DE10053933A1

DE10053933A1 - To align and straighten permanent way rails, after hot rolling, groups of rollers act on the head and foot of the moving rail to counter any distortion without imposing stresses

Info

Publication number: DE10053933A1
Application number: DE10053933A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Heller; Wilhelm Guericke
Original assignee: ThyssenKrupp GfT Gleistechnik GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp GfT Gleistechnik GmbH
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2020-11-01
Also published as: EP1201329A2; DE10053933B4; ATE323561T1; CZ298418B6; EP1201329B1; CZ20013896A3; DE50109543D1; EP1201329A3

Abstract

To align and straighten rails (S) to be used in a railway permanent way, after cooling at the end of hot rolling, each rail is passed through an alignment machine (R). A group of alignment rollers (1-7) act on the rail foot (F) and a group of rollers align the rail head (K). The rollers of at least one group can be set against the rail and, as the rail moves through into the first three rollers, the distortion is established by comparison of the alignment rollers in the groups until the maximum distortion is reached. As the rail advances, the other rollers are set to counter the distortion by the measured amount to correct it into a straight rail.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Richten von Schienen.The invention relates to a method for straightening Rails.

Schienen, die durch Warmwalzen oder ein anderes Warmformverfahren erzeugt werden, werden in der Regel ausgehend von ihrer Temperatur am Ende der Warmverformung auf einem Kühlbett auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Wegen der unterschiedlichen Verhältnisse von Masse zu Oberfläche am Schienenkopf und am Schienenfuß entstehen dabei langwellige Verbiegungen. Darüber hinaus können durch den Verformungsprozeß selbst und die anschließenden Transportvorgänge kurzwellig verlaufende Geradheitsabweichungen verursacht werden. Zu ähnlichen Formfehlern kommt es bei Schienen, die aus der Verformungshitze beschleunigt abgekühlt werden oder einer ergänzenden Wärmebehandlung unterzogen werden.Rails made by hot rolling or another Thermoforming processes are usually produced based on their temperature at the end of hot forming cooled to ambient temperature on a cooling bed. Because of the different ratios of mass to Surface on the rail head and on the rail base arise thereby long-wave bends. In addition, you can through the deformation process itself and the subsequent ones Short-wave transport processes Straightness deviations are caused. To similar ones Shape errors occur with rails coming from the Deformation heat can be cooled or accelerated be subjected to additional heat treatment.

Die mit derartigen Abweichungen von der Geradheit behafteten Schienen sind als solche für den Gleisbau nicht zu gebrauchen und müssen deshalb nach dem Abkühlen gerichtet werden. Das Richten erfolgt üblicherweise auf einer Richtmaschine, die mit einer ungeraden Zahl, insbesondere sieben oder neun, Richtrollen ausgestattet ist. Die jeweils ungradzahligen (1., 3., 5., . . .) Richtrollen sind dabei im allgemeinen dem Schienenfuß zugeordnet, während die geradzahligen (2., 4., 6., . . .) Richtrollen auf den Schienenkopf wirken. Those with such deviations from straightness Affected rails are as such for track construction not usable and must therefore after cooling be judged. Straightening usually takes place on a straightener with an odd number, especially seven or nine, straightening roles is. The odd-numbered (1st, 3rd, 5th,...) Straightening rollers are generally the rail foot assigned, while the even numbers (2nd, 4th, 6th,...) Straightening rollers act on the rail head.

Durch das Rollenrichten entstehen an und unter der Fahrfläche des Schienenkopfs und im mittleren Bereich der Unterseite des Schienenfußes hohe Zugeigenspannungen. Es ist festgestellt worden, daß diese Zugeigenspannungen die Bruchsicherheit der Schienen bei statischer und dynamischer Beanspruchung vermindern. Diesen Spannungen überlagern sich im Betrieb noch die Kontaktspannungen, die durch die auf den Schienen abrollenden Räder verursacht werden. Diese Kontaktspannungen lösen wiederum Biegezug- und -druckspannungen aus. Weitere Spannungen entstehen aus dem Unterschied der jeweils aktuell gegebenen Schienentemperatur zur Verlegetemperatur.The roll straightening creates on and under the Driving surface of the rail head and in the middle of the Bottom of the rail foot high tensile residual stresses. It it has been found that these tensile residual stresses Break resistance of the rails with static and reduce dynamic stress. These tensions the contact voltages are still superimposed during operation, by the wheels rolling on the rails caused. These contact tensions in turn release Bending tensile and compressive stresses. More tensions arise from the difference of each current given rail temperature to the laying temperature.

Es sind verschiedene Versuche gemacht worden, die durch das Rollenrichten verursachten Zugeigenspannungen zu mindern. So ist beispielsweise vorgeschlagen worden, ein Spannungsarmglühen, ein Reckrichten (DE-OS 32 23 346), ein seitliches Richten (DE-PS 19 42 929), ein Richten mit erhöhter Schienenstegtemperatur (DE 35 01 522 C1), eine kurzzeitige Schienenstegerwärmung (DE 197 20 061 C2) oder ein Richten mit vergrößerten Kontaktflächen zwischen den Richtrollen und der jeweils gerichteten Schiene durchzuführen (DE 41 37 459 C1), um die Eigenspannungen herabzusetzen. Großtechnisch durchgesetzt hat sich jedoch keiner dieser Vorschläge. Dies ist zum einen durch die hohen Zusatzkosten und zum anderen durch das Fehlen geeigneter technischer Einrichtungen begründet.Various attempts have been made by the roll straightening caused tensile residual stresses reduce. For example, a Stress relieving, straightening (DE-OS 32 23 346), a side straightening (DE-PS 19 42 929), a straightening with increased rail web temperature (DE 35 01 522 C1), a brief heating of the rail stay (DE 197 20 061 C2) or straightening with increased contact areas between the straightening rollers and the directional rail perform (DE 41 37 459 C1) to the residual stresses decrease. On an industrial scale, however, has prevailed none of these suggestions. On the one hand, this is due to the high additional costs and secondly due to the lack appropriate technical facilities.

Die beim Rollenrichten an der Unterseite des Schienenfußes einzuhaltenden, maximal zulässigen Längszugeigenspannungen sind in der EN 13 674-1 "Oberbau Schienen, symmetrische Breitfußschienen ab 46 kg/m", Entwurf September 1999 auf höchstens 250 N/mm² begrenzt worden. Für den Schienenkopf ist von entsprechenden Werten auszugehen. Gleichzeitig begrenzt die EN 13 674-1 die maximale vertikale Ebenheitsabweichung auf einer Bezugslänge von drei Metern auf höchstens 0,3 mm.The maximum permissible longitudinal tensile stresses to be observed when straightening the rollers on the underside of the rail foot have been limited to a maximum of 250 N / mm ² in EN 13 674-1 "Rail superstructure, symmetrical wide foot rails from 46 kg / m", draft September 1999. Corresponding values can be assumed for the rail head. At the same time, EN 13 674-1 limits the maximum vertical flatness deviation over a reference length of three meters to a maximum of 0.3 mm.

Der heutige Hochgeschwindigkeitsverkehr stellt besonders hohe Anforderungen an die Geradheit von Schienen und deren Bruchsicherheit. Durch einen optimal geradlinigen Zustand der Schienen wird bei geringen vertikalen und horizontalen Schwingungsanregungen ein ruhiger Fahrzeuglauf gewährleistet. Optimale gerade verlaufende Schienen sind daher Voraussetzung für einen besonders hohen Fahrkomfort und eine geringe dynamische Belastung der Schienenfahrzeuge und des Gleisoberbaus.Today's high-speed traffic is special high demands on the straightness of rails and their break resistance. Through an optimally straight line Condition of the rails is at low vertical and horizontal vibration excitation a calm Vehicle running guaranteed. Optimal straight Rails are therefore a prerequisite for one high driving comfort and a low dynamic load of the rail vehicles and the track superstructure.

Die hohen an den geraden Oberflächenverlauf von Schienen gestellten Anforderungen machen erhebliche Biegeverformungen während des Rollenrichtens erforderlich. Anders läßt sich die geforderte Maßhaltigkeit nicht erreichen. Ein derart "scharf" durchgeführtes Rollenrichten ruft jedoch erhebliche Zugeigenspannungen hervor.The high on the straight surface of rails the demands made make considerable Bending deformations during roll straightening required. The required can be done differently Do not achieve dimensional accuracy. Such a "sharp" performed roll straightening, however, gets significant Residual stresses.

Auch Versuche, die Entstehung von Zugeigenspannungen und die Vorgänge beim Rollenrichten allgemein durch FEM- Berechnungen und Simulationsbetrachtungen nachzuvollziehen, haben keine Resultate erbracht, die in der Praxis zu einer unmittelbar verwertbaren Verbesserung geführt hätten.Also attempts at the development of residual tensile stresses and the processes in roll straightening generally by FEM Calculations and simulation considerations understand, have not yielded any results that in practice to an immediately usable improvement would have led.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik ein Verfahren zum Rollenrichten zu schaffen, welches ohne zusätzliche Einrichtungen und Mittel das Richten von Schienen ohne die Gefahr des Entstehens hoher Zugeigenspannungen ermöglicht.The object of the invention is based on the above-described prior art To create processes for roller straightening, which without additional facilities and means of judging Rails without the risk of high Residual tension enables.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Richten von Schienen gelöst, bei dem die Schienen eine Rollenrichtmaschine durchlaufen, welche eine Gruppe den Schienenfuß berührender Rollen und eine Gruppe den Schienenkopf berührender Rollen aufweist, wobei mindestens die Rollen einer dieser Gruppen in Richtung der Schiene anstellbar sind, bei dem die Anstellung der anstellbaren Richtrollen so gewählt wird, daß im Einlaufbereich der Richtmaschine an einer Richtrolle ein verglichen mit den an den anderen Richtrollen erzielten Verformungen maximaler Wert der Biegeverformung erreicht wird, und bei dem diejenigen Richtrollen, die im Anschluß an die Richtrolle, an welcher der maximale Wert der Biegeverformung erreicht wird, von der Schiene durchlaufen werden, so eingestellt werden, daß die maximale Biegeverformung an jeder dieser Richtrollen um jeweils eine Stufe abgebaut wird.According to the invention, this object is achieved by a method solved for straightening rails, in which the rails go through a roller straightener, which is a group rollers touching the rail foot and a group of the Rail head touching roles, wherein at least the roles of one of these groups in the direction the rail are adjustable, in which the employment of adjustable straightening roles is chosen so that in Infeed area of the straightening machine at a straightening roll compared to those achieved on the other straightening roles Deformations maximum bending deformation value reached will, and in which those straightening roles that follow to the benchmark, at which the maximum value of the Bending deformation is achieved by the rail be run through, set so that the maximum bending deformation at each of these straightening rolls one level is reduced.

Vorzugsweise werden dabei diejenigen Rollen, die im Anschluß an die Richtrolle durchlaufen werden, an welcher der maximale Wert der Biegeverformung erreicht wird, von der Schiene durchlaufen werden, so angestellt, daß die Amplitude der Biegeverformung an jeder dieser Rollen degressiv mit möglichst hoher Degression abgebaut wird. Dadurch kann die Entstehung von Zugeigenspannungen besonders wirkungsvoll vermieden werden. Günstig ist es in diesem Zusammenhang darüber hinaus, wenn die Rollen, die nach den im Anschluß an die Rolle mit der höchsten Biegeverformung positionierten Rollen durchlaufen werden, so angestellt werden, daß die Schienen im Übergangsbereich der elastisch-plastischen Wechselbiegung in den geraden Zustand überführt werden.Preferably, those roles that in Followed by the straightening role on which the maximum value of the bending deformation is reached from be run through the rail so that the Amplitude of bending deformation on each of these rolls is degraded degressively with the greatest possible degression. This can lead to the development of residual tensile stresses can be avoided particularly effectively. It is cheap in this context furthermore when the roles that the one following the role with the highest Bending deformation positioned rollers are passed through, so that the rails in the Transition area of the elastic-plastic alternate bend be brought into the straight state.

Eine gezielte Verteilung der ohnehin auf einem niedrigen Niveau vorliegenden Eigenspannungen über den Querschnitt der gerichteten Schiene läßt sich dadurch erreichen, daß ausgehend von einer Anfangseinstellung die Anstellung der im Auslaufbereich positionierten Rollen der Richtmaschine über das Verhältnis der Biegekrümmungen an den betreffenden Rollen von etwa 0,7 bis 1,3 variiert wird.A targeted distribution of the anyway on a low The level of residual stresses across the cross-section the directional rail can be achieved in that starting from an initial setting the employment of rolls of the straightening machine positioned in the outlet area about the ratio of the bending curvatures to the relevant roles is varied from about 0.7 to 1.3.

Gemäß der Erfindung wird im Zuge des Richtvorgangs mittels Anstellung einer Richtrolle eine maximale Biegeverformung an einer Rolle verursacht, die mit dem Schienenfuß in Berührung ist. Diese Verformung reicht aus, um den gewünschten Richteffekt zu erreichen. Die durch diese maximale Biegeverformung hervorgerufene stetige Krümmung der Schiene wird an den anschließend passierten Richtrollen durch Wechselbiegung der Schiene mit stufenweise abnehmender Amplitude abgebaut.According to the invention, in the course of the straightening process a maximum by employing a straightening role Bending deformation on a roller caused by the Rail foot is in contact. This deformation is enough to achieve the desired straightening effect. The caused by this maximum bending deformation Continuous curvature of the rail is followed by the passed straightening rollers by alternate bending of the rail degraded with gradually decreasing amplitude.

Überraschend hat sich gezeigt, daß auf diese Weise Schienen gerichtet werden können, die eine optimale Geradheit bei geringen Zugeigenspannungen aufweisen. Aufwendiger Nachbehandlungen der erfindungsgemäß gerichteten Schiene bedarf es dazu nicht.Surprisingly, it has been shown that this way Rails can be straightened for optimal Show straightness with low internal tensile stresses. Elaborate aftertreatments of the invention directional rail is not required.

Besonders gute Ergebnisse des Richtens bei gleichzeitig minimierten Zugeigenspannungen können erreicht werden, wenn die Biegerichtrolle, an welcher die maximale Biegeverformung erreicht wird, dem Schienenfuß zugeordnet ist. Dabei ist es ebenso günstig, wenn die Abstufung der einzelnen Verfomungsschritte beim Abbau der maximalen Biegeverformung so ausgelegt ist, daß die Biegerichtrolle, an der die letzte plastische Verformung der Schiene beim stufenweisen Abbau der maximalen Biegeverformung erreicht wird, ebenfalls dem Schienenfuß zugeordnet ist. Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei einer derartigen Verteilung der stufenweisen "Rückverfomung" der Schiene sich ein Minimum an Zugeigenspannungen bei gleichzeitig optimierter Geradheit erreichen läßt.Particularly good results of straightening at the same time minimized tensile residual stresses can be achieved if the bending straightening roll at which the maximum Bending deformation is achieved, assigned to the rail foot is. It is also beneficial if the grading of individual deformation steps when reducing the maximum Bending deformation is designed so that the Bending straightening roll on which the last plastic deformation of the rail when gradually reducing the maximum Bending deformation is achieved, also the rail foot assigned. It has been shown that in particular such a gradual distribution "Rebuilding" the rail to a minimum Residual tension with optimized straightness can be achieved.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in hervorragender Weise auf herkömmlich aufgebauten Richtmaschinen durchführen, bei denen die Richtrollen der ersten Gruppe in Förderrichtung der Schiene versetzt zu den Rollen der zweiten Gruppe angeordnet sind. Die versetzte Anordnung wird allgemein als Teilung bezeichnet. In der Praxis ist es üblich, Schienenrichtmaschinen mit Teilungen von 1400-1800 mm auszulegen. Die Teilung der Rollen kann an einer Richtmaschine gleich, unterschiedlich groß oder variable einstellbar sein. Die Rollen können in der Maschine horizontal übereinander oder vertikal nebeneinander angeordnet sein.The inventive method can be in excellently on conventionally constructed Perform straightening machines where the straightening rollers of the first group offset in the direction of conveyance of the rail the roles of the second group are arranged. The staggered arrangement is commonly called division designated. In practice it is common Rail straightening machines with divisions from 1400-1800 mm interpreted. The division of roles on one Straightener same, different size or variable be adjustable. The rollers can be in the machine horizontally one above the other or vertically next to one another be arranged.

Herkömmliche Richtmaschinen sind dabei mit anstellbaren Kopfrollen oder mit anstellbaren Fußrollen ausgerüstet. Die für den Richtprozeß nötigen alternativ wechselnden Biegungen werden in den sogenannten Richtdreiecken erzielt. Bei bekannten Richtmaschinen der in Rede stehenden Art bilden jeweils zwei Richtrollen der einen Gruppe mit einer Richtrolle der jeweils anderen Gruppe ein solches Richtdreieck. Im Hinblick auf die Erfindung ist es in diesem Zusammenhang günstig, wenn die Richtrolle, an der die höchste Biegeverformung erreicht wird, die zuletzt passierte Richtrolle eines Richtdreiecks ist. Günstig ist es darüber hinaus, wenn das betreffende Richtdreieck, dem die Richtrolle zugeordnet ist, an der die höchste Biegeverformung erreicht wird, am Anfang der von der Schiene durchlaufenen Richtstrecke angeordnet ist. Auf diese Weise kann der stufenweise Abbau der höchsten Biegeverformung auch auf Maschinen mit einer geringen Rollenzahl sicher erfolgen. So läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise auf Richtmaschinen durchführen, die in bekannter Weise mit sieben oder mehr Richtrollen ausgestattet sind. Dabei ist es im Hinblick auf die angestrebte Minimierung der Zugeigenspannungen günstig, wenn die jeweils ungradzahligen Richtrollen dem Schienenfuß zugeordnet sind.Conventional straighteners are adjustable Top rollers or equipped with adjustable castors. The alternating ones necessary for the straightening process Bends are in the so-called directional triangles achieved. In known straighteners in question standing type form two straightening roles of the one Group with a standard role of the other group such a triangle. With regard to the invention in this context it is favorable if the Straightening roll at which the highest bending deformation is achieved will be the last role of a Directional triangle is. It is also favorable if the directional triangle in question to which the directional role is assigned at which the highest bending deformation is achieved at the beginning of the rail through the directional path is arranged. To this Way, the gradual degradation of the highest Bending deformation even on machines with a low Number of rolls done safely. That's how it works method according to the invention, for example Perform straighteners in a known manner seven or more straightening rolls are equipped. It is it with a view to minimizing the Residual tensile stresses cheap, if each odd-numbered straightening rollers assigned to the rail foot are.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer zwei Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:The invention is based on two Drawing illustrating embodiments explained. They show schematically:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer liegenden Richtmaschine in einer Draufsicht; Figure 1 shows a detail of a horizontal straightening machine in a plan view.

Fig. 2 einen Ausschnitt einer stehenden Richtmaschine in seitlicher Ansicht. Fig. 2 shows a detail of a standing straightener in a side view.

Die in Fig. 1 dargestellte, in herkömmlicher Weise aufgebaute Richtmaschine R ist mit mindestens sieben Richtrollen 1-7 ausgestattet. The straightening machine R shown in FIG. 1, which is constructed in a conventional manner, is equipped with at least seven straightening rollers 1-7 .

In der Richtmaschine R werden Schienen S gerichtet, die zuvor durch Warmwalzen erzeugt und auf einem nicht dargestellten Kühlbett von der ca. 900°C betragenden Walzendtemperatur auf Raumtemperatur abgekühlt worden sind.In the straightening machine R rails S are straightened previously generated by hot rolling and not on one shown cooling bed from the approx. 900 ° C Final roll temperature has been cooled to room temperature are.

Die jeweils ungeradzahligen Richtrollen 1, 3, 5 und 7 der Richtmaschine R sind dem Schienenfuß F der Schiene S zugeordnet, während die geradzahligen, vertikal verstellbaren Richtrollen 2, 4, 6 auf den Schienenkopf K wirken. Die dem Schienenkopf K zugeordneten Richtrollen 2, 4, 6 sind dabei in Förderrichtung P der Schiene S derart versetzt gegenüber den dem Schienenfuß F zugeordneten Richtrollen 1, 3, 5, 7 angeordnet, daß jeweils eine der Richtrollen 2, 4, 6 in Bezug auf die Horizontale jeweils mittig zwischen einem Paar der Richtrollen 1, 3, 5 und 7 angeordnet ist. Auf diese Weise bilden die Richtrollen 1, 2 und 3 die Eckpunkte eines ersten Richtdreiecks RD1. Ein zweites Richtdreieck RD2 wird durch die Richtrollen 2, 3 und 4 gebildet, ein drittes Richtdreieck RD3 durch die Richtrollen 3, 4, 5 etc. Die Richtdreiecke RD1 bis RD3 sind in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet. Zwischen den jeweils einem Richtdreieck RD1, RD2, RD3, . . . zugeordneten Richtrollen 1-7 wird die Schiene S in abwechselnder Richtung biegeverformt.The respective odd-numbered straightening rollers 1 , 3 , 5 and 7 of the straightening machine R are assigned to the rail foot F of the rail S, while the even-numbered, vertically adjustable straightening rollers 2 , 4 , 6 act on the rail head K. The straightening rollers 2 , 4 , 6 assigned to the rail head K are offset in the conveying direction P of the rail S in relation to the straightening rollers 1 , 3 , 5 , 7 assigned to the rail base F in such a way that in each case one of the straightening rollers 2 , 4 , 6 is referred to the horizontal is arranged centrally between a pair of straightening rollers 1 , 3 , 5 and 7 . In this way the straightening rollers 1 , 2 and 3 form the corner points of a first straightening triangle RD1. A second directional triangle RD2 is formed by the straightening rollers 2 , 3 and 4 , a third directional triangle RD3 by the straightening rollers 3 , 4 , 5 etc. The directional triangles RD1 to RD3 are indicated in FIG. 1 by dashed lines. Between the respective triangle RD1, RD2, RD3,. , , Associated straightening rollers 1-7 , the rail S is bent in an alternating direction.

Die dem Schienenkopf K zugeordnete Richtrolle 2 ist so in vertikaler Richtung auf den Schienenfuß F angestellt, daß die Schiene S beim Passieren der Richtrolle 3 eine maximale Biegeverformung erfährt. Beginnend mit der anschließend passierten Richtrolle 4 wird die dadurch hervorgerufene stetige Krümmung der Schiene S stufenweise verringert. Die Abstufung ist dabei so gewählt, daß die letzte noch als plastisch zu bezeichnende Biegeverformung an der dem Schienenfuß F zugeordneten Richtrolle 5 erfolgt.The straightening roller 2 assigned to the rail head K is positioned in the vertical direction on the rail foot F in such a way that the rail S experiences maximum bending deformation when it passes the straightening roller 3 . Starting with the subsequently passed straightening roller 4 , the resulting continuous curvature of the rail S is gradually reduced. The gradation is selected so that the last bending deformation, still to be described as plastic, takes place on the straightening roller 5 assigned to the rail foot F.

Die bei der Durchführung des Richtvorgangs erforderlichen Biegekrümmungen sind in der nachfolgenden Tabelle 1 für zwei Beispiele angegeben. Beispiel 1A bezieht sich dabei auf Schienen mit normalen bzw. geringen Krümmungsdifferenzen nach der Abkühlung, während Beispiel 1B für Schienen mit größeren Krümmungsdifferenzen gilt:The ones required to carry out the straightening process Bending curvatures are in Table 1 below for given two examples. Example 1A relates on rails with normal or low Differences in curvature after cooling, during example 1B for rails with larger differences in curvature:

Tabelle 1 Table 1

Als positiv ist in diesem Zusammenhang eine Krümmung definiert, wenn die Biegung an einer Rolle über den Schienenkopf K erfolgt, d. h. an den Rollen 2, 4 und 6. Als negativ sind die Krümmungen definiert, wenn die Biegung über den Schienenfuß F erfolgt, d. h. an den Rollen 3 und 5.In this context, a curvature is defined as positive if the bending takes place on a roller via the rail head K, ie on rollers 2 , 4 and 6 . The curvatures are defined as negative if the bending takes place via the rail foot F, ie on the rollers 3 and 5 .

In praktischen Versuchen an Schienen des Profils UIC60 in Güte UIC900A hat sich gezeigt, daß auf einer gemäß Fig. 1 ausgebildeten Richtmaschine bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise nach dem Richten die Längszugspannungen im Schienenkopf K gegenüber den sich bei üblicher Vorgehensweise einstellenden Längszugspannungen um mehr als die Hälfte reduziert sind.In practical tests on rails of the UIC60 profile in quality UIC900A, it has been shown that on a straightening machine designed according to FIG. 1, with the procedure according to the invention after straightening, the longitudinal tensile stresses in the rail head K are reduced by more than half compared to the longitudinal tensile stresses which occur in the usual procedure ,

Die in Fig. 2 gezeigte Richtmaschine ist mit neun Rollen 11-19 ausgestattet, von denen im Unterschied zum Beispiel gemäß Fig. 1 nicht die dem Schienenkopf K zugeordneten geradzahligen Rollen 12, 14, 16, 18, sondern die dem Schienenfuß F zugeordneten ungradzahligen Rollen 11, 13, 15, 17, 19 in vertikaler Richtung verstellbar montiert sind. Die größere Zahl von Richtrollen 11-19 hat den Vorteil, daß die mittels geeigneter Anstellung der Rollen 11, 13 und 15 maximal eingestellte Krümmung der Schiene 5 bis zur Rolle 15 sehr schnell auf einen niedrigen Krümmungswert zurückgeführt werden kann, so daß an den Rollen 16, 17 und 18 nur noch mit einer geringen Krümmungsamplitude gerichtet werden muß.The straightening machine shown in FIG. 2 is equipped with nine rollers 11-19 , of which, in contrast to the example according to FIG. 1, not the even-numbered rollers 12 , 14 , 16 , 18 assigned to the rail head K, but the odd-numbered rollers assigned to the rail foot F. 11 , 13 , 15 , 17 , 19 are mounted adjustable in the vertical direction. The larger number of straightening rollers 11-19 has the advantage that the maximum curvature of the rail 5 up to the roller 15 set by means of suitable adjustment of the rollers 11 , 13 and 15 can be reduced very quickly to a low curvature value, so that the rollers 16 , 17 and 18 need only be directed with a small curvature amplitude.

Tabelle 2 gibt beispielhaft die beim Richten einer Schiene S in der in Fig. 2 dargestellten Richtmaschine an den einzelnen Richtrollen aufgeprägten bezogenen Biegekrümmungen k *|v an. Ausgehend von einer solchen Einstellung der Richtmaschine ist es möglich, durch gezielte Variation der Anstellung der im Richtbereich der Maschine angeordneten Rollen 15, 17 und 19 die Eigenspannungsverteilung in der gerichteten Schiene den praktischen Anforderungen entsprechend einzustellen. Die mit dieser Zielsetzung veränderte Stufung der an den Rollen 16 und 17 jeweils aufgeprägten Krümmungen ist in den zugeordneten Zeilen der Tabelle 2 jeweils in Klammern gesetzt. Table 2 gives an example of the bending curvatures k * | v imprinted on the individual straightening rollers when straightening a rail S in the straightening machine shown in FIG. 2. On the basis of such a setting of the straightening machine, it is possible to adjust the residual stress distribution in the straightened rail according to practical requirements by specifically varying the position of the rollers 15 , 17 and 19 arranged in the straightening area of the machine. The gradation of the curvatures impressed on the rollers 16 and 17 , modified with this objective, is put in brackets in the assigned rows of Table 2.

Tabelle 2 Table 2

Genauso wie bei der Tabelle 1 ist in Tabelle 2 als positiv eine Krümmung definiert, wenn die Biegung an einer Rolle über den Schienenkopf K erfolgt, d. h. an den Rollen 12, 14, 16 und 18. Als negativ sind die Krümmungen definiert, wenn die Biegung über den Schienenfuß F erfolgt, d. h. an den Rollen 13, 15 und 17.Just as in Table 1, a curvature is defined in Table 2 as positive if the bending takes place on a roller via the rail head K, ie on the rollers 12 , 14 , 16 and 18 . The curvatures are defined as negative if the bending takes place via the rail foot F, ie on the rollers 13 , 15 and 17 .

Die "bezogenen Biegekrümmungen", welche in den Tabellen 1 und 2 genannt sind, entsprechen den Biegekrümmungen k_v im Kontaktbereich der Rollen 1-7 bzw. 11-19, die auf die maximal mögliche elastische Biegekrümmung k_s der Schiene S bezogen sind, wobei k_s = 2.R_p0,2/E.h. Mit R_p0,2 ist dabei die 0,2% - Prüfgrenze bzw. die Streckgrenze des zu richtenden Schienenstahls, mit E der Elastizitätsmodul und mit h die Höhe des Profils der jeweiligen Schiene S bezeichnet. Somit ergibt sich k *|v = k_v/k_s.The "related bending curvatures", which are mentioned in Tables 1 and 2, correspond to the bending curvatures k _v in the contact area of the rollers 1-7 and 11-19 , which are related to the maximum possible elastic bending curvature k _{s of} the rail S, wherein k _s = 2.R _p0.2 / Eh R _{p0.2 denotes} the 0.2% test limit or the yield strength of the rail steel to be straightened, E the modulus of elasticity and h the height of the profile of the respective rail S , This results in k * | v = k _v / k _s .

Bei den in der voranstehend angegebenen Tabellen 1 und 2 eingetragenen Abstufungen handelt es sich um Richtwerte, welche die Größenordnungen angeben, in denen die im Anschluß an die höchste Biegeverformung durchlaufenen Stufen der "Rückverformung" liegen. In der Praxis werden die maximale Biegeverformung und die Stufen der anschließenden "Rückverformung" im wesentlichen proportional zur Streckgrenze und zum Verfestigungsverhalten des Schienenwerkstoffs bemessen. Der Wert der höchsten Biegeverfomung muß umso größer sein je größer die nach der Abkühlung der Schiene S vorhandenen Krümmungen und Welligkeiten der Schiene S sind.In Tables 1 and 2 given above entered gradations are guide values, which indicate the orders of magnitude in which the Connection to the highest bending deformation There are stages of "recovery". Be in practice the maximum bending deformation and the stages of subsequent "reshaping" essentially proportional to the yield strength and Dimensioning behavior of the rail material. The value of the highest bending deformation must be all the greater the greater that after the cooling of the rail S existing curvatures and undulations of the rail S are.

Wenn die Werte der maximalen Biegeverfomung und der letzten noch wirksamen plastischen Verformung bestimmt sind, können die notwendigen Anstellungen der zwischen der Richtrolle 3 bzw. 13, an der die höchste Biegeverformung erzeugt wird, und der Richtrolle 5 bzw. 16 oder 17, an der die letzte plastische Verformung der Schiene S erzielt wird, durch eine Betrachtung der elastisch plastischen Biegung der Schiene 5 bestimmt werden. Einflußgrößen sind dabei die technischen Daten der Richtmaschine R (Teilung; Durchmesser, Anzahl, Art der Anstellung der Richtrollen; Verformung der Richtmaschine R als Folge des Richtvorgangs).If the values of the maximum bending deformation and the last effective plastic deformation are determined, the necessary adjustments can be made between the straightening roll 3 or 13 , on which the highest bending deformation is generated, and the straightening roll 5 or 16 or 17 , on which the last plastic deformation of the rail S can be determined by considering the elastic plastic bending of the rail 5 . Influencing factors are the technical data of the straightening machine R (pitch; diameter, number, type of adjustment of the straightening rollers; deformation of the straightening machine R as a result of the straightening process).

Selbstverständlich kann das Richten der Schienen S auch auf Richtmaschinen durchgeführt werden, die mit mehr als neun Rollen ausgestattet sind. Es zeigt sich, daß auf solchen Maschinen eine weitere Absenkung der Zugeigenspannungen erreicht werden kann.Of course, straightening the rails S can also be carried out on straightening machines with more than nine roles are equipped. It turns out that on such machines further lower the Residual stresses can be achieved.

Praktische Versuche an Schienen des Profils UIC60 in Güte UIC900A haben ergeben, daß auf einer gemäß Fig. 2 ausgebildeten Richtmaschine bei erfindungsgemäßer Vorgehensweise nach dem Richten die Längszugspannungen gegenüber den sich bei üblicher Vorgehensweise einstellenden Längszugspannungen im Mittel um 40% reduziert sind. Practical tests on rails of the UIC60 profile in grade UIC900A have shown that on a straightening machine designed according to FIG. 2, with the procedure according to the invention after straightening, the longitudinal tensile stresses are reduced by an average of 40% compared to the longitudinal tensile stresses which occur in the usual procedure.

reference numeral

1-71-7

Richtrollen
straightening rollers

11-1911-19

Richtrollen
F Schienenfuß der Schiene S
K Schienenkopf der Schiene S
P Förderrichtung der Schiene S
R Richtmaschine
RD1, RD2, RD3 Richtdreiecke
S Schiene
straightening rollers
F Rail foot of the rail S
K rail head of rail S
P Direction of conveyance of the rail S
R straightener
RD1, RD2, RD3 directional triangles
S rail

Claims

1. method for straightening rails (S),
in which the rails (S) pass through a roller straightening machine (R) which a group of rollers ( 1 , 3 , 5 , 7 ; 11 , 13 , 15 , 17 , 19 ) touching the rail base (F) and a group the rail head (K ) touching rollers ( 2 , 4 , 6 ; 12 , 14 , 16 , 18 ), at least the rollers ( 1-7 ; 11-19 ) of one of these groups being adjustable in the direction of the rail (S),
in which the position of the adjustable straightening rollers ( 2 , 4 , 6 ; 11 , 13 , 15 , 17 , 19 ) is selected so that in the infeed area of the straightening machine on one straightening roller ( 3 ; 13 ) is compared to that on the other straightening rollers ( 1 , 2 , 4 , 5 , 6 , 7 ; 11 , 12 , 14-19 ) deformations achieved maximum value of the bending deformation is reached, and
in which those straightening rollers ( 4 , 5 , 6 , 7 ; 14-19 ) which are followed by the rail (S) after the straightening roller ( 343 ) at which the maximum value of the bending deformation is reached are set that the maximum bending deformation at each of these straightening rollers ( 4 , 5 , 6 , 7 ; 14-19 ) is reduced by one step each.

2. The method according to claim 1, characterized in that those rollers ( 4 , 5 ; 14 , 15 ), which are run through following the straightening roller ( 3 ; 13 ), at which the maximum value of the bending deformation is reached, by the rail (S) are run through, so that the amplitude of the bending deformation on each of these rollers is reduced degressively with the greatest possible degression.

3. The method according to claim 2, characterized in that that the rollers ( 6 , 7 , 8 , 9 ; 16 , 17 , 18 , 19 ), which after the role. ( 3 ; 13 ) with the highest bending deformation positioned rollers ( 4 , 5 ; 14 , 15 ) are run through, so that the rails (S) in the transition region of the elastic-plastic alternating bend are transferred to the straight state.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that starting from an initial setting, the employment of the rollers positioned in the outlet area ( 5 , 7 ; 15 , 17 , 19 ) of the straightening machine via the ratio of the bending curvatures on the rollers in question ( 5 , 7 or 15 , 17 , 19 ) is varied from about 0.7 to 1, 3.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the bending straightening roller ( 3 ), on which the maximum bending deformation is achieved, is assigned to the rail foot (F).

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the bending straightener roll, on which the last plastic Deformation of the rail (S) during gradual dismantling of the maximum bending deformation is reached Rail head (K) is assigned.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the straightening rollers ( 1 , 3 , 5 , 7 ; 11 , 13 , 15 , 17 , 19 ) of the first group in the conveying direction (P) of the rail (S) offset to the Rollers ( 2 , 4 , 6 ; 12 , 14 , 16 , 18 ) of the second group are arranged.

8. The method according to claim 7, characterized in that two straightening rollers ( 1 , 3 , 5 , 7 ; 11 , 13 , 15 , 17 , 19 ) of the one group with a straightening roller ( 2 , 4 , 6 ; 12 , 14 , 16 , 18 ) of the other group form a straightening triangle (RD1, RD2, RD3) and that the straightening roller ( 3 ; 13 ) at which the highest bending deformation is achieved is the last straightening roller ( 3 ; 13 ) of a straightening triangle (RD1) is.

9. The method according to claim 8, characterized in that the directional triangle (RD1), to which the straightening roller ( 3 ; 13 ) is assigned, at which the highest bending deformation is achieved, is arranged at the beginning of the straightening path traversed by the rail (S).

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the straightening machine (R) comprises at least seven straightening rollers ( 1-7 ), preferably nine straightening rollers ( 11-19 ).

11. The method according to claim 10, characterized in that the respective odd-numbered straightening rollers ( 1 , 3 , 5 , 7 ; 11 , 13 , 15 , 17 , 19 ) are assigned to the rail foot (F).