DE1924927A1 - Schienenausbesserung - Google Patents

Description

Elektro-Thermit G.m.b.H., Essen

Schienenausbesserung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbessern von in der Höhe abgenutzten Schienen.

Die·Schienenköpfe von Eisenbahn- und Straßenbahnschienen unterliegen einer Höhenabnutzung, die im wesentlichen von den Anlageverhältnissen, den Belastungen, der Qualität der Schienenwerkstoffe und dem Verhalten von Fahrzeug und Gleis abhängig ist. Zur Erhaltung der Betriebssicherheit müssen daher abgenutzte Schienen nach Erreichen eines bestimmten Abnutzungsgrades ausgebaut und durch neue Schienen ersetzt werden. Dieses Auswechseln ist jedoch besonders bei eingepflasterten Schienen mit einem großen Arbeits- und Kostenaufwand verbunden und führt außerdem zu unerwünschten Verkehrsbehinderungen.

Um die Liegedauer der Schienen zu erhöhen und dadurch einen vorzeitigen Ausbau der Gleise zu vermeiden, wurde versucht, die durch Höhenabnutzung verursachte Verminderung des Schienenkopfprofiles durch Auftragschweißung zu

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ergänzen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß eine Profilergänzung des Schienenkopfes durch Auftragschweißung aus schweißtechnischen und auch aus v/irtschaftlichen Gründen keine befriedigende Lösung darstellt. Schweißtechnisch bestehen die Schwierigkeiten vor allem darin, daß Schienen auf Grund ihrer chemischen Zusammensetzung und Gestalt schweißempfindlich sind und es insbesondere bei eingepflasterten Gleisen nicht möglich ist, eine dem Werkstoff entsprechend notwendige Vorwärmung der aufzuschweißenden Schienen durchzuführen. Es treten daher infolge hoher Abkühlungsgeschv/indigkeiten Härtespannungen und damit Risse auf, die zu Schienenbrüchen führen. Die Gefahr der Rißbildung wird dabei verstärkt durch die mit größer v/erdendem Schweißgutvolumen eingebrachte größere Wärmemenge, die zu wachsenden Schrumpfspannungen und damit verbleibenden größeren Eigenspannungen infolge plastischer Verformung führt. Es stellte sich heraus, daß selbst in der gesamten Breite rißfrei aufgeschweißte Schienenköpfe infolge der überlagerung geringer Lastspannungen, verursacht durch Betriebsbelastungen oder Temperaturschwankungen, zu Bruch gehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Möglichkeit zu schaffen, in der Höhe abgenutzte

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Schienen profilgerecht so zu ergänzen, daß kein einen Schienenbruch verursachender Eigenspannungszustand entsteht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Ausbessern von in der Höhe abgenutzten Schienen, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere dem Abnutzungsgrad der Schienen in der Höhe entsprechende Stahlstäbe mit dem Schienenkopf im Bereich der Fahr- und Pührungsflächen ganz oder teilweise stoff- oder kraftschlüssig verbunden werden.

Die Profilergänzung kann erfindungsgemäß dadurch erzielt werden, daß ein oder mehrere, vorzugsweise gelochte oder geschlitzte Stahlstäbe an den Rändern und gegebenenfalls im Bereich der Ausnehmungen mit dem Schienenkopf profilgerecht verschweißt v/erden,

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An Hand einer Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher erläutert werden, und es zeigt:

Fig. 1: Eine abgenutzte Schiene mit einem an den Rändern mit dem Schienenkopf verschweißten Flachstahl.

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Fig. 2: Eine Schiene gemäß Fig. 1, jedoch mit einem

Flachstahl, der zusätzlich in Abständen angeordnete, zu verschweißende Bohrungen aufweist.

Fig.. 3: Eine Schiene gemäß Fig. 1, jedoch mit geschlitztem Flachstahl.

^ Fig. 4: Eine abgenutzte Schiene mit mehreren an den

. Rändern mit dem Schienenkopf verschweißten Stahlstäben, wobei der Spalt zwischen den Stäben mit Schweißgut ausgefüllt ist.

Gemäß den Fig. 1-4 werden erfindungsgemäß Stahlstäbe verwendet, deren Höhe dem Abnutzungsgrad der Schienen entspricht. In der Zeichnung haben diese Stäbe Rechteck-: Querschnitt. Bei Verwendung mehrerer Stäbe entsprechend Fig. 4 können auch Stäbe anderer Form, z.B. halbrunden oder trapezförmigen Querschnitts, verwendet werden» Die Breite des Stabes bzw. der Stäbe soll sich dabei nach der Maßgabe richten, daß das eingebrachte Schweißgutvc-lümen das Volumen des Stabes bzw. das Gesamtvolumen der Stäbe nicht übersteigt.

Die Verbindung der Stahlstäbe 2, 3, 4 und 5 mit dem Schienenkopf der Schiene 1 erfolgt dabei vorteilhafter-

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weise durch elektrische Lichtbogenschweißung von Hand oder maschinell/ wie z.B. durch·Unterpulver- oder Schutzgas schweißung mit verbrauchendem Schweißdraht. Für die maschinellen Verfahren wird vorzugsweise ein mit Laufrädern motorisch angetriebener Vorschubwagen, der auf den aufzuschweißenden., auf den Schienen aufliegenden Stahlstäben geführt wird, eingesetzt, wobei die Anschweißung durch Abschmelzen eines dem Schweißkopf zugeführten Schweißdrahtes in einem zwischen Draht und Schiene bzw. Stahlstäben gebildeten Lichtbogen erfolgt. Als Nahtform wird für die Außenränder zweckmäßig eine der Schienenkopfabrundung angepaßte, durchlaufende, volle Kehlnaht 6 gewählt. _c

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Um die Sicherheit gegen Abheben und Losrüttelung der Stahlstäbe zu erhöhen, sind diese gemäß Fig. 2 und 3 zweckmäßig mit durchgehenden Bohrungen 7 oder Schlitzen 8 versehen, so.daß die Stahlstäbe in diesen Bereichen zusätzlich mit dem Schienenkopf von oben her verschweißt werden und gleichzeitig die Ausnehmungen durch Schweißgut ausgefüllt werden. Bei Verwendung mehrerer Stäbe gemäß.Fig. 4 werden der oder die Spalte zwischen den Stäben ebenfalls durch den Zusatzwerkstoff 9 ausgefüllt.

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Für die anzuschweißenden Stahlstäbe wird vorzugsweise ein gut schweißbarer, möglichst verschleißfester Werkstoff gewählt, wobei die Stäbe als fertige Profile gewalzt oder gezogen oder auf andere Weise hergestellt sein können.

Als Zusatzwerkstoff werden bevorzugt Elektroden oder ψ Schweißdrähte verwendet, die ein Schweißgut mit möglichst hoher Verschleißfestigkeit bei ausreichender Verformungsfähigkeit ergeben. Um die Wärmeeinbringung weiter zu vermindern, können die Stahlstäbe ferner durch Schweißung mit Zusatzwerkstoffen aus NE-Metallen stoffschlüssig mit dem Schienenkopf verbunden werden. Hierzu eignen sich z.B. einphasige Zweistoffbronzen mit z.B. bis zu 8 % Aluminium. Ein geeigneter Zusatzwerkstoff setzt sich beispielsv/eise zusammen aus 8 % Al, 2 % Fe, 12 % Mn, 2 % Ni und Rest Cu.

Außer durch elektrische oder autogene Anschweißung können die Stahlstäbe auch durch Lötung oder andere Mittel, wie z.B. Schraübung oder Klebung, mit dem Schienenkopf verbunden v/erden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß stoffschlüssige Verbindungen den Betriebsbeanspruchungen am

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besten genügen. Es sollen jedoch auch die Möglichkeiten in der Erfindung eingeschlossen sein, die eine profilgerechte Ergänzung der Schienen in der Höhe auf andere Weise erlauben.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist damit die Möglichkeit gegeben, in der Höhe abgenutzte Schienen im Gleis oder auch im ausgebauten Zustand auszubessern. Die Höhe der durch Schweiß- oder Lötverfahren eingebrachten Wärmespannungen ist dabei so gering, daß keine die Schienen und damit die Betriebssicherheit gefährdenden Eigenspannungszustände entstehen. Die mit der Schienenabnutzung genannten Nachteile, die insbesondere mit dem Auswechseln abgenutzter Schienen verbunden sind, können damit vermieden werden, wodurch sowohl technische als auch wirtschaftliche Vorteile entstehen.

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Claims (2)

Patentansprüche

1.JVerfahren zum Ausbessern von in der Höhe abgenutzten Schienen, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere dem Abnutzungsgrad der Schienen in der Höhe entsprechende Stahlstäbe mit dem Schienenkopf im Bereich der Fahr- und Führungsflächen ganz oder teilweise stoff- oder kraftschlüssig verbunden werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere, vorzugsweise gelochte oder geschlitzte Stahlstäbe an den Rändern und gegebenenfalls im Bereich der Ausnehmungen mit dem Schienen-

c kopf profilgerecht verschweißt werden.

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