DE2554704A1 - Geraeuschmindernde schiene - Google Patents

Geraeuschmindernde schiene

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DE2554704A1 DE19752554704 DE2554704A DE2554704A1 DE 2554704 A1 DE2554704 A1 DE 2554704A1 DE 19752554704 DE19752554704 DE 19752554704 DE 2554704 A DE2554704 A DE 2554704A DE 2554704 A1 DE2554704 A1 DE 2554704A1
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Elektro Thermit GmbH
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    • E01B—PERMANENT WAY; PERMANENT-WAY TOOLS; MACHINES FOR MAKING RAILWAYS OF ALL KINDS
    • E01B5/00—Rails; Guard rails; Distance-keeping means for them
    • E01B5/02—Rails
    • E01B5/08—Composite rails; Compound rails with dismountable or non-dismountable parts
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Description

Elektro - Thermit GmbH, Essen
Geräuschmindernde Schiene
Die vorliegende Erfindung betrifft eine geräuschmindernde Schiene für Gleisfahrzeuge sowie ein Verfahren zur Herstellung solcher Schienen.
Es ist bekannt, daß Schienenfahrzeuge, insbesondere in Kurven mit engen Radien, Geräusche verursachen können, deren Stärke in vielen Fällen über das erträgliche und zulässige Maß hinausgehen. Diese Geräusche werden im wesentlichen durch Schlupfschwingungen verursacht, die z.B. darauf zurückzuführen sind, daß die fest auf einer Achse angeordneten Räder bei Kurvenfahrten unterschiedliche Wege zurücklegen müssen, wodurch ein Schlupf für den Wegausgleich auftritt. Bis zum Schlüpfen tritt jedoch eine steigende Verspannung der Räder ein, bis der Haftwert zwischen Rad und Schiene überschritten wird und eine ruckartige Entspannung einsetzt. Unter ihrem Einfluß führt
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der Radsatz Drehschwingungen aus, deren Schwingungsenergie zum Teil als Luftschall an die Umgebung übergeht, während ein anderer Teil als Körperschall abgegeben wird.
Diese Verhältnisse treten insbesondere bei Straßenbahngleisen auf, die kleine Kurvenradien aufweisen. Die Steifheit und Einbettung der Rillenschienengleise erlauben den in Kurven zwängenden und schlüpfenden Rädern der Straßenbahnfahrzeuge unter bestimmten Berührungsverhältnissen kurze, schnelle Reibschwingungen, die zu den bekannten, in vielen Fällen unerträglichen Geräuschen hoher Tonlage und unter anderem zu starken seitlichen Ausfahrungen der Schienenköpfe und Leitschienen führen.
Zur Geräuschbekämpfung, die insbesondere in bewohnten Gebieten dringend notwendig ist, werden daher im Bereich der Lauf- und Führungsflächen Auflagen aus Blei oder Zink in dünner Schicht aufgetragen. Diese bekannten Auflagen haben jedoch nur eine schmierende Wirkung und eine sehr geringe Verschleißfestigkeit.
Es ist weiterhin aus der DT-PS 1 903 177 eine geräuschmindernde Schiene bekannt, bei der im Bereich der Lauf- und Führungsfläche vorbereitete Ausnehmungen durch ein spezielles NE-Metall ausgefüllt werden. Von Nachteil ist hierbei, daß zunächst im Bereich der Führungsflächen der zu behandelnden Schiene die für die Aufschweißung erforderlichen
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Fugen hergestellt werden müssen, um dann diese Ausnehmungen mit der entsprechenden Bronze auszufüllen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schiene zu schaffen, die sowohl in neuem Zustand als auch nach ihrem Einsatz im Fahrverkehr und den dabei auftretenden Verschleiß die geforderten geräuschmindernden Eigenschaften aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fahrfläche des Schienenkopfes in Schxenenlaufrichtung in eine oder mehrere - dann im Abstand voneinander verlaufende - Teilflächen unterteilt ist, wobei die Breite der Teilfläche oder die Summe der Teilflächenbreiten maximal 80 % der ursprünglichen Fahrfläche beträgt.
Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfläche aus der profilgerecht geschliffenen Oberseite eines metallischen Zusatzwerkstoffes besteht. Dabei hat sich gezeigt, daß es zweckmäßig ist, den metallischen Zusatzwerkstoff in einer Höhe von 3-10 mm, einer Breite von 6 - 15 mm und bei mehreren Teilflächen in einem Abstand von 10 - 15 mm voneinander auf der Fahrfläche anzuordnen.
Dabei soll der Zusatzwerkstoff aus einem Metall mit einem geringen Reibungskoeffizienten bestehen. Dieser Reibungs-
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koeffizient soll dabei geringer sein als der des Materials der überfahrenden Räder. Ein solches Metall ist ein NE-Metall, welches aus einer ein- oder mehrphasigen Bronze mit mindestens 50 % Kupfergehalt und einem oder mehreren Legierungselementen, vorzugsweise Aluminium, Zinn, Blei, Eisen, Mangan oder bzw. und Nickel besteht.
Es kann weiterhin ein NE-Metall zum Einsatz kommen, welches aus einer mehrphasigen Aluminiumbronze mit 8 % Aluminium-, 2 % Eisen-, 12 % Mangan- und 2 % Nickelgehalt ne-_ ben Kupfer als Restgehalt zusammengesetzt ist.
Bevorzugt wird weiter ein metallischer, austenitischer Zusatzwerkstoff eingesetzt, der aus
C = 0,45 bis 0,65
Si = 0,30 bis 0,50
Ni = 3,00 bis 4,00
Mn = 13,00 bis 16,00
Rest Fe und herstellungsbedingte
Verunreinigungen
besteht. Dieser Zusatzwerkstoff zeichnet sich durch seine hohe Verschleißfestigkeit, durch seine gute Bearbeitbarkeit und durch hervorragende Gleiteigenschaften aus.
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Neben diesem austenitischen Zusatzwerkstoff eignet sich ein weiterer austenitischer Zusatzwerkstoff, der aus
C = 0,04 bis 0,12 %
Cr β 17,00 bis 20,00 %
Ni = 9,00 bis 13,00 %
Mn = 6,00 bis 8,00 %
besteht.
Aus besonders wirtschaftlichen Gründen kann auch ein ferritischer metallischer Zusatzwerkstoff angewendet werden, der aus
Mn = 0,5 bis 1,00 %
C « 0,1 bis 0,15 %
Si = 0,2 bis 0,45 %
Rest Fe und herstellungsbedingte
Verunre ini gungen
besteht.
Neben der Geräuschminderung gewährleisten die nach der Erfindung beschriebenen Teilflächen die für den Betrieb erforderlichen Festigkeits- und Verschleißeigenschaften.
7 Γ! Ρ :-:
25bA704
Die Aufbringung des metallischen Zusatzwerkstoffes auf die Fahrfläche des Schienenkopfes geschieht durch Metallstäbe, Metalldrähte oder Schweißraupen, die nach ihrer Aufbringung fahrflächengerecht beschliffen werden. Es hat sich von Vorteil dabei erwiesen, diese Stäbe, Drähte oder Schweißraupen auf die Fahrfläche aufzuschweißen. Die Aufschweißung der Metallstäbe, -drähte oder Schweißraupen, die aus dem obengenannten Zusatzwerkstoff bestehen, kann dabei entweder von Hand oder durch halb- oder vollmaschinelles Schweißverfahren erfolgen. Besonders geeignet ist die Unterpulver-Schweißung oder die Schweißung unter Schutzgas mit verbrauchendem Schweißdraht. Nach dem Aufschweißen werden die Oberflächen profilgerecht geschliffen.
Neben der Aufschweißung von den genannten Stäben, Drähten, Bändern oder Schweißraupen können diese auch durch andere Mittel, wie z.B. Schrauben oder Kleben, mit der Schiene verbunden werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die stoffschlüssige Verbindung durch Schweißen am besten den Betriebsbeanspruchungen genügt.
Gemäß der Erfindung ist es also möglich, sowohl neue Schienen mit dem metallischen Zusatzwerksfcoff zu versehen als auch auf bereits abgefahrene Schienenoberflächen ohne große Vorbereitung die beschriebenen Metallbänder, -stäbe, -drähte oder Schweißraupen aufzubringen.
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2 b b 4 7 O 4
Durch die Erfindung können somit die Geräuschbelästigungen, besonders hervorgetreten durch teilweise unerträgliches Quietschen bei Kurvenfahrten von Straßenbahnen, beseitigt sowie Schaden am Oberbau und Fahrzeug vermindert bzw. vermieden werden.
Die Figuren 1 bis 4 sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern. In diesen Figuren wird die Unterteilung der Fahrfläche des Schienenkopfes durch aufgebrachte Metallbänder oder -drähte gezeigt.
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Leerseite

Claims (11)

  1. Patentansprüche
    ( 1.JGeräuschmindernde Schiene für Gleisfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrfläche des Schienenkopfes in Schienenlaufrichtung in eine oder mehrere - dann im Abstand voneinander verlaufende - Teilflächen unterteilt ist, wobei die Breite der Teilfläche oder die Summe der Teilflächenbreiten maximal 80 % der ursprünglichen Fahrfläche beträgt.
  2. 2. Geräuschmindernde Schiene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilfläche(n) aus der (den) profilgerecht geschliffenen Oberseite(n) eines metallischen Zusatzwerkstoffes besteht (bestehen).
  3. 3. Geräuschmindernde Schiene nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Zusatzwerkstoff in einer Höhe von 3-10 mm, einer Breite von 6-15 mm und bei mehreren Teilflächen in einem Abstand von iO - 15 mm voneinander auf der Fahrfläche angeordnet ist.
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  4. 4. Geräuschmindernde Schiene nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzwerkstoff aus einem Metall mit einem geringen Reibungskoeffizienten besteht.
  5. 5. Geräuschmindernde Schiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall ein NE-Metall, bestehend aus einer ein- oder mehrphasigen Bronze mit mindestens 50 % Kupfergehalt und einem oder mehreren Legierungselementen, vorzugsweise Aluminium, Eisen, Mangan oder bzw. und Nickel, ist.
  6. 6. Geräuschmindernde Schiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das NE-Metall eine mehrphasige AIu-
    • miniumbronze mit 8 % Aluminium-, 2 % Eisen-, 12 % Mangan- und 2 % Nickelgehalt neben Kupfer als Restgehalt ist.
  7. 7. Geräuschmindernde Schiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus
    C = 0,45 bis 0,65
    Si = 0,30 bis 0,50
    Ni β 3,00 bis 4,00
    Mn = 13,00 bis 16,00
    Rest Fe und herstellungsbedingte Verunreinigungen
    besteht,.
    709823/0856
    255A704
    .3.
  8. 8. Geräuschmindernde Schiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus
    C = 0,04 bis 0,12 %
    Cr = 17,00 bis 20,00 %
    Ni = 9,00 bis 13,00 %
    Mn = 6,00 bis 8,00 %
    besteht.
  9. 9. Geräuschmindernde Schiene nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall aus
    Mn = 0,5 bis 1,00 %
    C = 0,1 bis 0,15 %
    Si = 0,2 bis 0,45 %
    Rest Fe und herstellungsbedingte
    Verunreinigungen
    besteht.
  10. 10. Verfahren zur Herstellung geräuschmindernder Schienen nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Fahrfläche des Schienenkopfes Metallstäbe, Metalldrähte oder Schweißraupen aufbringt und diese dann fahrflächengerecht schleift.
    709823/0856
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbringung durch Aufschweißen erfolgt.
    709823/0856
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