DE102006054437A1

DE102006054437A1 - Method for reprofiling a rail wheel belonging to a railway wheel set

Info

Publication number: DE102006054437A1
Application number: DE200610054437
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Reiche; Robert Dr. Mertens
Original assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Current assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority date: 2006-11-16
Filing date: 2006-11-16
Publication date: 2008-05-21
Also published as: WO2008059031A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reprofilierung von gelaufenen Radsätzen (4) durch spanabhebende Bearbeitung. In einem ersten mittleren Bereich (2) zu beiden Seiten (8) der Messkreisebene (5) beschränkt man das Reprofilieren auf das Beseitigen von gegebenenfalls vorhandenen Unrundheiten. In einem zweiten Bereich (1), der sich von der Profilaußenkante (13) bis zum mittleren Bereich (2) erstreckt, wird die Sollkontur (11) wieder hergestellt. In einem dritten Bereich (3), der sich vom mittleren Bereich (2) bis annähernd unterhalb der Höhe des Spurkranzes (9) erstreckt, wird das Reprofilieren auf das Entfernen einer oberflächennahen Schicht beschränkt.The invention relates to a method for re-profiling of old wheelsets (4) by machining. In a first central region (2) on both sides (8) of the measuring circle plane (5), reprofiling is restricted to eliminating any irregularities that may be present. In a second region (1), which extends from the profile outer edge (13) to the middle region (2), the desired contour (11) is restored. In a third area (3), which extends from the central area (2) to almost below the height of the wheel flange (9), the reprofiling is limited to the removal of a near-surface layer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reprofilierung eines zu einem Eisenbahnradsatz gehörenden gelaufenen Schienenrades durch spanabhebende Bearbeitung.The The invention relates to a method for reprofiling one to one Railway wheelset belonging gone rail wheel by machining.

Bei Schienenrädern, die als Teil eines Radsatzes eines Schienenfahrzeugs eingesetzt werden, kommt es im Bereich der Flächen, die mit der Schiene in Kontakt kommen, zu Verschleiß, der sich unter anderem in Form von Materialabtrag und Unrundheiten äußert. Dieser Verschleiß macht nach einer gewissen Einsatzdauer eine so genannte "Reprofilierung" erforderlich. Bei dieser erhält das Schienenrad wieder eine Form, die ein ordnungsgemäßes Abrollen des Schienenrades auf der Schiene sicherstellt.at Rail wheels, used as part of a wheelset of a rail vehicle be, it comes in the area of the surfaces with the rail in Come in contact, to wear, which manifests itself among other things in the form of material removal and non-circularities. This Wear makes after a certain period of use, a so-called "reprofiling" required. at this receives the rail wheel returns to a shape that is properly unrolling ensures the rail wheel on the rail.

Die Reprofilierung der Schienenräder erfolgt in der Regel durch Drehbearbeitung auf einer Drehmaschine. Ebenso können Schleif- und Fräsoperationen durchgeführt werden, um das jeweils geforderte Radprofil zu erzeugen. Dazu werden im Stand der Technik beispielsweise Profilfräser eingesetzt, die walzenförmig ausgebildet sind und die Negativkontur des Profils aufweisen.The Reprofiling of the rail wheels is usually done by turning on a lathe. Likewise Grinding and milling operations carried out to produce the required wheel profile. To do this used in the art, for example, profile cutters, which formed a cylindrical shape are and have the negative contour of the profile.

Den im Stand der Technik angewendeten Verfahren zur Reprofilierung gemeinsam ist, dass ein erheblicher Materialabtrag erforderlich ist, um das geforderte Profil am jeweils bearbeiteten Schienenrad wiederherzustellen.The Commonly used in the art for reprofiling is that a significant material removal is required to meet the required Restore profile on the respectively processed rail wheel.

Dies bringt nicht nur einen erhöhten Zeitaufwand für die Bearbeitung mit sich, sondern verkürzt auch die Zeit, über die das Schienenrad unter Berücksichtigung der jeweils erforderlichen Reprofilierungen insgesamt eingesetzt werden kann. Allgemein gilt dabei, dass das Eisenbahnrad auf der Schiene verschleißen soll und nicht durch Materialabtrag bei der Reprofilierung.This not only brings an increased Time required for the editing with it, but also shortens the time over which the rail wheel under consideration the requisite reprofiling used in total can be. The general rule is that the railway wheel on the rail wear out should and not by material removal during reprofiling.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reprofilierung von gelaufenen Eisenbahnradsätzen möglichst sparsam durchzuführen, sodass möglichst wenig Material abgetragen werden muss, um die Laufzeit des betreffenden Eisenbahnradsatzes zu verlängern.Of the Invention is based on the object, the reprofiling of run Railway wheel sets preferably to carry out economically, so possible Little material has to be removed to match the life of the particular To extend railway wheelset.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by the Teaching of claim 1 solved.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass sich durch den Rad-Schienenkontakt im mittleren Bereich des Radsatzprofils, beidseits der Messkreisebene, eine Zone ausbildet, deren Härte geringer ist als die Härte des äußeren Bereichs und die Härte des an den Spurkranz angrenzenden inneren Bereichs des Radsatzprofils. Als Erklärung wird angenommen, dass das Material durch das Abrollen aus dem Bereich der Messkreisebene zu beiden Seiten des Profils hin verdrängt wird und sich dort verdichtet. Insbesondere in jenem Profilabschnitt, der zwischen dem mittleren Bereich und dem Spurkranz liegt, kann die Verdichtung derart groß werden, dass sie zu Rissbildungen führt. Sobald man diesen Profilabschnitt oberflächennah abträgt bis gegebenenfalls vorhandene Risse verschwunden sind, wird durch die in diesem Abschnitt bereits vorher eingetretene Verfestigung das Neubilden von Rissen verhindert und somit die Lebensdauer des Profils wesentlich erhöht.The Invention is based on the recognition that through the wheel-rail contact in the middle area of the wheelset profile, on both sides of the measuring circle plane, forming a zone whose hardness less than the hardness of the outer area and the hardness of the adjacent to the flange inner region of the Radsatzprofils. As explanation It is believed that the material by rolling out of the field the measurement circle level is displaced to both sides of the profile and condensed there. Especially in that profile section, which lies between the middle area and the wheel flange, can the compaction become so big that leads to cracking. As soon as you remove this profile section near the surface to possibly existing Cracks have disappeared, by the ones in this section already previously occurred solidification prevents the formation of cracks and thus significantly increasing the life of the profile.

Gemäß der Erfindung wird in einem ersten, mittleren Bereich der Lauffläche des zu reprofilierenden Schienenrades, der sich zu beiden Seiten der Messkreisebene erstreckt, das Reprofilieren auf das Beseitigen von dort gegebenenfalls vorhandenen Unrundheiten beschränkt. Sofern keine Unrundheiten vorliegen, wird in dem betreffenden Bereich auch kein Materialabtrag vorgenommen. Mit der "Messkreisebene" ist dabei die Ebene bezeichnet, welche die Mitte des Radprofils definiert und üblicherweise als Bezugsebene für die Vermessung des Schienenrades herangezogen wird. Sie entspricht einem normal zur Drehachse des Schienenrades ausgerichteten und bezogen auf die Breite des Schienenrades mittig ausgerichteten Schnitt durch das Radprofil, wobei die Schnittebene in einem bestimmten, standardmäßig festgelegten Abstand zur inneren Stirnfläche des Rades angeordnet ist.According to the invention is in a first, middle area of the tread of the rail wheel to be reprofiled, located on both sides of the measuring circle plane extends the reprofiling to removing there if necessary limited to existing roundnesses. Unless there are any discontinuities in the area concerned also no material removal made. With the "circle of measurement circles" the plane is denoted, which the Center of the wheel profile defined and usually as a reference plane for the Measuring the rail wheel is used. It corresponds to one aligned and related normal to the axis of rotation of the rail wheel on the width of the rail wheel centered cut through the wheel profile, with the cutting plane set in a specific, default Distance to the inner end face of the wheel is arranged.

In einem zweiten Bereich, der sich von der Profilaußenkante bis zum mittleren Bereich erstreckt, stellt man die Sollkontur wieder her und in einem dritten Bereich, der sich vom mittleren Bereich bis zu einem vor dem Reprofilieren festzulegenden Punkt im Bereich der Spurkranzflanke erstreckt, beschränkt man das Reprofilieren wiederum auf das Entfernen einer oberflächennahen Schicht. Dabei wird in Kauf genommen, dass die Spurkranzkuppe überhaupt nicht reprofiliert wird. Für die Spurkranzflanke wird, basierend auf den zuvor ermittelten Messwerten des Ist-Profils, ein neuer Konturverlauf ermittelt, der das Ist-Profil mit dem Grundprofil beziehungsweise mit der Profilvariante im Rahmen der zulässigen Toleranzen verbindet. Es wird in Kauf genommen, dass der Spurkranz "wächst", was innerhalb der vorgegebenen Toleranzen für den Betrieb des Radsatzes unschädlich ist.In a second area extending from the outer edge of the profile to the middle one Range extends, one restores the desired contour and in one third area extending from the middle area to one in front the reprofiling to be determined point in the area of the flange edge extends, limits one the reprofiling in turn on the removal of a near-surface Layer. It is accepted that the wheel flange is not at all reprofiled. For the flange edge is based on the previously determined measured values of the actual profile, a new contour profile is determined, which is the actual profile with the basic profile or with the profile variant in the frame the permissible Tolerances connects. It is accepted that the wheel flange "grows", which is within the specified tolerances for the Operation of the wheel set harmless is.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.following the invention is based on an embodiment described in more detail.

In der Figur ist stark vereinfacht und nicht maßstäblich die Profilkontur 7 eines Schienenrades 4 dargestellt, das Teil eines hier nicht weiter gezeigten Eisenbahnradsatzes ist.In the figure is greatly simplified and not to scale the profile contour 7 a rail wheel 4 shown, which is part of a railway wheel not shown here.

Beidseits der in einem definierten Abstand A von typischerweise 70 mm zur inneren Stirnseite 14 und normal zur Drehachse D des Schienenrades 4 angeordneten Messkreisebene 5 befindet sich ein Bereich 2, in welchem das Schienenrad 4 überwiegend auf der Schiene 6 abrollt. Tatsächlich erstreckt sich der Bereich 2 über einen Abschnitt 8, welcher beidseits der Messkreisebene 5 jeweils zwischen 1 und 2 cm beträgt. Härtemessungen haben ergeben, dass die Oberflächenhärte im Bereich 2 geringfügig bis wesentlich geringer ist, als in dem zweiten Bereich 1, der an der Vorderkante 13 des Schienenrades 4 beginnt und sich bis zum Bereich 2 erstreckt.On both sides of the at a defined distance A of typically 70 mm to the inner end face 14 and normal to the axis of rotation D of the rail wheel 4 arranged measuring circuit level 5 there is an area 2 in which the rail wheel 4 mostly on the rail 6 rolls. In fact, the area extends 2 over a section 8th , which is on both sides of the measuring circle plane 5 each between 1 and 2 cm. Hardness measurements have shown that the surface hardness in the range 2 is slightly to substantially less than in the second region 1 at the leading edge 13 of the rail wheel 4 starts and gets to the area 2 extends.

Zum Spurkranz 9 hin gibt es einen Bereich 3, der sich zwischen dem Bereich 2 und der Innenseite 10 des Spurkranzes 9 erstreckt. Dieser Bereich 3 hat gegenüber dem Bereich 1 eine verhältnismäßig geringe Tiefe, ist aber gegenüber den Bereichen 1 und 2 am stärksten verfestigt.To the wheel flange 9 there is an area 3 that is between the area 2 and the inside 10 of the wheel flange 9 extends. This area 3 has opposite the area 1 a relatively small depth, but is opposite the areas 1 and 2 most strongly solidified.

Bei der spanabhebenden Bearbeitung des Schienenrades 4 wird nunmehr der zweite Bereich 1 bis auf die Sollkontur 11 des Schienenradprofils 7 abgetragen. Über den Abschnitt 8 im Bereich 2 erfolgt praktisch kein Spanabtrag.When machining the rail wheel 4 now becomes the second area 1 to the nominal contour 11 of the rail wheel profile 7 ablated. About the section 8th in the area 2 practically no chip removal takes place.

Im Bereich 3 erfolgt nur ein oberflächennaher Spanabtrag, wodurch gerade eben die oberflächennahen Schichten mit dünnem Span "angeritzt" werden. Der Spanabtrag im Bereich 3 kann auch ganz unterbleiben, sofern in diesem Bereich 3 keine oberflächennahe Risse festgestellt wurden.In the area 3 Only a near-surface chip removal takes place, whereby just the near-surface layers are "scratched" with a thin chip. The chip removal in the area 3 can also be completely omitted, provided in this area 3 no near-surface cracks were found.

Die Steuerung der jeweiligen Radsatzbearbeitungsmaschine, sei es eine Überflur- oder eine Unterflurdrehmaschine, wird derart eingestellt, wie es dem Spanabtrag in den zuvor geschilderten Bereichen 1, 2 und 3 entspricht. Das Ausbilden einer sichtbaren Kante 12 auf der Innenseite des Spurkranzes 9 wird von der Steuerung nach der Berechnung eines neuen Konturverlaufes vermieden.The control of the respective wheelset processing machine, be it an overfloor or an underfloor lathe, is set in the same way as the chip removal in the previously described areas 1 . 2 and 3 equivalent. Forming a visible edge 12 on the inside of the wheel flange 9 is avoided by the controller after the calculation of a new contour curve.

Es können beide Schienenräder eines Eisenbahnradsatzes gleichzeitig reprofiliert werden. Die Steuerung der Reprofilierung des einen Schienenrades kann dabei gegenüber der Steuerung der Reprofilierung des zweiten Schienenrades unterschiedlich sein, falls beim Vermessen der Schienenräder vor dem Reprofilieren unterschiedliche Verschleißzustände festgestellt wurden.It can both rail wheels a railway wheel set are reprofiled at the same time. The control the reprofiling of a rail wheel can be compared to the Control the reprofiling of the second rail wheel differently be, if different when measuring the rail wheels before reprofiling Wear conditions detected were.

11: zweiter Bereichsecond Area
22: mittlerer Bereichmiddle Area
33: dritter Bereichthird Area
44: Schienenrad für einen EisenbahnradsatzA rail for one Railway wheel set
55: MesskreisebeneMeasuring level
66: Schienenkopfrailhead
77: Umrissprofiloutline profile
88th: Erstreckung des mittleren Bereichsextension of the middle area
99: Spurkranzflange
1010: SpurkranzinnenseiteFlange inside
1111: Sollkonturtarget contour
1212: Bearbeitungslinieprocessing line
1313: Vorderkanteleading edge
1414: Innere Stirnfläche des Schienenrades 4 Inner face of the rail wheel 4
AA: Abstand zwischen der Stirnfläche 14 und der Messkreisebene 5 Distance between the face 14 and the measuring circuit level 5
DD: Drehachse des Schienenrades 4 Rotary axis of the rail wheel 4

Claims

Method for reprofiling a worn rail wheel ( 4 ) for a railway wheel set by machining, characterized in that in a first, middle range ( 2 ) on both sides ( 8th ) of the measuring circuit level ( 5 ) of the rail wheel ( 4 ) restricts the reprofiling to the removal of discontinuities, in a second area ( 1 ) extending from the outer edge of the profile ( 13 ) to the middle range ( 2 ), the nominal contour ( 11 ) and in a third area ( 3 ) extending from the middle range ( 2 ) to almost below the height of the flange ( 9 ) restricts the reprofiling to the removal of a near-surface layer.