DE602182C

DE602182C - Hochverschleissfeste Schiene mit leicht auswechselbarem Kopf

Info

Publication number: DE602182C
Application number: DEB156977D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-08-13
Filing date: 1932-08-13
Publication date: 1934-09-03

Description

Hochverschleißfeste Schiene mit leicht auswechselbarem Kopf Seit längerer Zeit bemüht man sich, die Schienen für Fahrzeuge ,verschleißfester zu machen. In erster Linie bemühte man sich, die Eisen- und Straßenbahnschienen stark befahrener Strecken und Krümmungen mit solchen Schienen auszurüsten, um die sehr hohen Kosten des sich rasch verbrauchenden Werkstoffes niedriger zu halten und die Kosten für Umbauarbeiten zu sparen.
Die bisher angewandten Mittel sind Schienen aus hochprozentigem legiertem Stahl, wie Mangan-, Chrom- u. dgl. Stahl. Abgesehen davon, daß die legierten Stähle sehr teuer sind, läßt sich solcher Werkstoff in komplizierter Form sehr schwer walzen. Ferner werden Schienen aus Kohlenstoffstahl mit gehärtetem Kopf hergestellt; der glühende Kopf wird durch dauerndes oder wiederholtes Eintauchen in das Wasser abgeschreckt und teil-«reise danach wieder angelassen. Auch durch Aufspritzen eines Gemisches aus zerstäubtem Wasser und Luft oder reinen Wassers auf den Schienenkopf härtet man solche Schienen. Ein weiteres Verfahren besteht darin, daß man einen sogenannten Verbundstahl, einen Stahlblock aus einem Teil harten und einem Teil weichen Stahl, die beide miteinander verschweißt sein sollen, herstellt und aus diesem die Schiene so walzt, daß der harte Teil den Kopf, der weiche den übrigen Teil der Schiene bildet.
Alle diese Schienen sind nicht vollkommen und haben Nachteile. Sind sie aus sehr hartem Stahl, so lassen sie sich sehr schwierig walzen, was besonders bei den schwer walzbaren Rillenschienen in die Erscheinung tritt. Sind sie aus Verbundstahl, so ist, abgesehen von der schwierigen Herstellung der Verbundblöcke, keine absolute Sicherheit gegeben, daß die Verschweißung beider Werkstoffe einwandfrei erfolgt, weshalb die Werkstoffe an der Trennfläche sich oft voneinander lösen. Gehärtete Schienen haben einen bestimmten Minimalkohlenstoffgehalt zur Voraussetzung, wenn sie im Wasser härtbar sein sollen. Diesem Kohlenstoffgehalt entspricht aber eine Festigkeit des Werkstoffes, die denselben schon spröde macht. Die größte Schwierigkeit solcher gehärteten Stoffe sind jedoch die Härterisse, welche, als Haarrisse bezeichnet, durch die dauernde Beanspruchung häufig zum Bruch der Schienen führen.
Besonders schwierig sind alle die vorgenannten Mittel bei Rillensehienen, die infolge ihrer größeren Abmessungen der dünneren Füße, Stege und Rillenränder schon während der Bearbeitung brechen. Die Rillenschienen, die nur unter größten Schwierigkeiten auf Sonderwalzenstraßen hergestellt werden können, werden unmöglich, wenn die Festigkeit des Baustoffes zu hoch wird.
Ein Übelstand aller Schienen aus Kohlenstoff stahl schon von 6o kg Festigkeit aufwärts ist die Gefahr des Längsaufreißens in der Mitte des Fußes, das schon beim Richten solcher Schienen unter Pressen oder Rollenrichtmaschinen in Erscheinung tritt.
Die ferner versuchten Mittel, an die besonders beanspruchten Kopfkanten, Rillenränder und Rillengründe der Normal- und Rillenschienen Hartstahlschleißkanten anzusetzen, zu verschweißen, zu verschrauben und einzuwalzen, sind verfehlt, weil die Verbindung sehr teuer ist und bei den dauernden Biege- und Stoßbeanspruchungen leicht zerstärt -wird. Andere Versuche, auf einen oben verdickten Steg eine Kappe aufzusetzen, versagen, weil die Verbindung im Dauerbetrieb zerstört wird.
Ferner ist einem wichtigen Umstand in der Schienenherstellung und betriebsmäßigen Verwendung Rechnung zu tragen, nämlich den Kosten der Herstellung und der betriebsmäßigen Ausnutzung.
Schienen können nur auf schweren Walzenstraßen hergestellt werden, die bekanntlich teurer arbeiten als kleine Walzenstraßen. Besonders Rillenschienenwalzwerke sind kostspielig und weisen großen Walzenverschleiß auf, was sich nachteilig auf den Preis der Schiene auswirkt. Verteuernd wirkt auch der Arbeitsausschuß, der durch fehlerhafte Stellen am Schienenkopf und Schienenfuß bedingt ist, seien es Folgen der Lunker, Risse oder Abblätterungen usw. Bei Fehlern, die sich nur an einer Stelle von einigen Zentimetern Länge zeigen, muß eine Schiene von 15 und mehr Metern Länge verworfen und zu Schrott werden: also wiederum Verluste, die verteuernd wirken.
Im Bahnbetrieb sind Schienen, deren Fahrbahn abgenutzt ist, nur noch Schrott.
Die neue Schiene ist zweiteilig. Sie besteht aus dem Kopf aus verschleißfestem Werkstoff und aus dem Fuß mit Steg aus üblichem Schienenmaterial. Diese beiden Teile sind gemäß der Erfindung getrennt durch Walzen hergestellt und miteinander in oder in der Nähe der neutralen Faser verschweißt.
An und für sich ist es bereits bekannt, Träger, wie z. B. Bulbeisen für die Konstruktion von Schiffen, oder hohle Spundpfähle zweiteilig herzustellen und die beiden Teile durch Verschweißen zu vereinigen. Es fehlt aber hierbei der wichtigste Gedanke, diese Vereinigung in der neutralen Faser vorzunehmen, also dort, wo bei der Belastung der Schiene durch das Fahrzeug keine Verkürzung und keine Verlängerung eintritt. Durch die Verlegung der Schweißnaht in die neutrale Faser der Schiene wird deren Sicherheit wesentlich erhöht, was für Fahrzeugschienen von ausschlaggebender Bedeutung ist.
Die neue Schiene besitzt eine Reihe weiterer technischer Vorteile gegenüber den bekannten Schienen und auch gegenüber den erwähnten zweiteiligen Trägern. So können selbst die größten Vignol- und Rillenschienen auf relativ kleinen und normalen einfachen Walzenstraßen hergestellt werden. Eine große Betriebsersparnis bei Eisenbahnen wird dadurch herbeigeführt, daß der an sich bekannte Gedanke, die abgenutzten Schienenköpfe abzutrennen und neue wieder einzusetzen, leicht zur Anwendung gelangen kann. Ferner verringert sich der Walzfehlerausschuß um 5o %, weil er jeweils nur am halben Schienenprofil auftritt, denn es werden- die beiden zu verbindenden Teile vorher geprüft und aussortiert.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt, und zwar betreffen die Abb. z bis 3 eine normale Kopfschiene und die Abb. q. und 5 eine Rillenschiene.
Abb. i zeigt den hochverschleißfesten Kopf im Querschnitt, Abb. a den Fuß und Steg aus weicherem Stahl und Abb. 3 ihre Vereinigung, wobei die Schweißstelle in der neutralen Faser liegt. Abb. q. zeigt einen Rillen-'kopf und Abb. 5 seine Vereinigung mit dem Steg und Fuß der Schiene.

Claims

PATENTANSPRUCH: Hochverschleißfeste Schiene mit leicht auswechselbarem Kopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf aus verschleißfestem Werkstoff einerseits und der Fuß mit Steg aus üblichem Schienenwerkstoff andererseits, die getrennt durch Walzen hergestellt sind, miteinander in oder in der Nähe der neutralen Faser verschweißt sind.