Verfahren zum Ausbessern von Schadenstellen an Gleiselementen Es ist bekannt, dass sich im Verlauf des Betriebs einsatzes bei radtragenden Gleiselementen aller Art, wie zum Beispiel Schienen, Herzstücken, Weichen zungen u. a., auf verschiedene Weise Abnutzungs- und Fehlstellen im Fahrkopf, besonders in der Fahr fläche bilden. So werden zum Beispiel durch den Schlupf der Lokomotivräder beim Anfahren oder durch das Blockieren der Räder beim Bremsen ört liche Vertiefungen in der Fahrfläche erzeugt. Bei Herzstücken tritt an den Spitzen besonders starke Abnutzung auf.
Ferner können andere Schäden, wie Abblätterungen, Risse u. a., deren Ursachen durch Herstellungsfehler des Schienenwerkstoffes bedingt sein können, im Verlauf des Betriebseinsatzes zutage treten.
Zur Erhaltung eines betriebssicheren Gleises und zur Schonung der Fahrzeuge werden derartige Scha denstellen durch Aufschweissung beseitigt, wobei bis her zum Beispiel die elektrische Lichtbogenschwei- ssung mit unverdecktem oder verdecktem Lichtbogen o. ä. Verfahren oder die Gasschmelzschweissung an gewandt wurden.
Die Beseitigung der fehlerhaften Stellen erfolgt bei beiden Verfahren in der Weise, dass örtlich durch den elektrischen Lichtbogen oder den Schweissbrenner im Grundwerkstoff ein Schmelzbad erzeugt und dieses durch Abschmelzen der Schweisselektrode bzw. des Schweissdrahtes mit flüssigem Zusatzwerkstoff auf gefüllt wird. Beiden Verfahren haftet der Nachteil an, dass die exakte Durchführung der Schweissarbeiten in grossem Masse von der Geschicklichkeit, der hand werklichen Fertigkeit, der Stimmung und dem All gemeinzustand der die Arbeit ausführenden Schwei sser abhängig ist, und dass die Ausführung der Schweissarbeiten einen relativ grossen Zeitraum er fordert.
Es wurde nun gefunden, dass das für die Schie- nenstossschweissung gebräuchliche aluminothermische Verfahren in abgewandelter Art auch für die Besei tigung derartiger örtlich begrenzter Schadenstellen von radtragenden Gleiselementen aller Art, wie Schie nen, Herzstücken, Weichenzungen u. a., angewandt werden kann, wobei verschiedene, den bisher an gewendeten andern Schweissverfahren anhaftende Nachteile vermieden werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft also ein Ver fahren zum Ausbessern von Schadenstellen an Gleis elementen, dadurch gekennzeichnet, dass alumino- thermisch erzeugter Stahl auf die für die Schweissung vorbereitete, eingeformte und vorgewärmte Schaden stelle des Gleiselementes aufgegossen wird.
Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung ist gemäss der Erfindung gekennzeichnet durch einen Formkasten, zum Beispiel aus Stahlblech, Stahlguss o. a. Werkstoffen, mit beweglich angeord neten, sich gegen den Fuss des Gleiselementes ab stützenden Streben und mit unterhalb des Kopfes des Gleiselementes einschiebbar angeordneten Bodenble chen und oberhalb des Kopfes des Gleiselementes herausnehmbar und versetzbar angeordneten Begren zungsblechen.
In der beigefügten Zeichnung sind in einem Aus führungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens die einzelnen Arbeitsgänge bei der Ausbesserung einer Schadenstelle an einer Vignolschiene sowie ein Ausführungsbeispiel der dabei verwendeten Vor richtung gemäss der Erfindung veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht einer Vignolschiene, an welcher eine schadhafte Stelle ausgearbeitet wor den ist.
Fig. 2 ist eine Draufsicht zu Fig. 1.
Fig. 3 zeigt dieselbe Schiene mit einem daran be festigten Formkasten in Draufsicht.
Fig. 4 ist ein Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3.
Fig. 5 zeigt in zu Fig. 3 analoger Darstellung, wie im Formkasten mit Hilfe eines Modells eine Giess form- erzeugt wird.
Fig. 6 ist ein Querschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.
Fig.7 zeigt das gleiche wie Fig.5 bei heraus genommenem Modell.
Fig. 8 ist ein Querschnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig.7.
Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf die Schiene nach dem Aufschweissen, aber vor dem Nachbearbeiten der Schadenstelle.
Fig. 10 ist ein Querschnitt nach der Linie X-X in Fig. 9.
Mittels Schneidgerät oder durch Ausschleifen wird die Fehlstelle a gemäss Fig. 1 und 2 so tief und so breit ausgearbeitet, bis das gesunde, nicht mehr korrodierte Material erreicht ist. Auf die so vorberei tete Stelle wird gemäss Fig. 3 und 4 ein nach unten offener Formkasten c gesetzt, dessen fester Sitz auf dem Schienenkopf<I>b</I> durch einstellbare Streben<I>d</I> er zielt wird. Anschliessend wird der Formkasten c mit einschiebbaren Bodenblechen e verschlossen und zwecks Bildung einer Giessform bis dicht unterhalb der Oberkante des Schienenkopfes b mit Klebsand Cr füllt.
Nach dem Einstampfen des untern Teils wird der den späteren aluminothermischen Stahl aufneh mende Hohlraum gemäss Fig.5 und 6 durch Ein stampfen eines Modells f erzeugt. Bei kleineren Fehl stellen wird durch Einschieben von Begrenzungs blechen g in dafür vorgesehene Leisten h die Form verkleinert. Anstelle von Klebsand könnte für die Bildung der Giessform auch Schamotte oder ein anderer feuerfester Werkstoff verwendet werden.
Dann wird die Schadenstelle unter Verwendung eines Brenners, bei grösseren Flächen zweckmässiger weise mehrerer Brenner, vorgewärmt. Nach Errei chen der erforderlichen Temperatur und dabei erfolg ter Trocknung der Giessform wird ein in seiner Zu sammensetzung hinsichtlich Härte und Verschleiss festigkeit dem Schienenwerkstoff angepasster alumino- thermisch an Ort und Stelle erzeugter Stahl auf den vorgewärmten Grundwerkstoff aufgegossen.
Der alu- minothermisch erzeugte Stahl fliesst nach Fig. 7 und 8 über einen Giesstopf i durch zwei oder mehrere Giess rinnen k auf das vorgewärmte Grundmaterial und ver bindet sich mit diesem zu einem homogenen Ganzen.
Nach erfolgtem Guss wird kurze Zeit gewartet und dann die Giessform, in der sich die bereits erstarrte und festgekrustete Schlacke befindet, etwas angeho ben, um den dann noch flüssigen aluminothermischen Stahl von der Schlackenkruste zu trennen und seine ebenmässige Oberflächenerstarrung zu erzielen. Die sem Vorgang ist wegen der meist sehr geringen Höhe der aufzuschweissenden Schicht aluminothermischen Stahls im Hinblick auf die nachherige Glattbearbei tung der Aufschweissung besondere Bedeutung zuzu messen.
Sodann wird die Sandform einschliesslich erstarrter aluminothermischer Schlacke entfernt. Durch entsprechende Dosierung der Stahlmenge wird er reicht, dass der Spiegel des Schweissgutes nicht hoch über den Fahrflächenspiegel hinausragt, so dass man mit möglichst geringer Bearbeitung auskommt. Fig.9 und 10 zeigen die fertig aufgeschweisste, noch nicht bearbeitete Schadenstelle. Der überstehende alumino- thermische Stahl L wird abgeschrotet, abgeschliffen, abgeschnitten oder auf beliebige andere Weise ent fernt. Anschliessend wird eine Feinbearbeitung mit der Schleifmaschine vorgenommen.
Zahlreiche Versuche, Untersuchungen und die praktische Baustellenerprobung haben gezeigt, dass die Beseitigung von Abnutzungs- und Fehlstellen im Fahrkopf von radtragenden Gleiselementen aller Art, wie Schienen, Herzstückspitzen, Weichenzungen und dergleichen, mittels aluminothermischen Stahl aufgusses einwandfreie, rissfreie und verschleissfeste Auftragsschweissungen ergibt.
In technologischer und metallurgischer Hinsicht sind die Auftragsschweissun- gen nach dem aluminothermischen Verfahren den mit dem elektrischen Lichtbogenverfahren bzw. mit der Gasschmelzschweissung erzeugten Auftragsschweissun- gen ebenbürtig, sind aber schneller und - wenn es sich um grössere Ausfahrungen handelt - wirt schaftlicher auszuführen.
Das beschriebene aluminothermische Aufschweiss- verfahren unterscheidet sich grundlegend von den andern bislang benutzten Verfahren, indem zur Be seitigung der fehlerhaften Stellen nicht über einen längeren Zeitraum hinweg tropfenweise geschweisst wird, sondern dass die Aufschweissung der gesamten Fläche in einem kurzzeitigen Giessvorgang durch geführt wird, wobei auch Schadenstellen wieder her gestellt werden können, die mit den bisherigen Ver fahren nicht wieder beseitigt werden konnten, zum Beispiel Schadenstellen, die durch die gesamte Schie- nenlauffläche bis zum Beispiel zum Schienensteg reichen.