DE971761C - Verfahren zum Haerten der Laufflaechen von Radreifen und Vollraedern - Google Patents

Description

• Verfahren zum Härten der Laufflächen von Radreifen und Vollrädern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Härten der Lauffläehen von Radreifen und Vollrädern, mit dem Ziele, den Verschleiß der Radsatzteile von Schienenfahrzeugen herabzusetzen und die Verwendung von verhältnismäßig weichem Material, das gegen Stöße unempfindli,ch ist und eine hohe Dämpfungsfähigkeit besitzt, für die Räder zu ermöglichen.
• Es ist be-kannt, die Härtung der Laufflächen von Reifen und Vollrädern mittels Brennern oder auf elektroinduktivem Wege vorzunehmen. Ferner hat man Vollräder in der Weise gehärtet, daß sie unter der Härtetemperatur in senkrechter Lage in eine Drehv(Yrri,chtting eingespannt werden' daß ihr unterer Teil in ein Wasserbad eintaucht und nun die Räder gedreht werden. Gemäß einer anderen Arbeitsweise wurden die auf einer Drehvorrichtung liegenden Räder mittels einer Wasserbrause gekühlt. Bei Anwendung des letzteren Verfahrens werden die WerIkstücke im a11gemleinen nach dem Walzen und Abkühlien neu erwärmt. Es ist jedoch auch bekannt, sie direkt aus der Walzhitze abzuschrecken. Ein Anlaß- bzw. Entspannungsvorgang kann angeschlossen werden.
• Die Brenner- wie die Induktionshärtung haben jedoch außer den hohen Kosten ihrer Durchführung den Nachteil, daß durch sie nur eine Zone von geringer Ti-efe 1--,#,-einflußt wird und sich in dieser außerdem ein hoher Härtungsgrad ergibt. Die beeinflußte Zone setzt sich deshalb zu sch-roff von dem Kerngefügge des Werkstückes ab und, blättert deshalb unter den Beanspruchungen des Gebrauchs leicht ab.
• Die bekannten Verfahren, bei denen eine Erwärmung des gesamten anschließend mit seiner Lauffläche in die Abschreckflüssigkeit eingetauchten Werkstückes erfolgt, haben den Nachteil, daß sich beim Durchlaufen des Werkstückes durch das Wasser auf der Oberfläche Dampfblasen bilden, die zu einer ungleichmäßigen Härtung führen.
• Dasselbe gilt für das Härten mittels der üblichen, vorzugsweise söhräg zur Lauffläche gerichtete Abspritz- und Brausevorrichtungen, bei welchem als weiterer Nachteil die Kanten des Profils - insbesondere der Spurkranz - eine stärkere Härtung erfahren als die Lauffläche, womit die Gefahr des Abplatzens verbunden ist.
• Es ist bereits vorgeschlagen worden, die übermäßige Häxtung der Kanten dadurch auszugleichen, daß man sie durch besondere Brenner stärker anläßt als die mittleren Laufflächen. Ab- gesehen davon, daß die höhere Anlaßtemperatur das tiefere Eindringen der Härte an den Kanten nicht verhindert, andererseits auf der Oberfläche eine Erniedrigung der eigentlichen Oberflächenhärte bedingt, ist dies Verfahren ohne eine umständliche Apparatur nicht durchzuführen.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Arbeitsweis-en dadurch, daß eine planmäßige Beschränkung der Härtungswirkung auf den Bereich der mittleren Lauffläche und der Hohlkchle zwischen Lauffläche und Spurkranz erfolgt, indem auf die in bekannter Weise von der Walztemperatur oder nach Abkühlen aus der Walzhitze auf eine Temperatur unterhalb des unteren Umwandlungspunktes (A") auf oberhalb desselben wiedererwärmten Werkstücke die Abschreckflüssigkeit unter Aussch-luß des Bereiches des Spurkranzes von der Härtungswirkung nur auf den genannten Bereich aufgespritzt wird.
• Durch diese Begrenzung des Bereiches, in welchem die Härtung stattfindet, auf den Bereich der mittleren Lauffläche und der Hohlkehle zwischen Lauffläche und Spurkranz - unter Ausschluß der anderen Bereiche von der Härtewirkung und damit Versprödung bzw. Verhinderung jeder übermäßigen Härtung der Spu.rkränze - ergibt sich der außerordentliche Vorteil, daß beim späteren Nacharbeiten der Lauffläche usw. erheblich weniger Material verspant zu werden braucht und die Lebensdauer der in dieser Weise behandelten Laufflächen erheblich verlängert wird.
• Die Erhitzung vor der in der erfindungsgemäßen Weist durchgeführten Härtung -erfolgt vorzugs-,veise ebenfalls so, daß nur der Bereich der mittleren Lauffläche und der Hohlkehle zwischen Lauffläche und Spurkranz auf die erforderliche Temperatur erhitzt bzw. wiedererhitzt wird. Das kann z. B. durch eine hierfür geeignete Vorrichtung in Gestalt ein-es Brennerringes erfolgen.
• Bei der folgenden örtlich beschränkten Härtung gemäß der Erfindung ergibt sich ein allmählicher Übergang von der Härtungs- zur Kernzone. Die Abkühlung aus der Walzhitze kann dadurch geregelt werden, daß die Werkstücke bis zur Wiedererwärmung eine Ausgleichgkammer duTchlaufen.
• Um zuverlässig auszuschließen, daß andere als die zu härtenden Bereiche von den auf sie auftreffenden Strahlen des Härtungsmittels berührt werden und damit eine unerwünschte Härtungswirkung auf diese Bereiche stattfindet, wird zweckmäßig das Werkstück auf einer Drehvorrichtung so angeordnet, daß der Spurkranz oben liegt.
• Eine für die Durchführung des Verfahrens be- sonders geeignete Vorrichtung besteht aus einer Drehscheibe mit außenseitig derselben angeordneten, auf das mittels der Drehscheibe gedrehte Rad wirkenden Spritzdüsen, deren Öffnungen dem zu härtienden beschränkten Pro-filbereich entsprechend ausgebildet und die so angeordnet sind, daß die aus ihnen austretenden Strahlen den zu härtenden Oberflächenbereich in tangentialer Richtung bespülen.
• In den Abbildungen sind die Durchführung des neuen Verfahrens und eine für diesen Zwec-k geeignete Vorrichtung schematisch dargestellt.
• Abb. i zeigt den Härteverlauf im Querschnitt eines in bekannter Weise durch Eintauchen bzw. Abspritzen in voller Breite gehärttten Profils; wie ersichtlich, liegt,die stärkste und tiefste Einhärtung im Bereich der vorspringenden Kanten; Abb. 2 zeigt, wie sich bei einem Profil, das nach dem neu-en Verfahren gehärtet wurde, die Härte verteilt.
• Die härteste, in der Abbildung mit a bezeichnete Zone ist die im Betrieb am stärksten beanspruchte. Abh- 3 und 4 zeigen, von oben gesehen bzw. im Schnitt, den Abspritzvorgang.
• a ist die Achse, um die sich, der Tisch b und damit der in der Lage, in der sich der Spurkranz oben befindet, aufgelegte Reifen c dreht. d ist ein Ring rohr, an dem die Düsen e schwenkbar befestigt sind. Der scharfe Wasserstrah,1 einer jeden Düse wirkt jeweils bis zum Aufprall des Wassers aus der darauffolgenden Düse. Die Drehrichtung der Scheibe b und des Werk-stückes c ist ahne wesentliohe Bedeutun-. Das Drehen erfolgt nur, um die z> 22 von den Düsen jeweils beaufschlagte Stelle über den Umfang gleichmäßig wandern zu lassen.
• Abh. 5 zeigt verschiedene Düsenformen, die entweder einfach, oval oder dem Profil angepaßt sind; Abb. 6 zeigt die zweckmäßig in zwei Gelenken drehbar gehaltene Düse, die je nach den durch die verschiedenen Reifendurchmesser gegebenen Notwendigkeiten so verstellt werden kann, daß die tangentiale Beaufschlagung gesichert ist.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend im einzelnen beschriebenen und in den Abbildungen veranschaulichten Ausführungsformen beschränkt, sondern es sind demgegenüber zahlreiche Änderungen möglich, ohne von ihrem Grundgedanken abzuweichen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Härten der Lauffläche von Radreifen und Vollrädern, die ausgehend von der Walztemperatur oder nach Abkühlen aus der Walfhitze auf eine Temperatur unterhalb des unteren Umwandlungspunktes (A") auf oberhalb desselben wiedererwärmt worden sind, durch Aufspritzen einer Abschreckflüssigkeit unter einem spitzen Winkel zur Lauffläche, dadurch gekennzeichnet, daß unter Ausschluß des Bereiches des Spurkranzes von der Härtungswirkung die Bestrahlung mit der Abschreckflüssigkeit auf den mittleren Teil der Lauffläche und die Hohlkehle zwischen Lauffläche und Spurkranz bes#chräi#l<t wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch ge- kennzeichnet, daß nur der der Härtewirkung zu unterziehende Bereich der Hohlkehle zwischen Lauffläche und Spurkranz auf die Härtetemperatur erhitzt bzw. wiedererhitzt wird. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück auf einer Drehvorrichtung so angeordnet wird, daß der Spurkranz oben liegt und derart der härtenden Wirkung des herablaufenden Wassers entzogen wird. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, nach Anspruch i bis 3 in G#estalt einer Drelischeibe und außenseitig derselben angeordneten, auf das mittels der Drehscheibe gedrehte Rad wirkenden Abschreckdüsen, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der Düsen dem zu härtenden bes#chränkten Profilbereich entsprechend ausgebildet sind.