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Wagenrad mit weicher Nabe und durch IVfanganzusatz gehärtetem Kranze,
die aus einem Stück bestehen. Die Erfindung bezieht sieh auf Wagenränder, und zwar
insbesondere auf ein für Eisenbahnfahrzeuge Verwendung findendes. Bei derartigen
Rädern ist es zwecks Erzielens einer langen Lebensdauer außerordentlich wichtig,
eine möglichst harte und widerstandsfähige Lauffläche zu erhalten, während der Steg
nach der Mitte hin zweckmäßig weicher und zäher wird, so' daß die Möglichkeit eines
Bruches herabgemindert und gleichzeitig die Bearbeitung des Rades erleichtert wird.
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Es hat sich herausgestellt, däß, entsprechend einer kleineren oder
größeren Menge zugesetzten Mangans, der Stahl verhältnismäßig hart und zäher wird.
Es kann daher bei Verwendung einer drehenden Form und bei fortschreitender Verringerung
des Verhältnisses von zugesetztem Mangan ein Wagenrad hergestellt werden, dessen
Lauffläche hart und widerstandsfähig ist, und welches nach dem Steg zu weicher ist
und in der Mitte gewünschtenfalls frei von Mangan sein kann.
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Ein gemäß der Erfindung hergestelltes Wagenrad weist im Felgenteil
zweckmäßig o,28 Prozent bis 0,45 Prozent Kohlenstoff und r,25 Prozent bis 2,5o Prozent
Mangan auf. Wird beträchtlich mehr als 0,45 Prozent Kohlenstoff zugefügt, so wird
der Stahl spröde und neigt daher leichter zum Bruch. Werden Kohlenstoff und Mangan
jedoch in dem angegebenen Verhältnis beigemischt, so .erhält man eine harte zähe
:und dichte Stahlfelge. Der Steg und die Nabe des Rades sind aus Stahl mit einem
geringeren Prozentsatz von Kohlenstoff und Mangan, und' zwar zweckmäßig o,2o Prozent
bis 0,35 Prozent Kohlenstoff und o,6o Prozent bis o,8o Prozent Mangan, hergestellt.
Diese Mischung ergibt einen weicheren Stahl als den für ,die Felge, jedoch ist er;
obgleich seine Zugfestigkeit geringer ist, doch von größerer Geschmeidigkeit. Die
Felge kann nach dem Gießen durch Erwärmung und Abschreckung entweder durch Luft
oder ein anderes Mittel noch weiter gehärtet werden, und die Zusammensetzung der
Felge ist so gewählt, daß sie in hohem Maße gehärtet werden kann. Ein auf diese
Weise hergestelltes Rad ist infolge seines zähen, geschmeidigen Mittelteiles ebenso
stark und zuverlässig, wie die bedeutend kostspieligeren geschmiedeten Stahlräder.
Die Eigenschaften der Felge gewährleisten eine längere Lebensdauer des Rades als
bisher. Auch sind diese Räder besser -als solche mit aufgezogenen oder aufgeschweißten
Felgen, und überdies sind sie denjenigen vorzuziehen, bei welchen durch ein Zementierverfahren
nur die Außenfläche der Felge gehärtet ist. Letzteres ist der Fall, weil die aufgezogenen
und aufgeschweißten Felgen infolge der notwendig werdenden maschinellen Bearbeitung
teurer sind und bei ihnen außerdem die Gefahr besteht, daß die Felgen nicht einwandfrei
befestigt sind. Durch das Zementierverfahren wird nur eine dünne, leicht brechende
und sich schnell abnutzende Schicht gehärtet. Gemäß
dem neuen Verfahren
bestehen Steg und Mittelteil des Rades aus einem Stück, und die harte Felge kann
jede gewünschte Stärke annehmen.
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Die Praxis hat gelehrt. daß es schwierig ist, 'Mangan in zufriedenstellender
Weise mit geschmolzenem, in der Gießpfanne sich befindendem Stahl zu vereinigen.
Weiter hat es sich herausgestellt, daß es außerordentlich schwierig ist, das Mangan
dem Stahl in einem solchen Verhältnis beizumengen, daß ein Produkt erzielt wird,
welches die gewünschten Eigenschaften aufweist, da diese Eigenschaft im hohen Maße
von dem genauen zur Anwendung gelangenden Verhältnis abhängt. Dies ist teilweise
darauf zurückzuführen, daß das Mangan sehr leicht oxydiert. Weiter ist es, wenn
das Mangan dem in der Gießpfanne befindlichen Stahl beigemischt wird, wenn nicht
unmöglich, so doch unpraktisch, ein Wagenrad zu erzielen, bei . dem das Verhältnis
an Mangan von dem- Umfang aus nach einwärts allmählich abnimmt. Aus diesen und anderen
Gründen sind bereits Versuche gemacht worden, das Mangan in fein verteiltem Zustande
dem von der Gießpfanne nach der Form fließenden Stahl beizumengen. Es hat sich ferner
herausgestellt, daß, wenn dieses Verfahren in zufriedenstellender Weise durchgeführt
werden soll, die Strömungsgeschwindigkeiten sowohl des Stahles als auch des Mangans
sehr sorgfältig kontrolliert werden müssen.
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In erster Linie ist es außerordentlich wich-'tig, daß die Beträge
an Stahl und veränderndem Element in irgendeinem Zeitpunkt genau in dem gewünschten
Verhältnis zueinander stehen. Ebenso wesentlich ist es in zweiter Linie, daß das
verändernde Element gründlich mit dem geschmolzenen Stahl vermischt wird. Um ersteres
zu erreichen, läßt man den Stahl unter der Wirkung einer im wesentlichen konstanten
Höhe geschmolzenen Stahles fließen. Um die gründliche Mischung zu erreichen, wird
pulverisiertes Mangan durch Druckluft in den Stahl des geschmolzenen Metalles eingeführt.
Durch die Verwendung von Druckluft werden nicht nur Gleichförmigkeit des Flusses
und bessere Durchdringung der geschmolzenen Metallsäule erzielt, sondern das Verhältnis
von Mangan zu Stahl kann entweder vor oder während des Gießens in sehr einfacher
Weise beliebig verändert werden. _