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Verfahren und Vorrichtung zum Wiederaufformen abgenutzter Wagenräder.
Die vorliegende Erfindung bezweckt das Wiederaufformen von abgenutzten geschmiedeten Metallwagenrädern, insbesondere von Stahlrädern, welche im Gesenk oder durch Walzen hergestellt worden sind. Diese Räder werden an ihrer Lauffläche und am Flanschenteil unter der starken Beanspruchung im Betriebe abgenutzt, so dass sie entweder betriebsunsicher werden, infolge einer zu grossen Schwächung der Flanschen die bekanntlich nicht über eine bestimmte Stärke hinaus hergestellt werden können, um die Kreuzungen zu passieren, oder aber die Räder werden an der Lauffläche durch Abnutzung zu sehr im Durchmesser verkleinert, wodurch die Wagen- gestellhuhe zu niedrig wird, so dass die Räder ausgewechselt werden müssen.
Wenn nach solchem Gebrauch die Räder von den Achsen entfernt werden, werden notwendigerweise dabei die Achsbohrungen erweitert, so dass sie nicher, mehr beim Wiederaufbringcn auf die Achsen von dem gleichen Durchmesser passen würden. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun, diese abgenutzten Räder zum Wiedergebrauch wieder instand zu bringen, indem sie ihre ursprüngliche Achsbohrung, Lauffläche und Flanschen wieder erhalten, wodurch naturgemäss die Gebrauchsdauer der Räder
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass das Rad einem Wiederaufschmiedeverfahren ausgesetzt.
wird, um das Metall des Rades in die abgenutzten Teile zu drängen und auf diese Weise diese abgenutzten Teile in ihren ursprünglichen Zustand zurückzubringen, indem Laufkranz und Nabenteil in radialer Richtung ausgeschmiedet werden, um den ursprünglichen Durchmesser des Rades wieder herzustellen und ebenso die Form der Lauffläche und die Form und Stärke der Flanschen, sowie auch die Achsbohrung auf ihren ursprünglichen Durchmesser zu vermindern. Das \'erfahren besteht weiter darin, ein Ausbiegen oder eine Formveränderung des Steg-bezw. Scheibenteiles dadurch zu verhüten, dass das wiedererhitzt-e Rad auf ein Gesenk gelagert wird, welches der Umfangsform des Rades entspricht, worauf dieses so gestützt wieder aufgeschmiedet wird.
Von Vorteil ist es hierbei, aus weiter unten angegebenen Gründen, wenn von vornherein bei der Herstellung dem Rad im Laufkranz und Nabenteil ein Überschuss an Metall gegeben worden ist.
Die Zeichnung erläutert das Verfahren und die Vorrichtung zur Ausführung desselben an Hand von Beispielen.
Fig 1 ! ct pn Schnitt durch die Hälfte eines abgenutzten Rades, wobei die abgenutzten Teile von Lauffläche und Flansch sowie die Erweiterung der Achse durch punktierte Linien ver- anschaulicht sind. F) g. 2 ist ein Schnitt durch dasselbe Rad nach dem Wiederaufschmiedcn. wobei sich das Ergebnis des Verfahrens ebenfalls aus den punktierten Linien ersehen lässt. Fig. 3 ist ein Schnitt, welcher eine vorteilhafte Ausführungsform eines Gesenk ep zur Ausführung der ersten Phase des Verfahrens darstellt. Fig 4 ist eine entsprechende Darstellung eines Gesenkes für die zweite Phase des Verfahrens, wobei in beiden Figuren die aufgeschmiedeten Konturen in punktierten Linien dargestellt sind.
Fig. 5 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei welcher das Werkstück in einem Gesenke gelagert ist und das Aufschmieden durch Walzen erfolgt. Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher beide Seiten des Rades gleichzeitig wieder aufgeschmiedet werden, während Fig. 7 eine Ausführungsform durch Wiederaufschmieden mittels Walzen veranschaulicht.
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Die Erfindung ist anwendbar für die verschiedensten Formen geschmiedeter Räder. In der Zeichnung ist als Beispiel eine Normalform eines stählernen Eisenbahnwagenrades gewählt, die sowohl durch Walzen als auch durch Gesenkschmiedung erzeugt werden. Das im Betriebe befindliche Rad nutzt sich zwar über seine ganze Lauffläche ab, aber in der Regel ist die Abnutzung der Lauffläche nahe dem Flansch und an der Innenseite des Flansches eine grössere. Eine besondere Abnutzung findet auch noch an der Innenseite des Flansches staut, welcher dadurch verdünnt und geschwächt wird. Fig. 1 beispielsweise zeigt ein abgenutztes Rad in vollen Linien an dem Laufkramrteil j ? mit Flansch 2, während die punktierte Linie 3 die ursprüngliche Radform, also auch das Mass der Abnutzung zeigt.
Wenn das Rad zu viel abgenutzt ist, muss es von der Achse abgetrieben werden, wodurch die Achsbohrung aufgeweitet wird. Die Nabe mit dieser Aufweitung ist in Fig. 1 bei 4 ersichtlich, während die punktierte Linie 5 zeigt, wie gross die ursprüngliche
Achsbohrung war, bevor das Rad auf die Achse gebracht wurde. Diese Linien sind natürlich nicht zum Zwecke eines genauen Massstabes gegeben, sondern lediglich um die Vorbedingungen für das Verfahren gemäss der Erfindung zu zeigen.
Durch das Verfahren gemäss dieser Erfindung ist man nun im stande, sowohl das Rad auf seinen ursprünglichen Durchmesser und Form an Lauf- flache und Flansch zurückzubringen, als auch die Achsbohrung wieder zu verengen, so dass sie wieder ausgebohrt werden kann, um das Rad auf die Normalachse aufpassen zu können bezw. auf eine Achse von dem Durchmesser derjenigen, von welcher es abgenommen wurde. Auf diese Weise wird die Lebensdauer ein und desselben Rades erheblich verlängert. Das Wiederaufschmieden kann entweder durch Schmieden im Gesenk oder auch mit Hilfe von Walzen geschehen und von diesen Vorrichtungen sind einige in der Zeichnung veranschaulicht.
Von Vorteil ist es, dem Rade bei seiner ersten Herstellung von vornherein mit Rücksicht auf dieses Wiederaufschmieden eine genügende Metallmasse zu geben. Wenn z. B. das wieder- aufgeschmiedete Rad zu demselben Gebrauch wieder benutzt werden soll wie daB ursprüngliche, so erhält letzteres vorteilhaft einen Überschuss an Metall und zwar beispielsweise in seinen zylindrischen Erweiterungen, d. h. an Nabe und Laufkranz, also einen Überschuss über die Metall- menge, wie sie für die Betriebsbelastung, für welche das Rad bestimmt ist, an sich notwendig wäre, um die Möglichkeit zu haben, das wiederaufgeschmiedete Rad für denselben Betrieb genügend widerstandsfähig zu machen.
Für den Fall, dass das wiederaufgeschmiedete Rad eine schwächere
Belastung zu haben braucht, als das ursprüngliche, wenn es beispielsweise für leichteren Betrieb gebraucht werden soll, würde ein Rad von genügender Stärke für den schweren Betrieb von vorn- herein den nötigen Überschuss an Metall für das Wiederaufschmieden zu einem Rade für leichteren
Betrieb haben.
Bei der vorteilhaften Ausführungsform von Ober- und Untergesenk nach Fig. 3 und 4 erfolgt das Wiederaufschmieden des Rades, d. h. des Naben-und Laufkranzteiles desselben. während gleichzeitig der Steg-bezw. Speichen-oder Scheibenteil 6 des Rades vor einer Schwächung, sei es durch Ausbiegen oder Ausziehen oder einer anderen Formveränderung, geschützt ist. Es ist vorteilhaft, auf beide Teile, den Nabenteil 4 und den Laufkranzteil 1 des Rades gleichzeitig mittf) s d'r Schmiedegesenke einzuwirken.
Zu diesem Zwecke erhält das Untergesenk a für die erste Phase des Verfahrens eine der Form des Rades entsprechende Form, beispielsweise indem die Krümmurg 7 sich der Krümmung 8 der inneren Seite der Nabe J anpasst, während die Krümmung 9 sich der Steg- oder Scheibenfläche 6 anpasst und die Krümmung 11 der gekrümmten
Innenfläche 10 des Laufkranzteiles 12. Das Obergesenk b hat Arbeitsflächen, welche auf die ver- dicken Teile des Rades in radialer Richtung schmieden wirken. Solche Flächen sind die Flächet, die an der Aussenseite 15 der Nabe 4 schmiedet, sowie die Schmiedefläche 16, welche an der Innen- seite 17 des Laufkranzteiles wirkt, während das Obergesenk in seiner Form der des Scheiben- teiles 6 des Rades entspricht.
Beim Presshub des Obergesenkes b, der erfulgt, während der Rad- körper voll durch das Untergesenk a gestützt ist, wird der Nabenteil radial nach innen gedrängt und der Laufkranzteil radia ! nach aussen, um auf diese Weise die Lauffläche und den Flansch ganz oder annähernd in ihre ursprüngliche Form zurückzubringen (Linie 40 in Fig. 2).
In einigen
Fällen genügt dieser einmalige Schmiedehub des Obergesenkes, in welchem Falle das Untergesenk die Laufflächenform < hat, wobei diese entweder wie Fig. 3 zeigt, am Untergesenk selbst aus- gebildet ist. oder aber indem sie, wie Fig. 4 zeigt, eine Fläche 19 an einem getrennten Ringstück hat, während ein geeigneter Dorn 20 innerhalb der Bohrung 21 des Rades dieses unter Pressung- hub der Schmiedegesenke hält und so das Metall zwingt, unter diesem Drucke nach innen zu fliessen, um wie oben hervorgehoben, dell Durchmesser der Radbohrung zu verengen.
Für manche Räder ist es indessen wünschenswert, zwei Schmiedehübe anzuwenden und, nachdem das Rad erhitzt und in den Gesenken nach Fig. 3 votgeshmiedet ist, das Rad umzu- kehren und es in einen zweiten Satz von Gesenken zu bringen. In diesem Falle entspricht das Untergesenk (vergl. Fig. 4) der vorgeschmiedeten Form des Rades und es erfolgt ein zweiter
Presshub des Obergesenkes, um das Ausbreiten des Laufkranzteiles und das Zusammenstauchen der Nabe sowie ein Zusammenpressen der Lauffläche und der Flanschflächen zu vollziehen, wie
Fig. 4 zeigt.
In diesem Falle hat das Untergesenk c die gekrümmten Flächen 22, 23, welche in
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ihrer Form der wiederaufgeschmiedeten Aussenfläche von Nabe und Innenfläche des Laufkranzes entsprechen, während die schräge Fläche 24 der Fläche des Scheibenteiles entspricht. Das Ober-
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Das eine oder andere Gesenk wird hierbei mit den die Flansch-und Laufflächen formenden Flächen 27 versehen und, um auf Lauf- und Flanschflächen einen starken Druck auszuüben, wird ein Ringgesenk 28 benutzt, welches auf den Laufkranzteil des Rades gepresst wird und den erhöhten Druck hervorruft, um die Lauffläche und den Flansch des Rades zu verdichten und zu härten. Für den Fall. dass der Radkörper nacheinander zwei Hüben in dem Gesenk nach Fig. 3 und 4 ausgesetzt wird, ist die Anwendung des Domes 20 nur für die zweite Phase des Verfahrens notwendig und zwar kann der Dorn hierbei sowohl vor oder während der Pressung eingeführt werden.
Sollen für das Wiederaufschmieden Walzen verwendet werden, so ist die Anwendung eines Untergesenkes 30 (Fig. 5)'vorteilhaft, welches der Nabe, dem Scheibenteile und dem Laufkranzteile des Rades, wie dargestellt, angepasst ist und auf diese Weise das Werkstück vollkommen stützt, während die Walzen 31 an der gegenüberliegenden Seite des Werkstückes arbeiten und sowohl auf den Laufkranzteil als auch auf die Nabe einwirken können, um letztere seitlich bezw. radial, wie oben ausgeführt, aufzuschmieden.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher beide Seiten von Laufkranz und Nabe gleichzeitig wieder aufgeschmiedet werden, wobei der Laufkranz in dem Ringgesenk 32 gehalten wird, während das Untergesenk 33 und Obergesenk : M gegeneinander gepresst werden, um beide Seiten des Laufkranzes nach aussen gegen das Ringgesenk 32 zu drängen und ebenso beide Seiten der Nabe nach innen gegen den Dorn 35.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher das Wiederaufschmieden des
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gegen einen Dorn 39 nach einwärts arbeiten.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, dass es durch das vorliegende Verfahren möglich ist, das abgenutzte Rad wieder auf seinen ursprünglichen Durchmesser und Form von Lauffläche und Flansch unter voller Stärke des Flansches herzustellen und damit zu seiner vollen Widerbetriebsfähigkeit unter einem Aufwand von Kosten, welcher wesentlich geringer ist, als die Kosten eines neuen Rades, wobei gleichzeitig auch die Achsbohrung so verengt wird. dass sie auf die richtige Weite wieder ausgebohrt werden kann. Das Verfahren wird, wie eingangs dargelegt, vorteilhaft dadurch ergänzt,, dass von vornherein bei der Herstellung dem Rade ein
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durch die punktierten Linien 41 angedeutet ist.
Auf diese Weise erhält schon das ursprüngliche Rad denjenigen Überschuss an Metall. wie er später beim Wiederaufschmieden zu dem ursprünglichen Durchmesser und Form von Lauffläche und Stärke der Flanschen, sowie zum Verengen der Achsbohrung erforderlich ist. Für den Fall, dass das aufgeschmiedete Rad später für einen leichteren Betrieb dienen soll, werden zur Herstellung dieser Räder vorteilhaft die ursprünglich für einen schwereren Betrieb geschmiedeten Räder benutzt, die aus diesem Grunde schon von vornherein den nötigen Metallüberschuss aufweisen.
Die Lebensdauer des Wagenrades ist auf diese Weise mindestens verdoppelt bezw. wenn das Rad von vornherein einen genügenden Überschuss an Metall erhält. so kann es nach dem vorliegenden Verfahren mehrere Male wieder aufgeschmiedet werden, wodurch sich die Kosten geschmiedeter Wagenräder erheblich vermindern. W : rd das Verfahren mit den Gesenken nach Fig. 3,4 und 5 ausgeführt, so ist auch durch eine vollständige Stützung des Rades durch das Untergesenk eine volle Sicherheit gegen eine Deformation des Scheibenteiles während des Wiederaufschmiedens gegeben.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1, Verfahren zum Wiederaufformen abgenutzter Wagenräder, dadurch gekennzeichnet, dass das abgenutzte Rad einem Wiederaufschmiedeverfahren unterzogen wird, durch welches
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sprünglichen Zustand zu bringen.