CH345361A - Method for repairing damaged areas on track elements - Google Patents

Method for repairing damaged areas on track elements

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CH345361A
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CH
Switzerland
Prior art keywords
track element
welding
track
head
track elements
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Application number
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German (de)
Inventor
Dziewas August
Original Assignee
Elektro Thermit Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Elektro Thermit Gmbh filed Critical Elektro Thermit Gmbh
Publication of CH345361A publication Critical patent/CH345361A/en

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E01CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01BPERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B31/00Working rails, sleepers, baseplates, or the like, in or on the line; Machines, tools, or auxiliary devices specially designed therefor
    • E01B31/02Working rail or other metal track components on the spot
    • E01B31/18Reconditioning or repairing worn or damaged parts on the spot, e.g. applying inlays, building-up rails by welding; Heating or cooling of parts on the spot, e.g. for reducing joint gaps, for hardening rails

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)

Description

  

  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.



  Method for repairing damage to track elements It is known that in the course of operation use in wheel-bearing track elements of all types, such as rails, frogs, points tongues and. a., in various ways wear and tear and defects in the driving head, especially in the driving surface. For example, when the locomotive wheels slip when starting or when the wheels lock when braking, local depressions are created in the driving surface. In the case of frogs, particularly heavy wear occurs at the tips.

   Furthermore, other damage such as flaking, cracks and the like can occur. a., the causes of which may be due to manufacturing defects in the rail material, come to light in the course of operational use.



  To maintain an operationally safe track and to protect the vehicles, such damage points are removed by welding, where up to now, for example, electric arc welding with uncovered or concealed arc or similar processes or gas fusion welding have been used.



  In both processes, the faulty areas are eliminated in such a way that a weld pool is created locally in the base material by the electric arc or the welding torch and this is filled with liquid filler material by melting off the welding electrode or welding wire. Both processes have the disadvantage that the exact execution of the welding work depends to a large extent on the skill, craftsmanship, mood and general condition of the welders performing the work, and that the welding work is carried out over a relatively long period of time he demands.



  It has now been found that the aluminothermic process commonly used for rail butt welding can also be used in a modified manner for eliminating such locally limited damage to wheel-bearing track elements of all kinds, such as rails, frogs, switch blades and the like. a., can be used, whereby various disadvantages inherent in the other welding methods used so far are avoided.



  The present invention thus relates to a method for mending damage to track elements, characterized in that alumino-thermally generated steel is poured onto the pre-welded, molded and preheated damage of the track element.



  A device suitable for carrying out the method is characterized according to the invention by a molding box, for example made of sheet steel, cast steel or the like. Materials, with movably angeord designated, against the foot of the track element from supporting struts and with underneath the head of the track element retractably arranged Bodenblechen and above the head of the track element removable and relocatable limiter plates.



  In the accompanying drawing, in an exemplary embodiment of the method according to the invention, the individual operations in the repair of a damaged area on a Vignole rail and an embodiment of the device according to the invention used are illustrated.



       Fig. 1 shows a side view of a Vignol rail, on which a defective point wor worked out.



       FIG. 2 is a plan view of FIG. 1.



       Fig. 3 shows the same rail with a molding box attached to it be in plan view.



       FIG. 4 is a cross section along the line IV-IV in FIG. 3.



       FIG. 5 shows, in a representation analogous to FIG. 3, how a casting is produced in the molding box with the aid of a model.



       FIG. 6 is a cross section along the line VI-VI in FIG. 5.



       Fig.7 shows the same as Fig.5 with the model removed.



       FIG. 8 is a cross section along the line VIII-VIII in FIG.



       FIG. 9 shows a plan view of the rail after welding, but before the damaged area has been reworked.



       FIG. 10 is a cross section along the line X-X in FIG. 9.



  By means of a cutting device or by grinding out the defect a according to FIGS. 1 and 2 is worked out so deep and so wide that the healthy, no longer corroded material is reached. 3 and 4, a downwardly open molding box c is placed on the site prepared in this way, the firm fit of which on the rail head <I> b </I> is aimed by adjustable struts <I> d </I>. The molding box c is then closed with retractable bottom plates e and, for the purpose of forming a casting mold, is filled with adhesive sand Cr up to just below the upper edge of the rail head b.

   After the lower part has been tamped in, the cavity which will later receive the aluminothermic steel is generated according to FIGS. 5 and 6 by tamping a model f. In the case of smaller imperfections, the shape is reduced by inserting limiting plates g into strips h provided for this purpose. Instead of adhesive sand, chamotte or another refractory material could also be used to form the casting mold.



  Then the damaged area is preheated using a burner or, in the case of larger areas, more than one burner. After the required temperature has been reached and the casting mold has been dried, an alumino-thermally produced on-site steel, which is adapted to the rail material in terms of hardness and wear resistance, is poured onto the preheated base material.

   The alumino-thermally produced steel flows according to FIGS. 7 and 8 via a pouring pot i through two or more pouring channels k onto the preheated base material and bonds with it to form a homogeneous whole.



  After the casting has been completed, the casting mold, in which the already solidified and firmly encrusted slag is located, is slightly raised in order to separate the then still liquid aluminothermic steel from the slag crust and to achieve its even surface solidification. This process is of particular importance because of the usually very small height of the layer of aluminothermic steel to be welded on with regard to the subsequent smooth machining of the weld.

   The sand mold including solidified aluminothermic slag is then removed. By appropriately metering the amount of steel, it is sufficient that the mirror of the weld metal does not protrude high above the surface of the driving surface, so that the least possible processing is required. FIGS. 9 and 10 show the completely welded, not yet machined damage area. The protruding alumino-thermal steel L is grinded off, sanded off, cut off or removed in any other way. Then fine machining is carried out with the grinding machine.



  Numerous tests, investigations and practical building site tests have shown that the removal of wear and tear and imperfections in the running head of wheel-bearing track elements of all kinds, such as rails, frog tips, switch blades and the like, using aluminothermic steel infusion results in perfect, crack-free and wear-resistant build-up welds.

   From a technological and metallurgical point of view, the build-up welds using the aluminothermic process are on a par with the build-up welds produced with the electric arc process or with gas fusion welding, but they can be carried out faster and - if the project involves greater experience - more economically.



  The aluminothermic welding method described differs fundamentally from the other methods used so far in that to eliminate the defective areas, welding is not carried out drop by drop over a long period of time, but rather that the welding of the entire surface is carried out in a brief casting process, whereby also Damaged areas can be restored that could not be remedied with the previous methods, for example damaged areas that extend through the entire track surface to the rail web, for example.

 

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zum Ausbessern von Schadenstellen an Gleiselementen, dadurch gekennzeichnet, dass alu- minothermisch erzeugter Stahl auf die für die Schwei- ssung vorbereitete, eingeformte und vorgewärmte Schadenstelle des Gleiselementes aufgegossen wird. PATENT CLAIMS I. A method for repairing damaged areas on track elements, characterized in that aluminothermically produced steel is poured onto the molded and preheated damaged area of the track element that has been prepared for welding. 1I. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Formkasten mit beweglich angeordneten, gegen den Fuss des Gleiselementes abgestützten Streben und mit unterhalb des Kopfes des Gleiselementes einschiebbar angeordneten Bodenblechen und oberhalb des Kopfes des Gleiselementes herausnehmbar und versetzbar angeordneten Begrenzungsblechen. UNTERANSPRUCH Vorrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeich net durch eine im Formkasten gebildete Giessform mit seitlich der aufzutragenden Fläche angeordneter mul denförmiger Vertiefung und von dieser ausgehenden, zur aufzuschweissenden Fläche führenden Giessrinnen. 1I. Device for carrying out the method according to claim 1, characterized by a molding box with movably arranged struts supported against the foot of the track element and with bottom plates that can be pushed in below the head of the track element and removable and displaceable delimitation plates above the head of the track element. SUBSTITUTE SHEET Device according to claim II, characterized by a mold formed in the molding box with the side of the surface to be applied mul deniform recess and from this outgoing, leading to the surface to be welded pouring channels.
CH345361D 1955-11-05 1956-08-25 Method for repairing damaged areas on track elements CH345361A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008078977A1 (en) * 2006-12-26 2008-07-03 Basant, Rajan Canted rail for railway locomotion

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