DE2161965A1 - METHOD FOR MANUFACTURING WEAR-RESISTANT RAILS - Google Patents

METHOD FOR MANUFACTURING WEAR-RESISTANT RAILS

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Description

Elektro -T. hermit GmbH, EssenElectric -T. hermit GmbH, Essen

Verfahren zur Herstellung Von verschleißfestenMethod of making wear-resistant

Schienenrails

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schienen mit hochverschleißfaster Fahrkante bzw, seitlicher Führungsfläche und/oder Lauffläche.The invention relates to a method for producing Rails with highly wear-resistant running edge or on the side Guide surface and / or running surface.

Es ist bekannt, daß ausgefahrene Schienen zur Wiederherstellung des Profils an den beanspruchten Teilen des Schienenkopfes aufgeschweißt und anschließend beschliffen werden. Diese Arbeiten können sowohl im ein- als auch im ausgebauten Zustand der Schienen ausgeführt werden.It is known that extended rails for restoration of the profile is welded to the stressed parts of the rail head and then ground will. This work can be carried out both when the rails are installed and when they are removed.

Bisher war es die Regel, ausgefahrene Schienen im eingebauten Zustand aufzuschweißen/ wobei vorzugsweise Zuriatzwerkstoffe verwendet wurden, die gegenüber dem Schienenwerkstoff eine erhöhte Verschleißfestigkeit aufweisen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die bisherige Arbeitsweise den durch den verstärkten Fahrbetrieb bedingten Anforderungen an die Lauf- und Führungsfläche der Schiene nicht mehr ge-Until now it was the rule to have extended rails in the built-in State to be welded on / where additional materials were preferably used that were compared to the rail material have increased wear resistance. However, it has been found that the previous mode of operation the demands on the running and guiding surface of the rail due to the increased driving operation are no longer met.

309825/0538309825/0538

·" 2 —· "2 -

nügt. Die erhöhten Fahrgeschwindigkeiten erfordern a.ußerdem genaueste Profilierung der aufgeschweißten Flächen, ale im eingebauten Zustand nicht erreicht werden kann.is enough. The increased speeds require a.ußerdem accurate profile of the welded surfaces, ale can not be achieved when installed.

Weiterhin hat sich gezeigt, daß sich bei Verwendung der bekannten, verschleißfesten Zusatzwerkstoffe für diese Auftrags chweißung ein erhöhter Abrieb der Spurkränze der Laufräder ergab. Hierdurch wurden die Fahreigenschaften der Fahrzeuge verschlechtert und die Zweckmäßigkeit und Wirtschaftlichkeit der Wiederherstellung ausgefahrener Schienen durch Auftragschweißungen infrage gestellt.Furthermore, it has been shown that when using the known, wear-resistant filler materials for this build-up welding increased wear of the flanges of the running wheels revealed. As a result, the driving characteristics of the vehicles were worsened and the functionality and economy the restoration of extended rails through overlay welds is in question.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Schienen mit hochverschleißfester Fahrkante bzw. seitlicher Führungsfläche und/oder Lauffläche herzustellen, wobei zweckmäßig die Schiene bereits vor ihrem Einbau, also eine neue Schiene, mit der hochverschleißfesten Fahrkante bzw. seitlichen Führungsfläche und/oder Lauffläche versehen wird oder bereits verlegte Schienen ausgebaut, mit der verschleißfesten Fahrkante werkstattmä.ßig versehen und anschließend wieder eingebaut werden. Dabei wird angestrebt, daß die Fahrkante bzw. seitliche Führungsfläche und/oder Lauffläche extrem hohe Verschleißfestigkeit aufweist und die so behandelte Schiene somit eine lange Liegedauer erreicht und daß durch exakten Schliff das für gute Laufeigenschaften erforderliche genaue und gleichmäßige Schienenprofil wieder hergestellt wird. Dabei ist es zweckmäßig, daß die erfor-309825/0538 The invention is based on the object of producing rails with a highly wear-resistant running edge or lateral guide surface and / or running surface, in which case it is expedient the rail before it is installed, i.e. a new rail with the highly wear-resistant running edge or side Guide surface and / or running surface is provided or already laid rails removed, provided with the wear-resistant running edge in the workshop and then be reinstalled. The aim is that the running edge or lateral guide surface and / or running surface has extremely high wear resistance and the splint treated in this way thus achieves a long service life and that the exact grinding required for good running properties accurate and uniform rail profile is restored. It is advisable that the required 309825/0538

lichen Arbeiten möglichst werkstattmäßig und automatisch ausgeführt werden.all work is carried out automatically and in a workshop, if possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Verfahrensschritte gelöst:According to the invention, this object is achieved by the combination following procedural steps solved:

a) Ausarbeiten der Fahrkante bzw. seitlichen Führungsfläche und/oder Lauffläche unter Bildung einer im wesentlichen rechteckigen Ausnehmung, wobeia) Working out the driving edge or lateral guide surface and / or running surface with the formation of a substantially rectangular recess, wherein

a 1) im Falle des Ausarbeitens der Fahrkante bzw. der seitlichen Führungsfläche die rechteckige Ausnehmung eine Höhe b von mindestens IO mm und maximal 34 mm und eine Breite a von mindestens 3 mm und maximal 10 mm aufweist bzw.a 1) in the case of working out the driving edge or the lateral guide surface the rectangular recess a height b of at least 10 mm and a maximum of 34 mm and a width a of at least 3 mm and has a maximum of 10 mm or

a 2) im Falle des Ausarbeitens der- Lauffläche die im wesentlichen mittig und parallel zur Schienenlängsachse angeordnete Ausnehmung eine Höhe b von mindestens 3 mm und maximal 8 mm und eine Breite a von mindestens 10 mm und maximal 30 mm aufweist,a 2) in the case of finishing the running surface, the recess arranged essentially centrally and parallel to the longitudinal axis of the rail has a height b of at least 3 mm and a maximum of 8 mm and a width a of at least 10 mm and a maximum of 30 mm,

b) Ausfüllen der Ausnehmung durch Aufschweißen eines Schweißdrahtes oder Schweißbandes der Zusammensetzungb) Filling the recess by welding on a welding wire or sweatband of the composition

C = 0,45 bis 0,65 ■
Si = 0,30 bis 0,50C = 0.45 to 0.65 ■
Si = 0.30 to 0.50

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Ni =3,00 bis 4,00 Mn = 13,00 bis 16,00 Rest Fe und herstellungsbedingte . VerunreinigungenNi = 3.00 to 4.00 Mn = 13.00 to 16.00 Remainder Fe and production-related. Impurities

c) Bearbeiten des aufgeschweißten Materials zur exakten Wiederherstellung des Profils der Schiene.c) Processing of the welded-on material to precisely restore the profile of the rail.

^ Zweckmäßig erfolgt das Ausarbeiten der Fahrkante bzw. seitlichen Führungsfläche und/oder Lauffläche und die Bildung der Schweißfuge durch Schleifen, Hobeln, Fräsen oder, nach dem sogenannten ARCAIR-Verfahren. Dadurch ist sichergestellt, daß sich die Schiene nur geringfügig erwärmt. ^ It is advisable to work out the running edge or the side Guide surface and / or running surface and the formation of the weld joint by grinding, planing, milling or, after the so-called ARCAIR procedure. This ensures that the rail only heats up slightly.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn im Falle des Ausarbeitens der Fahrkante bzw. der seitlichen Führungsfläche die rechteckige Ausnehmung eine Höhe b von 25 mm und eine Breite a von 6 mm hat bzw. im Falle des Ausarbeitens der Lauffläche ™ die Ausnehmung eine Höhe b von 5 mm und eine Breite a von 20 mm hat.It is particularly advantageous if, in the case of working out the running edge or the lateral guide surface, the rectangular The recess has a height b of 25 mm and a width a of 6 mm or in the case of finishing the tread ™ the recess has a height b of 5 mm and a width a of 20 mm.

Diese Angaben für Höhe und Breite der Ausnehmungen haben sich in langen praktischen Versuchen ergeben, da der Auftrags chweißung wegen der Riß- und Bruchanfälligkeit der Schienen Grenzen gesetzt sind. Eine zu große Schweißgutmenge erfordert die Einbringung zu hoher Wärme, wodurch in der Schiene Spannungen erzeugt werden, die zu RissenThis information for the height and width of the recesses has resulted in long practical tests, since the order welding because of the susceptibility of the rails to cracks and breakage, there are limits. Too much weld metal requires the application of excessive heat, which creates stresses in the rail that lead to cracks

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oder Brüchen führen können. Eine zu gelinge Schweiß antigen ge kann zu Schweißnahtrissen führen und damit später zu Ausbröckelungen bzw. ebenfalls zu Rissen Anlaß geben·or fractures. A too successful sweat antigenic can lead to weld seams and thus later to crumbling or also give rise to cracks

Per erfindungsgemäß zu verendende Schweißdraht oder.das er,-findungsgemäß zu verwendende Schweißband der angegebenen Zusammensetzung läßt sich auf der kalten Schiene verschweißen. Die Druckverfestigung der aufgeschweißten Legierung erfolgt durch den Raddruck beim Befahren. Eine spezielle Schieben- vorwärmung kann entfallen. . : .By welding wire to be used according to the invention or the welding band to be used according to the invention of the specified composition can be welded on the cold rail. The compression hardening of the welded alloy takes place through the wheel pressure when driving on it. A special slide preheating can be omitted. . : .

Vorzugsweise wird der Schweißdraht oder das Schweißband nach dem elektrischen Lichtbogenverfahren, insbesondere nach dem Unter-Pulver-Schweißverfahren., aufgeschweißt.The welding wire or the sweatband is preferably used by the electric arc process, in particular by the submerged arc welding process., welded on.

Innerhalb der Grenzen der Zusammensetzung der erfindungs gemaß angegebenen Legierung ist eine Legierung bevorzugt:, deren Kohlenstoffgehalt 0,55 bis 0,60, Siliciumgehalt 0,35 bis 0,40, Nickelgehalt 3,60 bis 3,70, Mangangehalt 14,00 bis 15,00, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen, ist. Bei einem Draht dieser Zusammensetzung erzieht man ein Optimum an Verschweißbarkeit, Bearbeitbarkeit, Duktilität, Kaltverfestigung und Gleiteigenschaften.Within the limits of the composition of the fiction, according to specified alloy, an alloy is preferred :, their carbon content 0.55 to 0.60, silicon content 0.35 up to 0.40, nickel content 3.60 to 3.70, manganese content 14.00 up to 15.00, the remainder being iron and production-related impurities. With a wire of this composition educates an optimum of weldability, machinability, ductility, work hardening and sliding properties.

Um den Verzug der Schiene beim Aufschweißen auf ein Minimum zu begrenzen, wird vorzugsweise die Schiene entweder beimTo keep the distortion of the rail during welding to a minimum to limit, is preferably the rail at either

#AD ORIGINAL#AD ORIGINAL

3Q982S/QS383Q982S / QS38

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Aufschweißen gegengewärmt oder nach dem Aufschweißen durch Gegenwärmung gerichtet.Welding counter-heated or by after welding Directed counterheating.

Der Fertigschliff nach dem Schweißen soll profilgerechte Maße ergeben. Aus dieser Forderung geht hervor, daß ein Handschliff nur bedingt geeignet ist. Vorzugsweise wird daher für das Verschleifen ein Schleiforgan verwendet, W ' welches über die gesamte Länge der Schiene hin- und hergleitet. Bei korrektem Aufspannen der Schiene ist es möglich, durch feinstufige Einstellung des Schleifsteines das geforderte Schienenkopfprofil zu schleifen.The final grinding after welding should result in dimensions that match the profile. This requirement shows that hand sanding is only conditionally suitable. A grinding element is therefore preferably used for the grinding, W ' which slides back and forth over the entire length of the rail. If the rail is correctly clamped, it is possible to grind the required rail head profile by finely adjusting the grindstone.

Praktische Versuche haben ergeben, daß eine erfindungsgemäß bearbeitete Schiene allen geforderten Ansprüchen gerecht wird. Durch die werkstattmäßige Ausführung der einzelnen. Arbeitsgänge ist ein zügiges und reproduzierbares Arbeiten % gewährleistet.Practical tests have shown that a rail machined according to the invention meets all the requirements. Through the workshop execution of the individual. A quick and reproducible working % is guaranteed.

Die folgenden Abbildungen sollen den Gegenstand der Erfindung näher kennzeichnen. Dabei ist in Abb. 1, bei der die seitliche Lauffläche und Fahrkante der Schiene erfindungsgemäß bearbeitet ist, mit a die Breite und mit b die Höhe der profilgemäß bearbeiteten Schweißnaht bezeichnet-The following figures are intended to make the subject matter of the invention identify in more detail. In Fig. 1, where the lateral running surface and running edge of the rail is processed according to the invention, with a the width and with b the height the weld seam processed according to the profile -

Abb. 2 zeigt eine Schiene, bei der das erfindungsgemäße Verfahren nur an der seitlichen Fahrkante der Schiene durchgeführt worden ist. ."a.und b haben wiederum die gleiche Bede utuna.
■■■■■■■■!"""'- 2QB82B*Ü$MÜ BADORIGfNALFig. 2 shows a rail in which the method according to the invention has only been carried out on the lateral running edge of the rail. . "a. and b again have the same meaning.
■■■■■■■■ ! """'- 2QB82B * Ü $ MÜ BADORIGfNAL

ν -■: c . ' ν - ■: c . ' 216T965216T965

Abb. 3 zeigt eine erfindungsgemäß bearbeitete Schiene mit aufgeschweißter und bearbeiteter Lauffläche.Fig. 3 shows a rail machined according to the invention with welded and machined running surface.

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Claims (7)

— β —- β - PatentansprücheClaims [ l.jVerfahren zur Herstellung von Schienen mit hochverschleißfester Fahrkante bzw. seitlicher Führungsfläche und/oder ■ Lauffläche, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrens schritte,:[l.jProcess for the production of rails with highly wear-resistant Driving edge or lateral guide surface and / or ■ running surface, characterized by the combination of the following Process steps: a) Ausarbeiten der Fahrkante bzw. seitlichen Führungsfläche und/oder Lauffläche unter Bildung einer im wesentlichen rechteckigen Ausnehmung, wobeia) Working out the running edge or lateral guide surface and / or running surface with the formation of an im essential rectangular recess, wherein a 1) im Falle des Ausarbeitens der Fahrkante bzw. der seitlichen Führungsfläche die rechteckige Ausnehmung eine Höhe b von mindestens 10 mm und maximal 34 mm und eine Breite a von mindestens 3 mm und maximal 10 mm aufweist bzw. a 1) in the case of working out the running edge or the lateral guide surface, the rectangular one Recess has a height b of at least 10 mm and a maximum of 34 mm and a width a of at least 3 mm and a maximum of 10 mm or a 2) im Falle des Ausarbeitens der Lauffläche die im wesentlichen mittig und.parallel zur Schienenlängsachse angeordnete Ausnehmung eine Höhe b von mindestens 3 mm und maximal 8 mm und eine Breite a von mindestens 10 mm und maximal 30 -mm aufweist, "a 2) in the case of finishing the running surface, the recess arranged essentially centrally und.parallel to the longitudinal axis of the rail has a height b of at least 3 mm and a maximum of 8 mm and a width a of at least 10 mm and a maximum of 30 mm having, " b) Ausfüllen der Ausnehmung durch Aufschweißen eines Schweißdrahtes oder Schweißbandes der Zusammensetzungb) Filling the recess by welding a Welding wire or sweatband of the composition 309825/0538309825/0538 21619952161995 C = ' 0,45 bis 0,65C = '0.45 to 0.65 Si = 0,30 bis O7SOSi = 0.30 to O 7 SO Hi = 3,00 bis 4,00Hi = 3.00 to 4.00 Mn = 13,00 bis 16,00 'Mn = 13.00 to 16.00 ' Rest Fe und herstellungsbedingteRemainder Fe and production-related Verunreinigungen,Impurities, c) Bearbeiten des aufgeschweißten Materials zur exakten Wiederherstellung des Profils der Schiene.c) Processing of the welded material to the exact Restoration of the profile of the rail. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Maßnahme a 1)vdie Höhe b 25 mm und die Breite a 6 mm beträgt*2. The method according to claim 1, characterized in that in measure a 1) v the height b is 25 mm and the width a is 6 mm * 3. Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Maßnahme a 2) die Höhe b 5 mm und die Breite a 20 mm beträgt.3. Procedure according to. Claim 1, characterized in that for measure a 2) the height b 5 mm and the width a 20 mm. 4. Verfahren nach Anspruch I1 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißdraht oder $as Schweißband nach dem elektrischen Lichtbogenverfahren, vorzugsweise nach dem Unter-Pulver-Schweißverfahren, durchgeführt wird.4. The method according to claim I 1 2 or 3, characterized in that the welding wire or $ as welding tape is carried out by the electric arc process, preferably by the sub-powder welding process. 5. Verfahren nach einem öder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schweißdraht oder das Sehweißband die Zusammensetzung5. Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the welding wire or the wrist watch the composition 309021/0138 -309021/0138 - 21818852181885 C = 0,55 bis 0,60 , Si = 0,35 bis 0,40
Ni = 3,60 bis a,70
Mn =* 14,00 bis. 15,00
Rest Fe und herstellungsbedingte Verunreinigungen C = 0.55 to 0.60, Si = 0.35 to 0.40
Ni = 3.60 to a.70
Mn = * 14.00 to. 15.00
The remainder is Fe and production-related impurities hat»Has" 6. Verfahren nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene entweder beim Aufschweißen gegengewärmt oder nach dem Aufschweißen durch Gegenwärmung gerichtet wird.6. The method according to claim 1, 4 or 5, characterized in that that the rail is either counter-heated during welding or directed by counter-heating after welding will. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/, daß das Bearbeiten des aufgeschweißten Materials zur Wiederherstellung des Profils der Schiene durch ein über die ganze Länge der Schiene hin- und hergleitendes Schleiforgan erfolgt. '7. The method according to claim 1, characterized / that the processing of the welded material to restore the profile of the rail through an over sliding back and forth the entire length of the rail Grinding organ takes place. '
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