DE102008016854B4

DE102008016854B4 - Device for the local consolidation of railway wheel sets

Info

Publication number: DE102008016854B4
Application number: DE200810016854
Authority: DE
Inventors: Valeri Wladimirowitsch Evseenko; Ruslan Valerijewitsch Matjuschin; Wladimir Anatoliewitsch Sokolov
Original assignee: NTRUS GbR; NTRus GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter Dr Wladimir Anatoliewitsch Sokolov Moskau RU)
Current assignee: NTRUS GbR; NTRus GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter Dr Wladimir Anatoliewitsch Sokolov Moskau RU)
Priority date: 2008-04-02
Filing date: 2008-04-02
Publication date: 2010-12-30
Anticipated expiration: 2028-04-03
Also published as: DE102008016854A1

Abstract

Vorrichtung zur lokalen Festigung von Schienenradsätzen mit einem Rahmen, Mechanismen zur Befestigung, zum Aufheben und zur Drehung der Radsätze sowie Heizkörpern, die in Form von Elektroden ausgeführt sind, die an verschiedenen Enden des Rahmens angeordnet und in verschiedene Richtungen hinsichtlich der zu behandelnden Räder ausgerichtet sind, Einrichtungen zum Andrücken der Elektroden, Netzteilen und einer Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit vier Elektroden bestückt ist, die paarweise an jedem Ende des Rahmens befestigt sind, wobei jede Elektrode in Form von zwei gleichen zylindrischen hohlen Scheiben ausgeführt ist.Device for local consolidation of Schienenradsätzen with a frame, mechanisms for attachment, for lifting and rotation of the wheelsets and radiators, which are in the form of electrodes, which are arranged at different ends of the frame and aligned in different directions with respect to the wheels to be treated , Means for pressing the electrodes, power supplies and a control unit, characterized in that the device is equipped with four electrodes fixed in pairs to each end of the frame, each electrode being in the form of two identical cylindrical hollow discs.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur lokalen Steigerung der Festigkeit von neuen Radsätzen und zur Wiederherstellung verschleißter Radsätze für Schienenfahrzeuge unterschiedlicher Bestimmung.The The invention relates to a device for locally increasing the strength of new wheelsets and for the restoration of worn wheelsets for rail vehicles of different Determination.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Aus der RU 2085346 ist eine Vorrichtung bzw. Anlage zur Bearbeitung und zur lokalen Steigerung der Festigkeit von Schienenradsätzen bekannt, die aus einem Rahmen besteht, auf dem ein Drehmechanismus in Form von zwei Rollenpaaren befestigt ist, die an verschiedenen Enden des Rahmen aufgestellt sind und als Stütze und zum Drehen des Schienenradsatzes vorgesehen sind, einem Werkzeug zur Behandlung in Form von Scheibenelektroden, die auf dem Rahmen aufgestellt sind, einer Wanne mit Kühlflüssigkeit für die Scheibenelektroden, Mechanismen zum Andrücken der Scheibenelektroden an die zu behandelnde Fläche, sowie Netzteile und eine Steuereinheit.From the RU 2085346 There is known a device for machining and locally increasing the strength of rail wheel sets, which consists of a frame on which a rotating mechanism is mounted in the form of two pairs of rollers, which are placed at different ends of the frame and as a support and for rotation of the rail wheel set, a tool for treatment in the form of disc electrodes placed on the frame, a trough with cooling liquid for the disc electrodes, mechanisms for pressing the disc electrodes against the surface to be treated, as well as power supplies and a control unit.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist die geringe Qualität der gefestigten Schienenradsätze.adversely in this device is the low quality of the solid rail wheel sets.

Ferner ist aus der RU 2062190 eine Vorrichtung bzw. Anlage zur lokalen Steigerung der Festigkeit von Schienenradsätzen bekannt, die einen Rahmen, Mechanismen zur Befestigung, zum Anhub und zur Drehung der Radsätze umfasst, sowie Heizkörper, die in Form von Elektroden ausgeführt und an verschiedenen Enden des Rahmens aufgestellt und in verschiedene Richtungen hinsichtlich der zu behandelnden Räder ausgerichtet sind, Mechanismen zum Andrücken der Elektroden, Netzteile und eine Steuereinheit.Furthermore, from the RU 2062190 a device for locally increasing the strength of Schienenradsätzen known, comprising a frame, mechanisms for attachment, for lifting and rotation of the wheel sets, and radiators, which are designed in the form of electrodes and placed at different ends of the frame and in different Directions are aligned with respect to the wheels to be treated, mechanisms for pressing the electrodes, power supplies and a control unit.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist wiederum die geringe Qualität der lokalen Steigerung der Festigkeit der Räder aufgrund der großen Wahrscheinlichkeit des Auf tretens von Rissen unter den Anschweißstellen beim Prozess der Herstellung. Außerdem führt die Steigerung der Festigkeit an dieser Anlage zu einer größeren Heterogenität der mechanischen Eigenschaften des Metalls des Laufteils der Räder. Das ist bedingt durch das Vorhandensein von drei Zonenbildungen (Aufschweißen – Wärmeeinflusszone – Grundmetall), die sich wesentlich voneinander durch ihr Festigkeitseigenschaften und ihr plastisches Verhalten unterscheiden. Eine solche Steigerung der Festigkeit geht einher mit dem Auftreten hoher Restspannungen.adversely with this device, in turn, the low quality of the local Increase the strength of the wheels because of the big one Probability of occurrence of cracks under the welding points in the process of manufacture. In addition, the increase in strength leads at this plant to a greater heterogeneity of the mechanical Properties of the metal of the running part of the wheels. That is due to the presence of three zone formations (welding - heat affected zone - base metal), which are significantly different from each other due to their strength properties and distinguish their plastic behavior. Such an increase the strength goes hand in hand with the occurrence of high residual stresses.

Die genannten Faktoren können zu einer bedeutenden Abnahme der Betriebsdauer bzw. Laufleistung der Räder sowie zu ihrer Zerstörung im Betrieb führen.The mentioned factors to a significant decrease in service life or mileage the wheels as well as their destruction in operation.

Aufgabe der Erfindung ist somit die Steigerung der Qualität und der Betriebsdauer bzw. Laufleistung von Schienenradsätzen.task The invention is thus the increase in quality and the Operating life or mileage of rail wheel sets.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by the device according to claim 1.

Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung bzw. Anlage bereitgestellt, die mit vier Elektroden ausgestattet ist, die paarweise an jedem Ende des Rahmens befestigt sind. Jede Elektrode ist in Form von zwei gleichen zylindrischen hohlen Scheiben ausgeführt. Vorzugsweise gibst es an den Seitenflächen der Scheiben, die gegeneinander ausgerichtet sind, zwei Ringansätze, die über den gesamten Kreisumfang eng anliegen. Der Hohlraum ist vorzugsweise in jeder Scheibe in Form von zwei zylindrischen Nuten unterschiedlichen Durchmessers ausgeführt, die miteinander gekoppelt sind. Vorzugsweise ist die Nut mit dem größten Durchmesser gegenüber der Seitenfläche der Scheibe versetzt bzw. an die seitliche Oberfläche der Scheibe verschoben und deren Innendurchmesser ist um ungefähr 10–60 mm kleiner als der Außendurchmesser. Optional ist der Innendurchmesser der zweiten Nut, die mit der einen Seite an die Nut mit größerem Durchmesser gekoppelt ist, um ungefähr 10–50 mm kleiner als der Außendurchmesser der Ringnut bzw. des Ringansatzes. Optional sind die Elektroden mit zwei Trennwänden ausgestattet, die aus einem Material mit niedriger Wärmeleitfähigkeit hergestellt sind, wobei die Trennwände im inneren Hohlraum der Elektrode liegen und diesen in zwei Endteile und einen mittleren Teil teilen. Über dem Peripherieumfang der Trennwände können Durchgangsbohrungen ausgebildet sein, die alle Hohlräume miteinander verbinden, wobei die Endteile des Hohlraums für die Zuleitung des Ausgangskühlmittels vorgesehen sind und der zentrale Teil des Hohlraums, der dazwischen liegt, für den Austritt des ab gearbeiteten Kühlmittels vorgesehen ist, und zwar über den Verteiler, der in Form von zwei zylindrischen Hülsen mit unterschiedlichem Durchmesser ausgeführt ist, wobei die Hülse mit dem größeren Durchmesser entlang der Achse der Elektrode angebracht ist. Darin sind vorzugsweise Durchgangsbohrungen ausgebildet, die an Strecken zwischen den Trennwänden und den inneren Flächen der Scheiben liegen. Die zweite Hülse liegt vorzugsweise koaxial innerhalb der Hülse mit größerem Durchmesser und ist mit den Bohrungen der größeren Hülse verbunden, die im inneren Teil des Hohlraums zwischen den Trennwänden liegen. Die Vorrichtung bzw. Anlage kann mit einem Thermostat bestückt sein, dessen Eingang mit dem zentralen Hohlraum und dessen Ausgang mit zwei Endhohlräumen verbunden ist.According to the invention is a Device or system provided with four electrodes fitted in pairs at each end of the frame are. Each electrode is in the form of two equal cylindrical ones hollow discs performed. Preferably, there are on the side surfaces of the discs, against each other aligned, two ring approaches, the above snug the entire circumference. The cavity is preferably in each disc in the form of two cylindrical grooves different Diameter executed, which are coupled together. Preferably, the groove is with the largest diameter across from the side surface the disc offset or to the lateral surface of the Disc shifted and the inner diameter is smaller by about 10-60 mm as the outer diameter. Optionally, the inner diameter of the second groove, with the one Side to the groove with a larger diameter is coupled to about 10-50 mm smaller than the outer diameter the annular groove or the annular shoulder. Optional are the electrodes with two partitions equipped, made of a material with low thermal conductivity are manufactured, wherein the partitions in the inner cavity of the Electrode lie and this in two end parts and a middle Share part. about the periphery of the partitions can Through holes are formed, all cavities together connect, wherein the end portions of the cavity for the supply of the starting coolant are provided and the central part of the cavity, in between lies, for the outlet of the machined coolant is provided, and though over the distributor, in the form of two cylindrical sleeves with different diameter is carried out, the sleeve with the larger diameter attached along the axis of the electrode. These are preferred Through holes formed on the lines between the partitions and the inner surfaces the discs are lying. The second sleeve is preferably coaxial inside the sleeve with a larger diameter and is connected to the holes of the larger sleeve, the lie in the inner part of the cavity between the partitions. The device or system may be equipped with a thermostat, its entrance to the central cavity and its exit with two end cavities connected is.

Darüber hinaus ist die Anlage vorzugsweise mit hohlen Kühlschuhen ausgestattet, von denen jeder an die jeweilige Elektrodenachse befestigt ist. In den Kühlschuhen sind durchgehende rechteckige Nuten für die Aufnahme der Kontaktflächen der Elektroden ausgebildet. Die Kontaktflächen der Kühlschuhe sind äquidistant gegenüber dem zu bearbeitenden Radprofil ausgeführt.Furthermore the plant is preferably equipped with hollow cooling shoes, from each of which is attached to the respective electrode axis. In the cool shoes are continuous rectangular grooves for receiving the contact surfaces of Formed electrodes. The contact surfaces of the cooling shoes are equidistant across from executed the wheel profile to be machined.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 1 schematically shows a side view of a device according to the invention.

2 zeigt schematisch teilweise im Querschnitt die Ausbildung der erfindungsgemäßen Elektroden der Vorrichtung von 1. 2 shows schematically partially in cross section the formation of the inventive electrodes of the device of 1 ,

3 zeigt schematisch teilweise im Querschnitt den Aufbau einer der Scheiben der Elektroden. 3 shows schematically partially in cross section the structure of one of the discs of the electrodes.

4a und 4b zeigen schematisch eine Seitenansicht bzw. eine Querschnittsansicht entlang A-A des erfindungsgemäßen Kühlschuhs auf dem zu bearbeitenden Schienradsatz. 4a and 4b schematically show a side view and a cross-sectional view along AA of the cooling shoe according to the invention on the rail wheelset to be machined.

5 zeigt schematisch teilweise im Querschnitt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Elektrode mit einer Zwischenringscheibe. 5 shows schematically partially in cross section the structure of an electrode according to the invention with an intermediate ring disk.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED Embodiment

Zu der Anlage gehören der Rahmen 1, auf dem der Drehmechanismus 2 befestigt ist, ein Schienenradsatz 3, bestehend aus zwei Paaren der Laufrollen 4, 5 und 6, 7, sowie die Netzteile und eine Steuereinheit (nicht dargestellt). Jedes Paar der Lauf rollen 4 bis 7 ist an entgegen gesetzten Enden des Rahmens 1 befestigt. Eine der Rollen jedes Paars ist leitfähig, und die andere, die mit dem Drehmechanismus 2 verbunden ist, überträgt das Drehmoment auf den Schienenradsatz 3, der darauf aufgestellt ist.The system includes the frame 1 on which the turning mechanism 2 is attached, a rail wheel set 3 consisting of two pairs of rollers 4 . 5 and 6 . 7 , as well as the power supplies and a control unit (not shown). Every pair of run rolls 4 to 7 is at opposite ends of the frame 1 attached. One of the roles of each pair is conductive, and the other, with the rotating mechanism 2 connected, transmits the torque to the Schienenradsatz 3 which is set up on it.

Auf dem Rahmen 1 sind bewegliche Pfosten 8 und 9 befestigt, an die die Elektroden 10 bis 13 installiert sind. Das Schema der Konstruktion der Elektroden 10 bis 13 ist in 2 dargestellt. Jede der Elektroden ist in Form von gleichen zylindrischen hohlen Scheiben 14 und 15 ausgeführt. Das Schema einer der Scheiben ist in 3 dargestellt. An den Seitenflächen der Scheiben 14 und 15, die gegeneinander ausgerichtet sind, sind Ringansätze 16 und 17 ausgeführt, die über den gesamten Umfang eng aneinander liegen. Der Hohlraum in jeder Scheibe 14 und 15 ist in Form von zylindrischen Nuten 18 und 19 ausgeführt, und zwar mit unterschiedlichem Durchmesser, die miteinander verbunden sind. Die Nut 18 mit dem größeren Durchmesser ist an die Seitenfläche des Deckels verschoben und ihr Innendurchmesser D_inn ist um 10–60 mm kleiner als der Außendurchmesser D_auß. Der innere Durchmesser der zweiten Nut 19, die mit der einen Seite mit der Nut mit dem größeren Durchmesser 18 gekoppelt ist, hat den inneren Durchmesser D_inn2, der um 10–50 mm kleiner als der Durchmesser des Ringabsatzes D_abs ist. Der Abstand H zwischen den Scheiben 14 und 15 kann sich ändern. Dieser Wert wird durch den Charakter und den Abstand zwischen den zu festigenden Räderzonen bestimmt, wo der größte lokale Verschleiß auf der Rollfläche verzeichnet wird.On the frame 1 are moving poles 8th and 9 attached to the electrodes 10 to 13 are installed. The scheme of construction of electrodes 10 to 13 is in 2 shown. Each of the electrodes is in the form of identical cylindrical hollow discs 14 and 15 executed. The scheme of one of the disks is in 3 shown. On the side surfaces of the discs 14 and 15 , which are aligned against each other, are ring approaches 16 and 17 executed, which are close together over the entire circumference. The cavity in each disk 14 and 15 is in the form of cylindrical grooves 18 and 19 executed, with different diameters, which are interconnected. The groove 18 with the larger diameter is shifted to the side surface of the cover and its inner diameter D is _inn to 10-60 mm smaller than the outer diameter D _Auss. The inner diameter of the second groove 19 with one side with the larger diameter groove 18 is coupled, has the inner diameter D _inn2 , which is smaller by 10-50 mm than the diameter of the annular shoulder D _abs . The distance H between the discs 14 and 15 can change. This value is determined by the character and the distance between the wheel zones to be fastened, where the greatest local wear on the rolling surface is recorded.

Die Breite des Kontaktteils der Elektrode h hängt von der Breite der zu festigenden Zone ab und kann zwischen 4 und 15 mm betragen. Die minimale Dicke der Elektrode hängt von den Bedingungen der erforderlichen Festigkeit ab, denn sie wird an den Radteil mit bedeutender Anstrengung angedrückt. Die maximale Dicke wird durch die Bedingungen der Sicherheit der Arbeit unter hoher Stromstärke bestimmt, die über die Elektrode geleitet wird.The Width of the contact part of the electrode h depends on the width of the to be fixed Zone and can be between 4 and 15 mm. The minimum thickness the electrode hangs from the conditions of the required strength, because it will pressed to the wheel part with considerable effort. The maximum thickness is determined by the conditions of safety work under high current that's over the electrode is passed.

Im Hohlraum, der zwischen den Scheiben 14 und 15 entsteht, sind zwei Trennwände 20 und 21 aufgestellt, die aus dem Material mit niedriger Leitfähigkeit gefertigt sind. Sie sind parallel zu den Seitenflächen der Scheiben 14 und 15 befestigt und trennen das innere Volumen in zwei Endteile 22 und 23, die durch die inneren Seitenflächen der Scheiben 13 bis 14 und die Trennwände 20 und 21 gebildet werden. Zwischen den Trennwänden 20 und 21 liegt der mittlere Teil des Hohlraums 24. Die Endhohlräume 22 und 23 sind für die Zuführung des Kühlmittels mit vorgegebener Temperatur vorgesehen, die bei der Abkühlung der erwärmten Stellen der Räder den erforderlichen strukturellen Zustand des Metalls gewährleistet. Die genannten Teile 22 und 23 des Hohlraums sind mit dem mittleren Teil 24 des Hohlraums mit Bohrungen 25 verbunden, die gleichmäßig über den Radius an den Endteilen der Trennwände 20 und 21 angeordnet sind. Der mittlere Teil 24 des Hohlraums, der dazwischen liegt, dient für die Ableitung und die Entfernung des abgearbeiteten (im Prozess der Behandlung erhitzten) Kühlmittels. In der Mitte der Scheiben 14 und 15 ist eine Durchgangsbohrung ausgebildet, in die der Verteiler eingebaut ist, und zwar in Form von zwei zylindrischen Hülsen 26 und 27 mit unterschiedlichem Durchmesser und an einer Seite dicht geflanscht. Die Hülse mit größerem Durchmesser 26 ist entlang der Achse der Elektrode angeordnet. Darin sind drei Durchgangsbohrungen 28 ausgebildet, die an den Abschnitten zwischen den Trennwänden 20 und 21 und den inneren Flächen der Scheiben 14 und 15 angeordnet sind. Die Hülse 27 befindet sich koaxial mit dem Spalt innerhalb der Hülse. Der Spalt zwischen den Hülsen 26 und 27 soll das freie Durchpumpen des Kühlmittels in dem Hohlraum 22 und 23 gewährleisten. An der Seitenfläche der zentralen Hülse 27 gegenüber den Bohrungen der mittleren Reihe sind ähnlich ausgeführte radiale Bohrungen 29 angeordnet, die mit den Bohrungen 28 in der mittleren Reihe der Hülse 28 verbunden sind.In the cavity, between the discs 14 and 15 arises are two partitions 20 and 21 placed, which are made of the material with low conductivity. They are parallel to the side surfaces of the discs 14 and 15 attach and separate the inner volume into two end pieces 22 and 23 passing through the inner side surfaces of the discs 13 to 14 and the partitions 20 and 21 be formed. Between the partitions 20 and 21 lies the middle part of the cavity 24 , The end cavities 22 and 23 are provided for the supply of the coolant at a predetermined temperature, which ensures the required structural state of the metal during the cooling of the heated points of the wheels. The parts mentioned 22 and 23 of the cavity are with the middle part 24 of the cavity with holes 25 connected evenly across the radius at the end parts of the partitions 20 and 21 are arranged. The middle part 24 the cavity in between serves for the discharge and removal of the processed coolant (heated in the process of the treatment). In the middle of the discs 14 and 15 a through hole is formed in which the distributor is installed, in the form of two cylindrical sleeves 26 and 27 with different diameters and tightly flanged on one side. The sleeve with a larger diameter 26 is arranged along the axis of the electrode. There are three through holes in it 28 formed at the sections between the partitions 20 and 21 and the inner surfaces of the discs 14 and 15 are arranged. The sleeve 27 is coaxial with the gap within the sleeve. The gap between the sleeves 26 and 27 should the free pumping of the coolant in the cavity 22 and 23 guarantee. On the side surface of the central sleeve 27 opposite the holes the middle row are similarly executed radial holes 29 arranged with the holes 28 in the middle row of the sleeve 28 are connected.

Die Anlage ist mit hohlen Kühlschuhen 30 (4) ausgestattet, die an den Thermostat (in der Figur nicht gezeigt) angeschlossen sind. Die Kühlschuhe 30 sind an der Elektrodenachse über den federgelagerten Pfosten 31 befestigt. Im mittleren Teil der Kühlschuhe 30 sind durchgehende rechteckige Nuten zum Einbau mit Spiel der Kontaktteile der Elektroden 10 bis 13 ausgebildet. Die Kontaktfläche der Kühlschuhe 30, die für die Kranzbehandlung vorgesehen sind, ist äquidistant gegenüber dem Profil dieses Radteils ausgeführt, was die wirksame Wärmeableitung gewährleistet.The plant is with hollow cooling shoes 30 ( 4 ), which are connected to the thermostat (not shown in the figure). The cooling shoes 30 are at the electrode axis above the spring-loaded post 31 attached. In the middle part of the cooling shoes 30 are continuous rectangular grooves for installation with clearance of the contact parts of the electrodes 10 to 13 educated. The contact surface of the cooling shoes 30 , which are intended for the wreath treatment is executed equidistant from the profile of this wheel part, which ensures the effective heat dissipation.

Jede Elektrode ist mindestens mit einer Zwischenringscheibe 33 bestückt, und zwar mit Ansätzen an beiden Seitenflächen (5). Die Ringscheibe 33 ist zwischen den Hohlscheiben 14 und 15 untergebracht. Darüber hinaus enthalten die Elektroden 10 und 13 mindestens zwei zusätzliche Trennwände 35 aus dem Material mit niedriger Leitfähigkeit.Each electrode is at least with an intermediate ring disk 33 equipped with lugs on both sides ( 5 ). The ring disk 33 is between the hollow discs 14 and 15 accommodated. In addition, the electrodes contain 10 and 13 at least two additional partitions 35 made of the material with low conductivity.

Die Vorrichtung bzw. Anlage funktioniert folgendermaßen:
Auf die Laufrollen 4 bis 7 wird ein neuer Schienenradsatz 3 oder ein Radsatz nach dem Reparaturnachschleifen aufgestellt Mit Hilfe der beweglichen Pfosten 8 und 9 wird die Ausrichtung der Elektroden 10 bis 13 an den hinteren Punkten des Laufteils der Räder vorgenommen. Die Anlage wird eingeschaltet. Die Elektroden 10 bis 13 werden mit einer bestimmten Beaufschlagung an die vorgegebenen Stellen der Lauffläche der Radkränze des Schienenradsatzes 3 gedrückt. An den Radsatz 3 wird das Drehmoment vom Drehmechanismus 2 übertragen. An der Kontaktstelle der Elektrode mit der Radfläche wird die Erwärmungszone gebildet, deren Größe von den vorgegebenen elektrischen Werten und von der Geschwindigkeit der Wärmeableitung abhängt, die durch die Drehgeschwindigkeit und die Temperatur der Kühlflüssigkeit bestimmt wird. Sollte die Abkühlung der Elektroden 10 bis 13 nicht ausreichend sein, so werden die Oberflächenvolumina des zu behandelnden Metalls unzulässig hohe Temperaturen erreichen. Die Wärmefront wird sich hauptsächlich vor der Elektrode, an deren Seiten und weniger in die Tiefe des bearbeiteten Details verbreiten. Das Volumen und die Temperatur des erhitzten Metalls werden dauernd steigen. Dieser Umstand wird zur wesentlichen Erweiterung des Wärmefelds und des Metallvolumens führen, das in den oberen Schichten über die kritischen Höchsttemperaturen erhitzt wird. Bei der Luftabkühlung der Radsätze entsteht in diesen Zonen ein lokaler raumgespannter Zustand, und die aufgetretenen Zugspannungen können die Bildung von Rissen verursachen. Die Ungleichmäßigkeit der Wärmefelder wird auch die Heterogenität der mechanischen Eigenschaften des Metalls verursachen, sowohl hinsichtlich der Breite als auch des Kreisumfangs des Radkranzes. Infolgedessen werden sich die Festigkeitseigenschaften an verschiedenen Stellen unterscheiden.The device works as follows:
On the rollers 4 to 7 becomes a new rail wheel set 3 or a set of wheels set up after repair sharpening With the help of the movable posts 8th and 9 becomes the alignment of the electrodes 10 to 13 made at the rear points of the running part of the wheels. The system is switched on. The electrodes 10 to 13 be with a certain application to the predetermined locations of the tread of the wheel rims of the rail wheel 3 pressed. To the wheelset 3 the torque is from the rotating mechanism 2 transfer. At the point of contact of the electrode with the wheel surface, the heating zone is formed, the size of which depends on the predetermined electrical values and on the rate of heat dissipation, which is determined by the rotational speed and the temperature of the cooling liquid. Should the cooling of the electrodes 10 to 13 not sufficient, the surface volumes of the metal to be treated will reach inadmissibly high temperatures. The heat front will spread mainly in front of the electrode, on its sides and less in the depth of the processed detail. The volume and temperature of the heated metal will increase steadily. This circumstance will result in substantial expansion of the heat field and metal volume heated in the upper layers above the critical maximum temperatures. As the wheelsets cool down in the air, they create a local, spatially strained condition and tensile stresses can cause the formation of cracks. The unevenness of the heat fields will also cause the heterogeneity of the mechanical properties of the metal, both in terms of the width and circumference of the rim. As a result, the strength properties will differ at different locations.

Das Vorhandensein von hohen Restspannungen in Verbindung mit den Betriebsbeanspruchungen und der großen Heterogenität der mechanischen Eigenschaften erhöht die Wahrscheinlichkeit der Bildung von Rissen und der späteren Zerstörung des Schienenradsatzes.The Presence of high residual stresses in connection with the operating stresses and the big one heterogeneity the mechanical properties increases the probability of Formation of cracks and the later Destruction of the Schienenradsatzes.

Zur Reduzierung des Heterogenitätsgrades der mechanischen Eigenschaften des Metalls, zur Senkung der Restspannungen und zur Lokalisierung der Zonen der gesteigerten Härte auf die vorgegebenen geometrischen Größen wird an den Kontaktstellen Radteil-Elektrode die erforderliche Bilanz des Wärmeeinsatzes und der Wärmeableitung dauernd vorgegeben und aufrechterhalten.to Reduction of the degree of heterogeneity of mechanical properties of the metal, to lower the residual stresses and for locating the zones of increased hardness the given geometric sizes will be at the contact points Wheel part electrode the required balance of heat input and heat dissipation permanently prescribed and maintained.

Eine solche Bilanz wird auf folgende Art und Weise erreicht: Beim Betrieb der Anlage wird das System zur Abkühlung der Elektroden eingeschaltet. Die Flüssigkeit, die die optimale vorgegebene und dauernd aufrechtzuerhaltende Temperatur hat, wird aus dem Thermostat über die Hülse 26 und die Bohrungen 28 in die äußeren Hohlräume 22 und 23 geleitet, wobei die Seiten-, Stirn- und Kontaktflächen der Elektroden 10 bis 13 auf die erforderliche Temperatur abgekühlt werden.Such a balance is achieved in the following way: During operation of the system, the system for cooling the electrodes is turned on. The liquid, which has the optimal predetermined and permanently maintained temperature, is removed from the thermostat via the sleeve 26 and the holes 28 in the outer cavities 22 and 23 passed, wherein the side, front and contact surfaces of the electrodes 10 to 13 be cooled to the required temperature.

Die erforderlichen Parameter der Zone der Erwärmung werden durch die Temperatur und Geschwindigkeit des Durchpumpens der Kühlflüssigkeit geregelt. Dadurch werden unter den Elektroden 10 bis 13 optimale Metallvolumina mit vorgegebener Struktur und mechanischen Eigenschaften gebildet, die die erhöhte Betriebsdauer der Räder gewährleistet.The required parameters of the zone of heating are regulated by the temperature and speed of pumping through the cooling liquid. This will be under the electrodes 10 to 13 optimum metal volumes formed with predetermined structure and mechanical properties, which ensures the increased service life of the wheels.

Nach der Abkühlung der Stirn- und Seitenflächen der Elektroden 10 bis 13 wird die Flüssigkeit in den mittleren Teil 24 geleitet und über die Bohrung 29 dem Thermostat zugeführt (in der Figur nicht gezeigt), wo sie auf die ursprüngliche Temperatur abgekühlt wird. Zur Senkung der Wärmeabgabe der Kühlflüssigkeit über die Trennwände 20 und 21 sind diese aus einem Material mit niedriger Leitfähigkeit hergestellt.After cooling the front and side surfaces of the electrodes 10 to 13 the liquid gets into the middle part 24 passed and over the hole 29 supplied to the thermostat (not shown in the figure), where it is cooled to the original temperature. To reduce the heat transfer of the coolant through the partitions 20 and 21 These are made of a material with low conductivity.

Um die Zone der Wärmeeinwirkung zu bekommen, die die große Tiefe bei unveränderlich bleibender Breite hat, wird der Kühlschuh 30 verwendet. Er ist auch an den Thermostat angeschlossen. In diesem Falle wird die an den Rändern abgekühlte Zone der Wärmeeinwirkung in die Tiefe der zu behandelnden Fläche verbreitet. Die abgefederten Pfosten 31 gewährleisten einen andauernden Kontakt des Kühlschuhs 30 mit der Oberfläche des Radteils.In order to get the heat zone which has the big depth with invariable width, the cooling shoe becomes 30 used. It is also connected to the thermostat. In this case, the cooled at the edges zone of heat exposure is disseminated in the depth of the surface to be treated. The cushioned posts 31 ensure a continuous contact of the cooling shoe 30 with the surface of the wheel part.

Also wird in der Kontaktzone im Laufe des ganzen Behandlungsvorgangs der erforderliche Grad des Wärmeeinsatzes und der Wärmeabgabe aufrechterhalten. Die Einhaltung dieser Bedingung gewährleistet die Erhaltung der optimalen Metallstruktur und der optimalen Werte der lokalen Härte an Stellen des größten Verschleißes der Räder sowie eine bedeutende Erhöhung der Betriebsdauer.So will be in the contact zone during the whole treatment process the required degree of heat input and the heat output maintained. Compliance with this condition ensures the preservation of optimal metal structure and the optimal values of local hardness in places the biggest wear of the Wheels as well as one significant increase the operating time.

Die Wirksamkeit der Festigung hängt in bedeutendem Maße von dem Abstand H zwischen den Zonen der lokalen Wärmebehandlung ab. Der genannte Wert kann sich ändern, und zwar entweder abhängig von der Höhe der Ringnuten 16 und 17, oder durch die Verwendung eines speziellen Einsatzes (in der Figur nicht gezeigt) zwischen den Scheiben 14 und 15.The effectiveness of consolidation depends to a significant extent on the distance H between the zones of local heat treatment. The said value may change, depending on the height of the annular grooves 16 and 17 , or by the use of a special insert (not shown in the figure) between the discs 14 and 15 ,

Wenn die Breite der Zone mit der erhöhten Härte erweitert werden soll, werden auf der Rollfläche eine oder einige zusätzliche gefestigte Zonen gebildet. Dazu werden zwischen den Hohlscheiben 14 und 15 eine oder mehrere Ringscheiben 33 und die entsprechende Anzahl der Trennwände 34 eingesetzt (5).If the width of the zone with the increased hardness is to be extended, one or a few additional stabilized zones are formed on the rolling surface. These are between the hollow discs 14 and 15 one or more washers 33 and the corresponding number of partitions 34 used ( 5 ).

In diesem Falle wird die Abkühlung der Elektroden 10 und 13 ähnlich wie oben beschrieben erfolgen. Der Unterschied besteht nur darin, dass die Kühlflüssigkeit aus dem Thermostat (in der Figur nicht gezeigt) über die Hülse 26 gleichzeitig in drei Hohlräume 22, 23 und 36 geleitet wird, wobei die Stirn- und die seitlichen Kontaktteile der Elektroden 10 und 13 auf die erforderliche Temperatur abgekühlt werden. Eine solche Bildung der Kühlströme gewährleistet die gleiche Temperatur an allen Kontaktflächen der Elektroden.In this case, the cooling of the electrodes 10 and 13 similar as described above. The only difference is that the cooling liquid from the thermostat (not shown in the figure) on the sleeve 26 simultaneously in three cavities 22 . 23 and 36 is passed, wherein the front and the lateral contact parts of the electrodes 10 and 13 be cooled to the required temperature. Such formation of the cooling currents ensures the same temperature at all contact surfaces of the electrodes.

Nach der Abkühlung der Stirn- und der seitlichen Flächen der Elektroden wird die Flüssigkeit über die Bohrungen 25 zwischen die Trennwände geleitet und gelangt über die Bohrungen 29 in die Hülse 27, die mit dem Eingang des Thermostats verbunden ist.After cooling of the front and side surfaces of the electrodes, the liquid passes through the holes 25 passed between the partitions and passes over the holes 29 in the sleeve 27 , which is connected to the input of the thermostat.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung bzw. Anlage kann auch für die Festigung einzelner Eisenbahnräder verwendet werden.The The device or system described above can also be used for consolidation individual railway wheels be used.

In diesem Falle werden auf der standardmäßigen Schienenradachse einige Aufnahmeplätze durchbohrt. Die Größe der Durchbohrung wird gewählt ausgehend von einer ziemlich freien Aufstellung der Räder an den vorbereiteten Achsenden. Die Räder werden auf die Achse aufgesetzt und in der vorgegebenen Position mit speziellen Schlössern fixiert. Der auf solche Weise zusammengesetzte Radsatz wird in dieser Anlage befestigt und nach dem oben beschriebenen Verfahren behandelt.In In this case, some will be on the standard rail wheel axle Pierces pierced. The size of the puncture is selected starting from a fairly free set up of the wheels on the prepared axle ends. The wheels are placed on the axle and in the specified position with special locks fixed. The wheel set assembled in this way becomes in this Attached and treated according to the procedure described above.

Nach Beendigung des technologischen Zyklus werden die Schlösser und die behandelten Räder von der Achse abgenommen. Zur Erhöhung der Leistungsfähigkeit sollen mehrere ähnliche modifizierte Eisenbahnradachsen vorbereitet werden.To Termination of the technological cycle will be the locks and the treated wheels removed from the axle. To increase the efficiency should have several similar ones be prepared modified railway wheel axles.

Die Elektroden sind auswechselbare Instrumente, die im Prozess der Arbeit abgenutzt werden und durch neue ersetzt werden können. Zu ihrem rechtzeitigen Austausch sind an den Seitenflächen spezielle Strichmarkierungen vorgesehen.The Electrodes are interchangeable instruments that work in the process can be worn out and replaced with new ones. To her timely Replacement are special on the side surfaces Dash marks provided.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung bzw. Anlage ist insbesondere für die Durchführung des in der DE 10 2007 039 385 beschriebenen Verfahrens zur lokalen Festigung von Eisenbahnradsätzen geeignet, auf die hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird.The device or system described above is in particular for the implementation of in the DE 10 2007 039 385 described method for local consolidation of railway wheelsets, which is incorporated herein by reference.

Claims

Device for local consolidation of Schienenradsätzen with a frame, mechanisms for attachment, for lifting and rotation of the wheelsets and radiators, which are in the form of electrodes, which are arranged at different ends of the frame and aligned in different directions with respect to the wheels to be treated , Means for pressing the electrodes, power supplies and a control unit, characterized in that the device is equipped with four electrodes fixed in pairs to each end of the frame, each electrode being in the form of two identical cylindrical hollow discs.

Device according to claim 1, characterized in that that on the side surfaces the discs, which face each other, formed ring lugs are over the whole circumference are close together.

Device according to claim 1, characterized in that that the cavity in each disc in the form of two cylindrical Slots of different diameters are designed, which are coupled together are, with the groove with the largest diameter across from the side surface the disc is offset and the inner diameter of about 10-60 mm smaller as the outer diameter is and the inner diameter of the second groove, with the one Side coupled with the groove of larger diameter is about 10-50 mm smaller than the outer diameter of the ring approach is.

Device according to claim 1, characterized in that the electrodes comprise two partitions made of a material of low conductivity ability are made, wherein the partitions lie in the inner cavity of the electrode and divide it into two end parts and a central part.

Device according to claim 4, characterized in that that over the periphery of the partitions Through holes are formed, all cavities together connect.

Device according to claim 5, characterized in that that the end cavities for the feed of the starting coolant are determined and the middle part of the cavity between them lies, for the Derivation of the processed coolant is determined, with a distributor, in the form of two cylindrical sleeves with different diameters, from one side from the flange.

Device according to claim 6, characterized in that that the sleeve attached with the smaller diameter along the electrode axis is formed in the through holes that are on the routes between the partitions and the inner surfaces the discs are arranged, wherein the second sleeve coaxially within the sleeve with the larger diameter is installed and coupled to the bores of the second sleeve, which lie in the inner part of the cavity between the partitions.

Device according to claim 1, characterized in that that the device further comprises a thermostat whose input connected to the central cavity and its exit to the end cavities is.

Apparatus according to claim 1, which further with hollow cool shoes equipped, each of which is attached to the respective electrode axis is, being in the cool shoes continuous rectangular grooves for the inclusion of the contact surfaces the electrodes are formed with gap and the contact surfaces of the Cooling shoes equidistant compared to the executed to be treated wheel profile are.

Device according to claim 9, characterized in that that each electrode in addition equipped with at least one annular disc with lugs on both lateral surfaces is, with the washer is between hollow discs and above In addition, each electrode with at least two additional partitions a material with low conductivity is equipped.