DE1278274B

DE1278274B - Vorrichtung zum Glatt- und Festwalzen von Verschleissflaechen am Profil vorgedrehterEisenbahn-Radsaetze

Info

Publication number: DE1278274B
Application number: DEH54960A
Authority: DE
Inventors: Hans Sperber
Original assignee: Wilhelm Hegenscheidt GmbH
Current assignee: Hegenscheidt MFD GmbH and Co KG
Priority date: 1965-01-25
Filing date: 1965-01-25
Publication date: 1968-09-19
Also published as: US3367160A

Description

Vorrichtung zum Glatt- und Festwalzen von Verschleißflächen am Profil vorgedrehter Eisenbahn-Radsätze Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Glatt- und Festwalzen von Verschleißflächen am Profil vorgedrehter Eisenbahn-Radsätze durch umlaufende Glatt- und Festwalzrollen mit gegen den Walzdruck wirkenden Stützrollen.
Im Eisenbahnbetrieb werden die Profile der Radsätze an den Berührungsstellen mit der Schiene sehr stark beansprucht, insbesondere an der Lauffläche, an der Hohlkehle und an der Spurkranzflanke. Es sind in erster Linie Druck- und Stoßbeanspruchungen, denen die Bandagen ausgesetzt sind, die aber im normalen Fahrbetrieb eine allmähliche Auffiärtung des Materials durch Kaltverformung bewirken, so daß an der Stelle höchster Beanspruchung allmählich auch eine höhere Festigkeit erzielt wird. Diese harten Stellen wirken dem zukünftigen Verschleiß entgegen. Die Verschleißkurve der Profile steigt deshalb während der ersten 40 000 km sehr stark an, um allmählich in eine flacher ansteigende Kurve überzugehen. Die Eisenbahn nutzt diese Erscheinung aus, indem angestrebt wird, die laufharten Stellen bei der Profilerneuerung möglichst zu erhalten.
Nach einer vorgeschriebenen Kilometerleistung müssen alle Radsätze ausgebaut, und die Profile müssen neu gedreht werden. Bei dieser Gelegenheit werden die Aufhärtungen an der Oberfläche zwangläufig beseitigt, und die Profile erhalten wieder die Eigenschaften des Ausgangsmaterials.
Die Kaltverformung der Profiloberfläche erfolgt leider nicht profilgetreu, und die Aufhärtung ist nicht gleichmäßig am Umfang des Rades verteilt, so daß Stellen großer Härte mit weniger harten Stellen abwechseln.
Es ist bekannt, die Profile von Eisenbahn-Radsätzen nach der spanabhebenden Profilbearbeitung noch einer spanlosen Verformung durch umlaufenden Walzdruck einer Festwalzrolle zu unterwerfen. Die bekannten Einrichtungen zur Durchführung dieser Arbeiten befriedigen jedoch nicht, weil das Profil von Hand ausgefahren werden muß. Beim Glattwalzen der Reifenprofile, z. B. nach dem Kopierverfahren, muß die Kopierschablone ein verzerrtes Profil erhalten, weil die Berührung der Festwalzrollen mit dem Werkstück an verschiedenen Stellen erfolgt. Beim Glattwalzen der Hohlkehle und der Spurkranzflanke z. B. berührt die Festwalzrolle das Werkstück mehr seitlich als beim Glattwalzen der Lauffläche. Die Herstellung eines solchen verzerrten Profils ist aber sehr schwierig. Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung zum Festwalzen der Reifenprofile sind die großen Seitenkräfte, die besonders beim Festwalzen der Spurkranzflanken auftreten und die möglichst vermieden werden sollten.
Das Glattwalzen von Profilflächen im Vorschubverfahren erfolgt nach dem bekannten Verfahren nur gegen fallende Konturen, indem die Glätt- oder Festwalzrolle bei gleichmäßigem Vorschub kraftschlüssig mit dem Werkstück verbunden bleibt, und ist nur bei geringfügigen Profilsteigungen möglich.
Das Walzen steiler Konturen erfordert eine Vorschubverminderung, um die gleiche Walzdichte auf der Oberfläche zu erhalten. Hierzu ist eine besondere Einrichtung erforderlich. Es ist auch bekannt, die Hohlkehlen beim übergang von zylindrischen Flächen zur Planfläche durch Schwenken der Glättwalzrolle um den Hohlkehlenmittelpunkt zu walzen (VDI-Richtlinien, Oberflächenfeinwalzen, VDI 3177). Auch diese Art des Walzens erfordert eine zusätzliche Einrichtung, mit der die Schwenkbewegung der Glättwalzrolle ausgeführt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei der die geschilderten Nachteile vermieden und bei der das vorgedrehte Reifenprofil im Vorschubverfahren ohne Kopierschablone und ohne zusätzliche Einrichtungen zum Schwenken der Festwalzrolle oder zur Änderung des Vorschubes voll ausgefahren und profilgerecht nachgeformt und festgewalzt werden kann, ohne daß nennenswerte Seitenkräfte auftreten.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Glätt- und Festwalzrolle in einer rechtwinklig zur Radsatzdrehachse bewegbaren Vorschubrichtung um eine rechtwinklig zu ihrer eigenen Drehachse und rechtwinklig zur Vorschubrichtung verlaufenden Schwenkachse pendelnd aufgehängt und ist gegen das zu bearbeitende Profil anpreßbar, und es ist zur Aufnahme der in Axialrichtung des Radsatzes wirkenden Kraftkomponente des Walzdruckes eine Stützrolle mit rechtwinklig zur Radsatzdrehachse gerichteter Achse vorgesehen. Es wird dadurch erreicht, daß die Glätt- und Festwalzrolle bei einem von der Radsatzdrehachse fortgerichteten Vorschub so über das vorgedrehte Profil geführt wird, daß sich ihre Neigung gegenüber dem Profil allmählich ändert. Dadurch wird eine gezielte Materialverfestigung profilgetreu und gleichmäßig an der ganzen Umfangsfläche des Radsatzprofils vorgenommen. Die trotz der Neigungsänderung des Profils mit dem Profil in dauernder Berührung stehende Glätt- und Festwalzrolle erzeugt eine kontinuierlich verfestigte Profiloberfläche bzw. eine vollkommene Nachformung des vorgedrehten Profils. Die gemäß der Erfindung eingesetzten Mittel für das Glatt- und Festwalzen sind denkbar einfach.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Glätt- und Festwalzrolle einerseits und die Stützrolle andererseits auf jeweils einem von zwei scherenartig und mit hydraulischem Antrieb gegeneinander schwenkbaren Hebeln angeordnet. Die Glätt- und Festwalzrolle und die Stätzrolle bilden dabei mit ihren Hebeln im Bereich des zu verfestigenden Profils eine Art Zange, die sich unter dem hydraulischen Druck zu schließen sucht. Dadurch gleichen sich die Horizontalkräfte als innere Kräfte des Hebelsystems aus, so daß der Radsatz keinen Axialkräften unterworfen ist, wobei vorteilhafterweise dieser Ausgleich für jede Rollenstellung, also für den gesamten festzuwalzenden Bereich des Profils gewährleistet ist.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die die Glätt- und Festwalzrolle sowie die Stützrolle enthaltende Vorrichtung sich nach dem Profilverlauf, also nach der Richtung der Festwalzkraft selbsttätig einstellt. Dies wird in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß das die Glätt- und Festwalzrolle und die Stützrolle tragende scherenartig schwenkbare Hebelsystem zu einer Baueinheit in einem Trägerkörper zusammengefaßt und dieser Trägerkörper seinerseits um eine parallel zur Schwenkachse der Glätt- und Festwalzrolle verlaufende Achse schwenkbar mit der Vorschubvorrichtung verbunden ist. Hebelsystem und Trägerkörper sind dadurch in der Lage, sich dem Profilverlauf vollständig und optimal anzupassen. Zweckmäßig ist dabei der Trägerkörper als Platte ausgebildet. Diese Platte bildet selbst den die Stützrolle tragenden Hebel. Ferner ist zur ständigen Anpassung an die Stellung des Hebelsysterns die Lauffläche der Stützrolle ballig ausgebildet.
Eine besonders einfache Ausbildung der die Andrückkraft erzeugenden Mittel und eine gedrängte Bauweise der Gesamtvorrichtung werden nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dadurch erzielt, daß das der Glätt- und Festwalzrolle zugekehrte freie Ende des diese Rolle tragenden Hebels an den Kolben eines hydraulischen Druckzylinders angelenkt ist, der seinerseits schwenkbar in der Führung gelagert ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 die schematische Draufsicht auf eine Drehbank mit Vorrichtungen nach der Erfindung auf jeweils einem dem Rad zugeordneten Support, F i g. 2 eine schematische Seitenansicht der Dreh bank gemäß F i g. 1, F i g. 3 eine vergrößerte Detailansicht der we sentlichen Teile der Vorrichtung nach der Er findung.
Ein Eisenbahn-Radsatz 1 ist in Körnerspitzen,' einer Drehbank 3 eingespannt. Auf jedem Support g der Drehbank ist eine Glätt- und Festwalzvorrich, tun- 5 auf einer rechtwinklig zur Radsatzdrehachst bewegbaren Vorschubvorrichtung angeordnet. Jed( Vorrichtung 5 weist eine Glätt- und FestwalzroHe mit ihrem Lagergehäuse 8 auf. Das Lagergehäuse ist um eine rechtwinklig zur Vorschubrichtung unc rechtwinklig zur Drehachse der Glätt- und Festwalzrolle 7 verlaufende Achse 9 schwenkbar in einen: gemeinsamen Trägerkörper in Form einer Platte 1 j - gel agert. Die Platte 17 ihrerseits ist mit der Vorschubvorrichtung um eine Achse 6 schwenkbar gelagert, die parallel zur Schwenkachse 9 verläuft. Au] der Platte 17 ist ferner eine Stützrolle 14 mit rechtwinklig zur Radsatzdrehachse verlaufender Achse gelagert, die zur Aufnahme der in Axialrichtung des Radsatzes 1 wirkenden Komponente der Andrückkraft der Glätt- und Festwalzrolle dient.
Zur Erzeugung der Andrückkraft für die Rolle 7 dient ein hydraulischer Druckzylinder 10, der einerseits um eine Achse 11 schwenkbar in der Platte 17 angeordnet und andererseits über einen Kolben 12 bei 13 mit dem Lagergehäuse 8 gelenkig verbunden ist.
Das Lagergehäuse 8 und die Platte 17 bilden je- weils einen von zwei scherenartig und mit Hilfe des hydraulischen Druckzylinders 10 gegeneinander schwenkbaren Hebeln, auf denen die Glätt- und Festwalzrolle 7 einerseits und die Stützrolle 14 andererseits angeordnet sind. Das gesamte Hebelsystem ist zu einer Baueinheit in der Platte 17 zusammengefaßt, so daß die gesamte Vorrichtung die für die Neigung des Profils jeweils günstige Stellung einnimmt. Bei einer Beaufschlagung des Druckzylinders 10 werden Stützrolle 14 und Glätt- und Festwalzrolle 7 zangenartig um das zu verfestigende Profil geschlossen.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende: Die Glätt- und Festwalzrolle 7 wird am tiefsten Punkt des Profils gegen das Profil angelegt und mit Hilfe des hydraulischen Druckzylinders 10, 12 gegen die Lauffläche des Rades gedrückt. Die Vorrichtung schwenkt dabei um die Schwenkachse 6, bis die Stützrolle 14 an einer inneren Planfläche 15 des Radreifens anliegt. Unter dem Einfluß der Vorschubvorrichtung, die sich in Richtung des in F i g. 3 eingezeichneten Pfeiles vom Radsatz fortbewegt, schwenkt das Lagergehäuse 8 der Glätt- und Festwalzrolle 7 um die Schwenkachse 9, und die Rolle 7 folgt dabei dem Radprofil unter dem Einfluß der Andruckkraft des Druckzylinders 10, 12 unter ständiger Änderung ihrer Neigung zur Profiloberfläche. Da sich die Neigung des Profils im gleichen Sinn ändert, bleibt die Anfangsneigung ungefähr erhalten.
Die Vorschubvorrichtung kann mit Hilfe des dar-,gestellten Handrades 18 oder mit Hilfe einer bekannten Antriebsvorrichtung angetrieben werden. Auch beim dargestellten Handvorschub ist ein sicheres und vollständiges Nachfahren des gesamten Profils gewährleistet, weil nur ein Handrad in einer Richtung bewegt zu werden braucht.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Glatt- und Festwalzen von Verschleißflächen am Profil vorgedrehter Eisenbahn-Radsätze durch umlaufende Glätt- und Festwalzrollen mit gegen den Walzdruck wirkenden Stützrollen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Glätt- und Festwalzrolle(7) in einer rechtwinklig zur Radsatzdrehachse bewegbaren Vorschubrichtung um eine rechtwinklig zu ihrer eigenen Drehachse und rechtwinklig zur Vorschubrichtung verlaufenden Schwenkachse (9) pendelnd aufgehängt und gegen das zu bearbeitende Profil anpreßbar ist und daß zur Aufnahme der in Axialrichtung des Radsatzes wirkenden Kraftkomponente des Walzdruckes eine Stützrolle (14) mit rechtwinklig zur Radsatzdrehachse gerichteter Achse vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glätt- und Festwalzrolle (7) einerseits und die Stützrolle (14) andererseits auf jeweils einem von zwei scherenartig und mit hydraulischem Antrieb (10, 12) gegeneinander schwenkbaren Hebeln (8 bzw. 17) angeordnet sind. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Glätt- und Festwalzrolle (7) und die Stützrolle (14) tragende scherenartig schwenkbare Hebelsystem (8, 17) zu einer Baueinheit in einem Trägerkörper (17) zusammengefaßt und dieser Trägerkörper seinerseits um eine parallel zur Schwenkachse (9) der Glätt- und Festwalzrolle verlaufende Achse (6) schwenkbar mit der Vorschubvorrichtung verbunden ist. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (17) als Platte ausgebildet ist und diese Platte selbst den die Stützrolle (11) tragenden Hebel bildet. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das der Glätt- und Festwalzrolle zugekehrte freie Ende des diese Rolle tragenden Hebels (Lagergehäuse 8) an den Kolben (12) eines hydraulischen Druckzylinders (10) angelenkt (13) ist, der seinerseits schwenkbar in der Platte (17) gelagert (11) ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1857 319; VDI-Richtlinien Nr. 3177, »Oberflächenfeinwalzen«, VDI-Verlag G. m. b. H., Düsseldorf, 1963; »Werkstattstechnik und Maschinenbau«, 46. Jahrgang, 1956, Fl. 6, S. 278, 279.