das Sehweißband die Zusammensetzung309021/0138 -2181885C = 0,55 bis 0,60 , Si = 0,35 bis 0,40
Ni = 3,60 bis a,70
Mn =* 14,00 bis. 15,00
Rest Fe und herstellungsbedingte Verunreinigungenhat» - 6. Verfahren nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene entweder beim Aufschweißen gegengewärmt oder nach dem Aufschweißen durch Gegenwärmung gerichtet wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/, daß das Bearbeiten des aufgeschweißten Materials zur Wiederherstellung des Profils der Schiene durch ein über die ganze Länge der Schiene hin- und hergleitendes Schleiforgan erfolgt. '
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