DE2511007A1

DE2511007A1 - Railway wheel with titanium surface - has coated steel rim or steel tyre using diffusion in manufacture

Info

Publication number: DE2511007A1
Application number: DE19752511007
Authority: DE
Inventors: Hans Prof Dr Ing Krause; Heinz-Dieter Dipl Ing Neuber; Dieter Dipl Ing Schreiner
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1975-03-13
Filing date: 1975-03-13
Publication date: 1976-09-23

Abstract

The main patent (2507915.6) describes a railway wheel in which at least part of the running surface has a wear resistant metallic layer such a as titanium. The advantage of this addition is that the material cost of manufacture is reduced. The titanium layer consists of a surface (5) that is on a steel wheel rim or steel tyre. Alternatively the wheel rim or wheel tyre can have an aluminum or similar soft metal surface under the titanium. The flange or rim is heated in manufacture so that the titanium is diffused into the surface of the base metal.

Description

Schienenrad Zusatzanmeldung zur Patentanmeldung P 25 O7 915.6 Das Hauptpatent ............ (Paentanmeldung p 25 07 915.6) betrifft ein Schienenrad, bei dem wenigstens ein Teil der Lauffläche aus einem verschleißfesten metallischen Werkstoff besteht Als Werkstoff ist Titan bzw. eine Titan-Legierung vorgesehen. Hierdurch wird nicht nur ein höherer Reibschlußbeiwert: zwischen dem Schienenrad und einer Stahlschiene erzielt, sondern es ist aufgrund des hohen sogenannten Rückfederungsverhaltens und der daraus resultierenden relativen mechanischen Unverformbarkeit des Titans im kalten 7ustand auch zu erwarten, daß mit dem Radverschleiß die ursprünglich günstigen geometrischen Verhältnisse Radform zu Schiene weit weniger verlorengehen als beispielsweise bei einem Schienenrad mit Stahlreifen.Rail wheel additional application to patent application P 25 O7 915.6 Das Main patent ............ (patent application p 25 07 915.6) relates to a rail wheel, in which at least a part of the tread is made of a wear-resistant metallic Material consists The material used is titanium or a titanium alloy intended. This not only results in a higher coefficient of friction: between the rail wheel and a steel rail, but it is due to the high so-called springback behavior and the resulting relative mechanical indeformability of titanium In the cold state it is also to be expected that with the wheel wear the originally favorable geometric relationships between wheel shape and rail are far less lost than, for example for a rail wheel with steel tires.

Da allerdings Titan und serine Legierungen bisher teurer sind als Stahl, läßt stich nicht ausschließen, daß die Kosten für ein Schienenrad beispielsweise mit einem Radreifen aus Titan hher sind Is für ein Schienenrad mit Stahlreifen.However, since titanium and serine alloys have so far been more expensive than Stahl, stich cannot rule out the cost of a rail wheel, for example with a titanium wheel tire, higher is for a rail wheel with steel tires.

Der vorliegenden Erfindung liegt her die Aufgabe zugrunde, für ein Schienenrad cer eingangs genannten Art eine hinsichtlich der Materialkosten günstige Konstruktion aufzuzeigen.The present invention is based on the object for a Rail wheel cer initially mentioned a favorable in terms of material costs To show construction.

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patent an spruchs 1 gelöst. Die betreffende Konfiguration des Schienenrades bedingt zwar ein höheres Gewicht als bei einem Schienenrad mit einem nur aus Titan bestehenden Radreifen. Es ist jedoch vornehmlich zu bedenken, daß das Schienenrad gemäß der vorliegenden Erfindung sogar ein herkömmliches Schienenrad sein kann, bei dem also die Titan-Schicht nachträglich, unter Umständen auch im Rahmen einer ohnehin notwendigen Überarbeitung aufgebracht werden kann. Bei der Umrüstung eines Fahrzeuges auf Schienenräder gemäß der Erfindung können also die verhandenen Schienenräder beibehalten werden.This object is achieved according to the characteristics of the patent claim 1. The relevant configuration of the rail wheel causes a higher weight than with a rail wheel with a wheel tire consisting only of titanium. It is however, primarily to consider that the rail wheel according to the present invention can even be a conventional rail wheel, in which the titanium layer is subsequently added, possibly also applied as part of an already necessary revision can be. When converting a vehicle on rail wheels according to the invention, the existing rail wheels can be retained.

Eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe zeigt des Kennzeichen des Patentanspruchs 2 auf. Diese Konfiguration empfiehlt sich insbesondere aus Gründen des Leichtbaus.Another solution to the problem of the invention shows the characteristic of Claim 2. This configuration is particularly recommended for reasons of lightweight construction.

Um bei beiden Anordnungen die Beständigkeit der beispielsweise durch ein thermisches Metallspritzverfahren hergestellten Titan-Schicht 6u verbessern, kann man diese und/oder das Grundmetall a. noch - analog dem sogenannten Alumetieren - im Anschluß an das Auftragen der Titan Schicht bis zum Eindiffundieren in das Grundmetall und/oder umgekehrt erwärmen.In order to ensure the stability of the, for example, through both arrangements a thermal metal spraying process to improve the titanium layer 6u, can this and / or the base metal a. still - analogous to the so-called Alumetieren - Following the application of the titanium layer until it diffuses into the Heat base metal and / or vice versa.

Ein Ausf'hrungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung nachfolgend erläutert.An exemplary embodiment of the invention is shown below with reference to the drawing explained.

Die Zeichnung zeigt zr Hälfte im Radialschnitt ein Schienenrad in bereifter Ausbildung, ei auf einen Radkörper 1 ein Radreifen 4 aufgeschrurnpft und durch einen Sprengring 3 gesichert ist. Der Radkörper 1 kann in üblicher Weise aus Stahlguß, einer Aluminium-Legierung o. dgl. bestehen. Der Radreifen 4 ist ebenfalls aus Stahl oder Aluminium, jedoch Mit einer Schicht 5 aus Titan bzw. einer Titan-Legierung an der Lauffläche; diese Schicht kann sich bei Bedarf auch auf den Spurkranz erstrecken. Die Schicht 5 beispielsweise aus Ti-6AL-4V wird etwa 2 mm dick sein. Ein inniger Verbund mit dem Grundmetall kann durch ein nach dem Auftragen der Schicht 5 mittels Erwärmen bewirktes Eindiffundieren ,wenigstens ihrer Grenzschicht 5' in das Grundmetall erreicht werden. Hierdurch wird ein Abplatzen der Schicht 5 ausgeschlossen. Das Auftragen der Schicht 5 kann nach einem üblichen thermischen Metallspritzverfahren geschehen. Zuvor kann auch eine Oberflächenbehandlung des Radreifen 4 erfolgen, wobei be?Lspielweise auch noch eine Zwischen schicht aus Metall, etwa Messing, aufgetragen werden kann.Half of the drawing shows a rail wheel in radial section tire training, egg on a wheel body 1 a wheel tire 4 shrunk and is secured by a snap ring 3. The wheel body 1 can be made in the usual way Cast steel, an aluminum alloy or the like. Are made. The wheel tire 4 is also made of steel or aluminum, but with a layer 5 made of titanium or a titanium alloy on the tread; this layer can also extend to the wheel flange if necessary. The layer 5 made of Ti-6AL-4V, for example, will be approximately 2 mm thick. A heartfelt one The bond with the base metal can be achieved by means of a after the application of the layer 5 Heating causes diffusion of at least its boundary layer 5 'into the base metal can be achieved. This prevents the layer 5 from flaking off. That Application of the layer 5 can after a usual thermal metal spray process happen. A surface treatment of the wheel tire 4 can also be carried out beforehand, Whereby an intermediate layer of metal, such as brass, is also applied can be.

Selbstverständlich ist die Verwendung der Titan-Schicht 5 auf die dargestellte Konfiguration eines Schienenrades nicht beschränkt. Es kommen also ebenso Schienenräder in einteiliger Ausführung in Betracht.Of course, the use of the titanium layer 5 is on the The illustrated configuration of a rail wheel is not limited. So there are coming rail wheels in one-piece design are also possible.

- Patentansprüche -- patent claims -

Claims

Claims 1. Rail wheel, in which at least part of the running surface consists of titanium or a titanium alloy, according to patent (patent application 25 07 915.6), noting that the titanium resp.

the titanium alloy as a layer (5) on a wheel rim or a Wheel tires made of steel is applied.

2. Rail wheel with at least part of the running surface made of titanium or a titanium alloy, according to patent ............. (patent application P 25 07 915.6), noting that the titanium resp.

the titanium alloy as a layer (5) on a wheel rim or a Wheel tires made of an aluminum or similar light metal alloy are applied is.

3. Rail wheel according to claims l and 2, thereby g e -k e n n z e i c h n e t that the layer (5) into the base metal or

the base metal has diffused into the layer.

L e r s e i t e