DE2064344B2 - Verwendung von schienen mit an sich bekannter zusammensetzung des schienenstahls zwecks vermeidung von riffelbildung - Google Patents
Verwendung von schienen mit an sich bekannter zusammensetzung des schienenstahls zwecks vermeidung von riffelbildungInfo
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Description
30
Die Erfindung befaßt sich mit dem Problem der Riffelbildung bei Schienen.
Im Laufe der Liegedauer von Eisenbahn- und Straßenbahnschienen bilden sich in vielen Fällen auf der
Schienenfahrfläche im periodischen Abstand Berge und Täler, die sich über die gesamte Kopfbreite ausdehnen
können. Die Abstände betragen 40 bis 60 mm, die Höhenunterschiede bewegen sich zwischen 0,1 und
0,3 mm und erreichen in Extremfällen Werte von 0,5 mm und darüber. Man bezeichnet diese Erscheinung, die seit
Ende des vorigen Jahrhunderts bekannt ist, als Riffel. Die meist hellglänzenden Riffelberge weisen eine
höhere Härte auf als die Riffeltäler. Dies ist zum Teil auf eine starke Kaltverformung häufig in Verbindung mit
einer dünnen Reibmartensitschicht im Bereich der Riffelberge zurückzuführen. Die Riffelbildung läuft für
verschiedene Schienenwerkstoffe und Betriebsbedingungen mit unterschiedlicher Geschwindigkeit ab.
Die Verriffelung von Schienen ist mit unangenehmen Nebenerscheinungen verbunden. Beim Befahren verriffelter
Schienen kommt es zu starken Geräuscherscheinungen in Form von Heulen und Rauschen, die eine
Beseitigung der Riffeln erforderlich machen. Die durch das Befahren verriffelter Schienen entstehenden zusätzlichen
Schwingungen der Schienen, des Gleisrostes sowie der Fahrzeuge führen zu einem erhöhten
Unterhaltungs- und Erneuerungsaufwand für Gleisanlagen und Fahrzeuge.
Entsprechend der großen Bedeutung des Riffelproblems im Hinblick auf Kosten, Fahrtechnik und
Fahrkomfort haben sich viele Untersuchungen mit der Entstehung und Vermeidung von Riffeln befaßt.
Seit 1895, wo das erste Auftreten der Riffeln beobachtet wurde, sind allein bis 1%1 rund 450 Aufsätze
und Berichte über das Riffelproblem veröffentlicht worden. Zahlreiche Theorien und Vorschläge konnten
bisher nicht zu einer befriedigenden Lösung führen. Von Her Vielzahl der Schutzrechtanmeldungen seien folgen
de schwerpunktmäßig herausgegriffen:
In der deutschen Patentschrift 2 10 696 wird empfohlen,
?ur Beseitigung der Riffeln oder Wellenbildung auf der Schienenfahrfläche eine schwache Platte aus
weichem Eisen zu befestigen. Gemäß der deutschen Patentschrift 2 62 330 soll der Steg der Fahrschiene
Schlitze aufweisen, die eine federnde Bewegung des Schienenkopfes gegenüber dem Schienenfuß gestalten.
Fink, ein einschlägig bekannter Fachmann auf dem Schienensektor, sieht den auf der Lauffläche gebildeten
Oxydfilm als Ursache für die Riffelbildung an und schlägt in der Auslegeschrift 10 32 768 die Verwendung
eines an sich bekannten Stahles vor, der einen widerstandsfähigen Oxydfilm bildet. Außerdem ist in
der deutschen Patentschrift 8 00 867 vorgeschlagen worden, die Riffelung der Schienen durch ein Induklionserbitzen
mit nachfolgendem Walzen zu beseitigen. In der österreichischen Patentschrift 1 92 943 wird
vorgeschlagen, zur Verminderung oder Vermeidung einer Riffelbildung in unregelmäßiger Folge in aufeinanderfolgenden
Zonen der Längsausdehnung unterschied liehe Spannungszustände in der Schiene zu erzeugen.
Keiner der bisherigen Lösungsvorschläge konnte befriedigen. Die Meinung Fachwelt geht klar aus einer
Zusammenfassung aus der Zeitschrift »Deutsche Eisenbahmechnik«, Jahrgang 8,1960, S. 28 bis 30. hervor. Dort
heißt es auf S. 29, rechte Spalte, Absatz 3: »Vorläufig sind aber die Eisenbahnverwaltungen noch in der Lage
eines Arztes, der die Schlaflosigkeit seines Patienten nur durch Tabletten zu bekämpfen vermag. Denn nichts
anderes ist die Beseitigung der Riffeln durch Hobeln oder Schleifen. Diese Maßnahme wird auch jetzt wieder
als die vorläufig einzige empfohlen, um die Nachteile der Riffelbildung, nämlich Heulgeräusche, losgerütielie
Befestigungsmittel und lose Schwellen, wirksam zu beseitigen. Es ist ohne nähere Erklärungen verständlich,
daß die Beseitigung der Riffeln durch teure Hobel- und Schlcifgeräte und durch die Arbeit, z. B. der Schleifzüge,
selbst einen sehr erheblichen finanziellen Aufwand erfordert. Zudem werden dadurch die Riffeln nicht
dauernd beseitigt, so daß dieselben Schienen häufig mehrmals abgeschliffen werden müssen, was ihre
Liegedauer vorzeitig verkürzt.«
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen anzugeben, die der Riffelbildung
verstärkt entgegenwirken.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch die Verwendung von Schienen mit an sich bekannter
Zusammensetzung des Schienenstahls und mit mindestens einem in der Lauffläche angeordneten, mit dem
Schienenstahl metallisch verbundenen und sich über die gesamte Schienenlänge erstreckenden Längsstreifen
aus Stahl, der sich vom Schienenstahl in mechanischen und/oder physikalischen Eigenschaften unterscheidet,
für solche Gleise, die unter Bedingungen der Riffelbildung beansprucht werden, zwecks Vermeidung der
Riffelbildung in den Laufflächen der Schienen.
Konstruktiv gehört die Anordnung von in Schienenlängsrichtung verlaufenden Stahleinlagen durch die
DT-PS 4 90 283 und das Zusatzpatent DT-PS 5 37 712
zum Stand der Technik. Gemäß diesen Schriften sind Einlagen aus Hartstahl mit dem Schienenweichstahl
verschweißt. Hierdurch sollen Risse und Umbördelungen auf der Fahrbahnfläche vermieden werden.
Außerdem soll zur Erzielung einer guten Bremswirkung bei starken Steigungen im Gelände ein Glattwerden der
Fahrbahnfläche vermieden werden. Das Problem einer Riffelbildung wird in diesen Schriften nicht angespro-
Erfindungsgemäß werden vorzugsweise Schienen mit Längsstreifen verwendet, deren Längsstreifen eine
können eine höhere oder eine niedrigere Festigkeu aufweisen als der jeweilige Schienenstahl. Folgende
chemische Zusammensetzung ist je nach der Zusam
als der S^hienenstah! besitzt. Als mensetzung des Schienenstahls geeignet:
g Sech! As
besonders geeignet haben sich Schienen herausgestellt, deren Längsstreifen aus anderem Stahl 1 bis 3 mm dick
und 5 bis 25 mm tief sind. Vorzugsweise verlaufen die Längsstreifen aus anderem Stahl in Zickzack- oaer
Wellenform.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 schematisch einen Querschnitt,
Fig. 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Schiene.
Der Schienenstahl der Schiene ist mit 1 und die ;5
eingebrachten Längsstreifen aus Stahl mit anderen mechanischen und/oder physikalischen Eigenschaften
sind mil 2 bezeichnet. Wie die Draufsichl zeigt, kann der
Stahlstreifen alternativ auch in Zickzack- oder Wellenform verlaufen. Die Amplitude der Wellung wird in
geeigneter Weise auf die mögliche Amplitude einer Riffelbildung abgestimmt. Somit wird der Riffelbildung
verstärkt entgegengewirkt.
Der metallische Verbund zwischen den Stahlstreifen und dem Schienenstahl kann im Verbundguß in der
Kokille erzielt werden. Die verwendeten Stahlslreifen
C | Si | Mn | |
1 | 0.15 | 0,20 | 0.40 |
2 | 0,25 | 0.30 | 0,50 |
3 | 0,30 | 0,30 | 0,70 |
4 | 0,40 | 0,30 | 0,80 |
5 | 0,20 | 0,30 | 1,30 |
6 | 0.45 | 0,20 | 0,50 |
7 | 0.30 | 0,30 | 2,oo |
8 | 0.30 | 0,70 | 1,00 + 3%Cr |
9 | 0,80 | 0,20 | 0,70 |
10 | 0.85 | 0.25 | 0,70 |
11 | 0.75 | 0,70 | 1,00 +■ 1,000ZoCr |
Stimmen die Festigkeitseigenschaften der Stahlstreifen mit dem Schienenwerkstoff überein, so ergibt sich
der erfindungsgemäße Effekt auch dann, wenn der Stahlstreifen ein anderes Schwingungsverhalten, ein
anderes Gefüge oder ein anderes Korrosionsverhahen
zeigt. Diese Einflußfaktoren greifen natürlich ineinander über.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verwendung von Schienen mil an sich bekannter Zusammensetzung des Schienenstahls
und mit mindestens einem in der Lauffläche angeordneten, mit dem Schienenstahl metallisch
verbundenen und sich über die gesamte Schienenlänge erstreckenden Längsstreifen aus Stahl, der sich
vom Schienenstahl in mechanischen und/oder physikalischen Eigenschaften unterscneidet, für
solche Gleise, die unter Bedingungen der Riffelbildung beansprucht werden zwecks Vermeidung von
Riffelbildung in den Laufflächen der Schienen.
2. Verwendung von Schienen nach Anspruch 1, jedoch mit Längsstreifen aus Stahl einer niedrigeren
Festigkeit als der des Schienenstahles für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung von Schienen nach Anspruch 1 oder 2 mit 1 bis 3 mm dicken und 5 bis 25 mm tiefen
Längsstreifen aus anderem Stahl für den Zweck nach Anspruch 1.
4. Verwendung einer Schiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit in Zickzack- oder Weilenform
verlaufenden Längsstreifen aus anderem Stahl für den Zweck nach Anspruch 1.
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: KRUPP STAHL AG, 4630 BOCHUM, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |