DE3709126A1 - Miteinander wechselwirkende gleisteile - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf miteinander wechselwirkende, insbesondere aufeinander gleitende Gleisteile, wie Weichenteile in Form von z. B. Gleitstuhl und Zungenschiene oder Weichenstell- und -verschließeinrichtungen, die zumindest in den wechselwirkenden wie aufeinander gleitenden Bereichen mit einem Gleitmittel versehen sind.

Im Gleisbau, insbesondere im Weichenbau können die bewegten Teile durch Schmierung mit Fett oder Öl leichtgängig und rostfrei gehalten werden. Dies ist wartungs- und personal­ intensiv. Zudem stellen die verwendeten Mittel wie Öl oder Fett eine Umweltbelastung dar, die unerwünscht ist. Aus diesem Grund sind Bestrebungen im Gange, zumindest die aufeinander gleitenden Bereiche der Gleisteile mit Gleitmitteln und zwar relativ weichen Gleitmitteln wie z.B. Kunststoff- oder Messinglegierungen wie DEVA-Metall zu versehen. Hierdurch wird zwar das Schmieren mit Fett und Öl reduziert, jedoch zeigt sich der Nachteil, daß die weichen Gleitmittel agressiven Umwelteinflüssen nicht gewachsen sind, wobei sie insbesondere einem starken Verrosten der zum Teil kerbempfindlichen Bauteile nichts entgegenzusetzen haben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, miteinander wechselwirkende, insbesondere aufeinander gleitende Gleisteile wartungsarm auszubilden, wobei gleichzeitig sichergestellt sein soll, daß die Gleisteile gegen ein Verrosten geschützt sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gleitmittel hart sind und Notlaufeigenschaften aufweisen. Hierdurch ist gewährleistet, daß das wartungsintensive fortwährende Schmieren der Gleisteile verringert wird, da sich die Notlaufeigenschaft dadurch auszeichnet, daß bei Verringerung oder Unterbrechung einer Schmiermittelzufuhr oder bei Vorhandensein von Wasser oder Fremdkörpern oder sonstigen Störungen im Gleitbereich weiterhin gewährleistet ist, daß die Gleisteile aufeinander gleiten können.

Die Eigenschaft "hart" soll zum Ausdruck bringen, daß das Material härter als Stahl ist und daß vorzugsweise das Gleitmittel insbesondere eine Beeinträchtigung durch Umwelteinflüsse nicht erfährt.

In Ausgestaltung der Erfindung werden die miteinander wechselwirkenden, insbesondere aufeinander gleitenden Bereiche zumindest bereichsweise mit dem Gleitmittel überzogen, wobei z.B. ein partielles Verschweißen zwischen dem Gleitmittel und den aufeinander gleitenden Bereichen möglich ist. Hierdurch bedingt wird dem die überwiegend spröde Eigenschaft aufweisenden harten Werkstoff durch Verbindung mit dem Gleisteil in Art eines "Verbundwerkstoffs" die Elastizität des Grundwerkstoffes, also des Stahls übertragen, so daß hiermit die mit der Spröde verbundenen Nachteile vermieden werden.

Sollte aufgrund der verwendeten Materialien ein unmittelbares Auftragen der Gleitmittel auf den Bereichen nicht erfolgen können z. B. dann, wenn das Gleitmittel auf dem Bereich nicht haften würde, so ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, daß zwischen dem Gleitmittel und dem Bereich eine Mittler- wie Haftschicht (Puffer) angeordnet ist.

Sofern das Auftragen des harten Werkstoffes bei hohen Temperaturen erfolgt, ist nach einer hervorzuhebenden Ausgestaltung der Erfindung das verwendete Gleismaterial randentkohlt, um die bei hohen Auftragstemperaturen auftretende Martensitbildung zu vermeiden. Dies trifft insbesondere bei Schienenstählen mit einem hohen Kohlenstoffgehalt (0,5 bis 0,8% C) auf.

Um die im Zusammenhang mit einer erforderlichen Wärmebehandlung der Gleisteile normalerweise verbundene Oxidausbildung auf der Oberfläche zu unterbinden, die die Verbindung zwischen dem Gleitmittel und dem Gleismaterial negativ beeinflussen könnte, ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die mit den Gleitmitteln versehenen Gleisteile in einer Schutzgasatmosphäre wärmebehandelt sind.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das harte, Notlaufeigenschaften aufweisende Gleitmittel in poröser Form auf die aufeinander gleitenden Bereiche aufgebracht ist, wobei vorzugsweise in den sich dabei ausbildenden Freiräumen in dem Gleitmittel ein Schmierstoff- oder Unterrostungsschutz eingebracht ist. Auch kann vorgesehen werden, daß die das Gleitmittel nicht aufweisenden Bereich durch z. B. Verzinkung rostgeschützt sind.

lnsbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß das harte Gleitmittel in den aufeinander gleitenden Bereichen mit Molybdän überzogen ist, das vorzugsweise durch Plasma- oder Flammspritzen auf die Gleisteile aufgebracht wird. Dabei wird das Molybdän in kleinen Partikeln in flüssiger Phase auf die Werkstoffoberfläche aufgetragen, was zu der partiellen Verschweißung zwischen dem Molybdän und dem Schienenstahl führt. Erwähntermaßen wird die bei einem hohen Kohlenstoffgehalt aufweisenden Schienenteilen normalerweise sich ausbildende dünne Martensitschicht (3-5 µm) dadurch ausgeschlossen, daß die mit dem Molybdän zu versehenen Bereiche eine leichte Randentkohlung aufweisen.

Bei Plasmaspritzen wird das Molybdän in leicht poröser Form aufgetragen. Durch die Porösität des Werkstoffes ergibt sich dann eine Verhalten des Gleitmittels wie das des Schienenwerkstoffes, wenn die Gleitmittelschicht eine Stärke von in etwa 0,1-1 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,4 mm aufweist. ln die Freiräume des Molybdäns kann dann ein dauerhafter Schmierstoff eingebracht werden, der gleichzeitig als Unterrostungsschutz dienen könnte.

Als Gleitmittel eignen sich auch ternäre und quaternäre Legierungen auf Co- oder Ni-Basis mit Zusätzen wie Mo, Cr und Si (Handelsname Tribaloy).

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.

In der einzigen Figur ist eine Schnittdarstellung im Bereich einer Weiche gezeichnet, die als wesentliche Bestandteile eine Zungenschiene (10), eine Backenschiene (12) sowie einen Gleitstuhl (14) umfaßt, der von einer Rippenplatte (16) ausgeht, die ihrerseits z.B. auf eine Schienenschwelle (18) über Befestigungselemente (20) und (22) angeschraubt ist. Die Zungenschiene (10) ist nun beweglich zur Backenschiene (12) angeordnet, um in Abhängigkeit ihrer Stellung die durch die Weiche gewünschte Fahrtrichtung zu bestimmen.

Erfindungsgemäß sind die aufeinander gleitenden Bereiche von der Zungenschiene (10) und dem Gleitstuhl (14) mit einem harten, Notlaufeigenschaften aufweisenden Gleitmittel versehen. Die diesbezüglichen Bereiche sind mit dem Bezugszeichen (24) und (26) gekennzeichnet und zeichnerisch durch eine besondere Schraffur bzw. einen ausgezeichneten Balken gekennzeichnet. Bei dem Gleitmittel handelt es sich vorzugsweise um im Plasma- oder Flammspritzverfahren aufgebrachtes Molybdän. Durch den hohen Schmelzpunkt des Molybdäns (ca. 2610°C) bedingt würde bei einem einen hohen Kohlenstoffanteil aufweisenden Stahl der Zungenschiene (10) bzw. des Gleitstuhls (14) in einer Oberflächenschicht der Größenordnung 3-5 µm eine unerwünschte Martensitbildung erfolgen. Um dies zu vermeiden, sind die Oberflächen des Gleitstuhls (14) und die Bodenfläche der Zungenschiene (10) leicht randentkohlt. Die diesbezüglichen Bereiche sind in der Figur mit den Bezugszeichen (28) und (30) versehen, wobei zu bemerken ist, daß die Darstellung rein schematisch verdeutlichen soll, in welchen Bereichen das harte Gleitmittel aufgetragen bzw. das Schienenmaterial randentkohlt ist, ohne daß hierdurch Rückschlüsse auf die Schichtdicken erlaubt sind. Vielmehr sollten die Gleitschichten (24) und (26) bei der Verwendung von Molybdän als hartes, Notlaufeigen­ schaften aufweisendes Gleitmittel eine Stärke von in etwa 0,1- 1 mm, vorzugsweise von 0,2-0,4 mm nicht überschreiten, um zu erreichen, daß der spröde Werkstoff Molybdän durch die bei der erwähnten Schichtdicke vorhandene Porösität bedingt die Eigenschaft des Schienenwerkstoffs übernehmen kann, so daß die Gleitschichten (24) und (26) dessen Elastizitätseigenschaften zeigen.

Die erfindungsgemäße Lehre ist selbstverständlich auch auf andere Gleisteile anwendbar, insbesondere auch auf Weichenverriegelungen.

Claims (12)

1. Miteinander wechselwirkende, insbesondere aufeinander gleitende Gleisteile, wie Weichenteile in Form von z.B. Gleitstuhl und Zungenschiene oder Weichenstell- und -verschließeinrichtungen, die zumindest in den wechselwirkenden wie aufeinander gleitenden Bereichen mit Gleitmitteln versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitmittel (24, 26) hart sind und Notlaufeigenschaften aufweisen.

2. Gleisteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinander gleitenden Bereiche (24, 26) zumindest bereichsweise mit dem Gleitmittel überzogen sind.

3. Gleisteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel partiell mit den aufeinander gleitenden Bereichen (24, 26) verschweißt ist.

4. Gleisteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Gleitmittel zu versehenen Bereiche (28, 30) randentkohlt sind.

5. Gleisteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleisteile (10, 14) in einer Schutzgasatmosphäre wärmebehandelt sind.

6. Gleisteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel in poröser Form aufgebracht ist.

7. Gleisteile nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in in den Gleitmitteln vorhandenen Freiräumen ein Schmierstoff und/oder ein Unterrostungsschutz für die Gleisteile (10, 14) eingebracht ist.

8. Gleisteile nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Gleitmittel nicht aufweisenden Bereiche (24, 26) durch vorzugsweise Verzinken rostgeschützt sind.

9. Gleisteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel Molybdän enthält.

10. Gleisteile nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel Molybdän mittels Plasma- oder Flammspritzverfahrens auf die aufeinander gleitenden Bereiche (24, 26) aufgebracht ist.

11. Gleisteile nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des auf den aufeinander gleitenden Bereichen (24, 26) aufgebrachten harten Gleitmittels zwischen 0,1 und 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,2-0,4 mm beträgt.

12. Gleisteile nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bereich (24, 26) und dem Gleitmittel eine Mittler- wie Haftschicht angeordnet ist.