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Härten der Überhöhung von Eisenbahnschienen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Härten der L`berhöhung von Eisenbahnschienen.
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Die Überhöhungen der Fahrfläche von Eisenbahnschienen dienen z. B.
dazu, die Überlaufverhältnisse des Rades an den Fahrbahnunterbrechungen in Weichen
und Kreuzungen zu verbessern. Die Überhöhung besteht in einer Auf-und Abrampung
der Fahrfläche gegenüber ihrer normalen Höhe und einem kurzen zwischen den beiden
Rampen parallel zur normalen Kopffläche verlaufenden Scheitelstück. Zur Erhöhung
der Lebensdauer der Überhöhung, die besonders hohem Verschleiß ausgesetzt ist, wird
im allgemeinen eine Härtung vorgenommen. Es ist dabei zweckmäßig, die Härte von
den Fußpunkten der Überhöhung ausgehend nach dem Scheitelstück hin ansteigen zu
lassen, um hierdurch den Verschleiß dem ansteigenden Raddruck, der beim Überlauf
des Rades auftritt, anzupassen.
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Man hat bereits versucht, überhöhte Schienen mit veränderlicher Härte
herzustellen. Hierzu diente eine Vorrichtung, in welcher die Schiene mit dem Kopf
nach oben stehend eingesetzt wurde und nun die Schiene aus einem über der Schiene
angeordnetem Spritzrohr gleichmäßig mit der Härteflüssigkeit berieselt wurde. Die
Änderung der Härte sollte dadurch erreicht werden, daß zwischen Spritzrohr und Schiene
von den beiden Seiten der Überhöhung her Deckbleche langsam in Richtung auf den
Scheitel der Überhöhung eingeschoben wurden. Diese Art der Härtung hat sich nicht
durchsetzen können, da die Qualität der Härtung einerseits von dem Bedienenden abhängig
ist und andererseits die Kühlflüssigkeit am Schienenkopf abfließend den Härtevorgang
in unkontrollierbarer Weise beeinflußte. Außerdem ist bei dieser Art der Härtung
nahteilig, daß immer nur eine Schiene gehärtet werden kann. Die Schienenüberhöhungen
werden paarweise benutzt und die beiden Schienen des Paares sollen in der Härtung
möglichst übereinstimmen, was aber bei der bekannten Vorrichtung nicht mit der notwendigen
Gleichmäßigkeit möglich ist, da für jede Schiene ein besonderes Spritzrohr vorgesehen
sein muß.
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Man hat auch versucht, die veränderliche Härte durch entsprechende
Einstellung des Kühlwasserzulaufes
aus seitlich des Schienenkopfes
angebrachten und .die Kühlflüssigkeit quer über den Schienenkopf spritzenden Düsen
zu erzielen; da es sich aber um verhältnismäßig breite Schlitzdüsen handelt, ist
eine allmähliche Änderung der Härte hierdurch nicht erreichbar, vielmehr ändert
sich die Härte sprunghaft.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß die zu härtende Schiene, die
zunächst auf die gewünschte Härtetemperatur gebracht wurde, in horizontaler Lage
mit dem Schienenkopf nach unten weisend über einen die Kühlflüssigkeit enthaltenden
Bottich gebracht wird und das Abschrecken nun unter allmählicher Änderung der Tauchtiefe
vorgenommen wird, derart, daß der Scheitel der Überhöhung die längste Zeit in der
Kühlflüssigkeit verbleibt und die Tauchdauer nach den Fußpunkten der Oberhöhung
abnimmt.
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Man kann nun z. B. in der Weise vorgehen, daß man die über dem Kühlbottich
in einer entsprechenden Heb- und Senkvorrichtung horizontal gelagerte Schiene langsam
in die Kühlflüssigkeit eintaucht, bis die Kühlflüssigkeit die Enden der 1rl>erhöhung
(Fußpunkte) erreicht. Es ist auch möglich, die Schiene schnell in die Kühlflüssigkeit
einzuführen, so daß sofort die ganze Überhöhung von der Kühlflüssigkeit bespült
wird und sie dann langsam wieder zu heben, wodurch ebenfalls der Scheitel der Überhöhung
am längsten und die Fußpunkte der Überhöhung die kürzeste Zeit abgekühlt werden.
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Eine weitere :Möglichkeit besteht darin, daß nian die Schiene stillstehen
läßt und den Wasserspiegel in seiner Höhenlage gegenüber der Schiene ändert. Man
kann dieses erreichen z. B. durch Anlieben des gesamten Kühlflüssigkeitsbehälters
bzw. dadurch, daß man den Kühlbehälter zunächst so weit hochführt, daß die gesamte
Überhöhung von der Kühlflüssigkeit umspült wird, worauf man ihn dann langsam absenkt.
Zweckmäßiger ist es aber, die Änderung der Höhenlage des Kühlwasserspiegels dadurch
zu erreichen, daß man die Schiene und Kühlflüssigkeitsbehälter nicht in ihrer gegenseitigen
Höhenlage verändert, sondern den Kühlfliissigkeitsspiegel dadurch ansteigen bzw.
absinken läßt, daß man Kühlflüssigkeit zupumpt bzw. ablaufen läßt.
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Da mit verhältnismäßig großen Abmessungen des Kühlbottichs zu rechnen
ist, schlägt die Erfindung weiterhin vor, bei Verwendung von z. B. 01 als Kühlflüssigkeit,
dieses nur in einer verhältnismäßig dünnen Schicht auf einer spezifisch schwereren
Füllflüssigkeit, z. B. Wasser, schwimmend, zu verwenden. In diesem Falle wird nicht
Kühlflüssigkeit (01) zugepumpt, sondern Füllflüssigkeit (Wasser).
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"Zur Bestimmung der Härtedauer geht man in der Weise vor, daß man
eine Schiene ohne Überhöhung, die in der gleichen Weise erhitzt ist und aus dem
gleichen Werkstoff besteht wie die später zu härtende Schiene mit Überhöhung, durch
schnelles Eintauchen und Belassen in der eingetauchten Stellung auf die Härte bringt,
die später das Scheitelstück der überhöhten Schiene haben soll. Die hierbei ermittelte
Tauchdauer ist dann die Tauchdauer, die bei der Härtung der überhöhten Schiene für
die allmähliche Änderung der Eintauchtiefe anzuwenden ist.
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Das Verfahren nach der Erfindung hat den besonderen Vorteil, daß nach
Ermittlung der Tauchdauer der gesamte Vorgang vollkommen automatisch vor sich gehen
kann, wodurch die Härtung vollkommen unabhängig von der Geschicklichkeit des Bedienenden
wird. Wenn man nun , noch darüber hinaus nach dem Vorschlag der Erfindung jeweils
zwei Schienen gleichzeitig härtet, ist die Gewähr gegeben, daß die paarweise in
einer Weiche o. dgl. einzubauenden überhöhten Schienenstücke vollkommen gleichmäßige
Härtung aufweisen. Man kann selbstverständlich in der gleichen Vorrichtung mehr
als zwei Schienenstücke hätten, wodurch die Wirtschaftlichkeit des vorgeschlagenen
Härteverfahrens noch gesteigert wird.
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Das beim Eintauchen des glühenden Schienenstückes eintretende Aufwellen
der Kühlflüssigkeit wirkt sich insofern günstig aus, als hierdurch die Schienenkopfseitenflächen
von der Kühlflüssigkeit benetzt werden, also ebenfalls eine gewisse Härtung erhalten,
die den sonst unter Umständen hohen Verschleiß der Kopfseitenflächen wesentlich
vermindert.
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Das vorbeschriebene Verfahren kann erfindungsgemäß auch zur Härtung
solcher Schienen angewendet werden, die, wie z. B. Herzstückspitzenschienen, keine
Überhöhung aufweisen, die aber mit Tiber eine gewisse Länge anwachsender bzw. abfallender
Härte versehen sein sollen. In diesem Falle wird »die zu härtende Schiene in einer
zur Horizontalen geneigten Lage der im übrigen unveränderten zuvor geschilderten
Behandlung unterworfen. Die Neigung gegenüber der Horizontalen richtet sich dabei
nach dem gewünschten Härteverlauf. Durch die Neigung wird erreicht, daß die Eintauchtiefe
bzw. -dauer an dem Ende mit höchster Härte an größten ist und nach dem anderen Ende
hin abnimmt.
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Zur Veranschaulichung des N' erfahrens nach der, Erfindung sind in
der Abb. i eine überhöhte Schiene in Seitenansicht, in den Abb. 2 bis 5 die verschiedenen
Ausführungsmöglichkeiten des Verfahrens nach der Erfindung und in Abb. 6 die Verwendung
einer dünnen Schicht Kühlflüssigkeit, die auf einer Füllflüssigkeit scli,#-,-imnit,
dargestellt.
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In Abb. i einer Seitenansicht der überhöhten Schiene erstreckt sich
die L`berhöhung der Fahrfläche vorn Punkta bis b. Von den beiden Punktena und b
steigt die Fahrfläche his zu den Punkten c und cl an und verläuft zwischen diesen
beiden Punkten wieder parallel zur normalen Fahrfläche außerhalb der Überhöhung
zwischen a und b. Die Härte der Überhöhung muß von a nach c bzw. b
nach d, d. h. also von den Fußpunkten a und b nach dem Scheitelstück
zwischen c und d allmählich ansteigen, während die Härte auf dem Scheitelstrick
c-d gleichmäßig sein soll.
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In den Abb.2 und 3 sind diejenigen beiden
:Möglichkeiten
des Verfahrens nach der Erfindung erläutert, bei denen die Höhenlage der Schiene
verändert wird, während der Spiegel der Kühlflüssigkeit unverändert bleibt. Die
Schiene i wird in einer nicht dargestellten Heb- und Senkvorrichtung horizontal
liegend, mit dem Schigeilen kopf nach unten weisend, nach vorhergegangener Vlühung
eingehängt.
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Nach ."@bl>. 2 wird die Schiene i schnell abgesenkt, so" daß sie mit
der Überhöhung vollkommen in die Kühlflüssigkeit 2, die in einem Kühlbottich 3 enthalten
ist, eintaucht, welche Lage in der Abb. 2 dargestellt ist. Dann wird die Schiene
langsam gehoben, so daß sie immer mehr aus der Kühlflüssigkeit herauskommt, bis
sie schließlich auch mit dem Scheitelstück c-d außerhalb der Kühlflüssigkeit ist.
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Bei der Ausführungsart nach Abb.3 wird die Schiene i, wie vorbeschrieben,
in die Heb- und Senkvorrichtung eingelagert und zunächst soweit herabgelassen, bis
das Scheitelstück c-d der Schienenüberhöhung die Oberfläche der Kühlflüssigkeit
berührt. Dann erfolgt ein langsames Absenken der Schiene, bis die Kühlflüssigkeit
die Fußpunkte a und b der Schienenüberhöhung erreicht hat. Nach dem Eintauchen kann
dann die Schiene schnell herausgezogen werden. Es kann aber auch unter entsprechender
Bemessung der Zeitdauer des Tauchvorganges die Schiene langsam aus der Kühlflüssigkeit
herausgezogen werden. Es kommt ja im wesentlichen darauf an, daß die Eintauchdauer
für den Scheitelteil am größten und diejenige für die Fußpunkte am kleinsten ist.
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In den :U>b.4 und > sind die beiden Möglichkeiten dargestellt, hei
denen nicht die Schiene bewegt wird, sondern der Spiegel der Kühlflüssigkeit. Sowohl
bei dem Verfahren nach Abb.4 als auch dein nach Abb. 5 wird die Schiene in horizontaler
Lage mit dem Kopf nach unten weisend auf dem Rand des Kühlflüssigkeitsbottichs bzw.
auf besonderen Konsolen o. dgl. gelagert. Man läßt nun bei der Ausführungsart nach
Abb.4 Kühlflüssigkeit zulaufen, so daß der Flüssigkeitsspiegel allmählich ansteigt,
wobei er zunächst den Scheitel der Überhöhung erreicht und zuletzt die Fußpunkte.
Bei der Ausführungsart nach Abb. 5 wird die Schiene so gelagert, daß sie sofort
mit der gesamten Überhöhung in die Kühlflüssigkeit eintaucht und man läßt nun zur
Änderung der Härte über den Verlauf der Überhöhung hin die Kühlflüssigkeit langsam
aus dem Kühlbottich ausströmen.
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Die Abb.6 veranschaulicht die Möglichkeit, eine Kühlflüssigkeit, wie
z. B. 01, in nur geringer Schichtstärke auf einer spezifisch schweren Füllflüssigkeit
(Wasser) schwimmend zu verwenden.