DEP0052413DA - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Schienenrädern, insbesondere Eisenbahnrädern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Eisenbahn- oder anderen Schienenrädern, wobei verbesserte Dämpfungseigenschaften mit einer Erhöhung der Festigkeit und der Verschleisseigenschaften vereinigt werden.

Ein Eisenbahn- oder anderes Schienenrad gemäss der Erfindung besteht aus einer Nabe; einem Radkörper, der aus einer Scheibe oder Speichen oder einer Vereinigung derselben stehen kann; einer Felde, deren Lauffläche und Spurkranz aus einem Stück bestehen kann bzw. auf die ein Radreifen aufgezogen werden kann.

Schienenräder sind Schwingungsstössen intermittierender Art ausgesetzt, welche einen stetigen Lastwechsel innerhalb des Rades zur Folge haben. Dieser Lastwechsel tritt auch in der Achse auf. Eisenhaltige Metalle oder Eisenlegierungen weisen erhebliche Unterschiede bezüglich der Fähigkeit auf, diese Belastungsstösse zu adsorbieren, welche als "Dämpfungsfähigkeit" des Metalls bekannt ist und die als die Eigenschaft des Metalls umschrieben werden kann, Belastungsstösse zu absorbieren und abzuleiten, wenn diese Belastungsstösse unterhalb der Dauerfestigkeitsgrenze liegen.

Es wurde festgestellt, daß Gußeisen und Gußstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt eine hohe Fähigkeit hat, diese Schwingungs- oder Belastungsstöße zu absorbieren und zu dämpfen, obgleich Gußstahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt nicht in demselben Maße wirksam ist wie Gußeisen. Andererseits haben Stähle mit hohem Kohlenstoffgehalt und die meisten legierten Stähle eine hohe Fähigkeit, solche Belastungsstösse zu absorbieren und zu dämpfen. Auf dieser Voraussetzung beruht eine allgemeine Tendenz, Metallgefüge herzustellen, die erforderlich sind, um solche ständige Belastungsstösse in Gußeisen oder in den sogenannten "graphitischen" Stählen aufzunehmen.

Räder für rollendes Eisenbahnmaterial, wie sie für Güter- oder Personenwagen im allgemeinen verwendet werden, werden aus den oben angeführten Gründen im allgemeinen aus zwei Klassen von Werkstoff hergestellt, nämlich (1) aus Gußeisen mit einer oberflächengehärteten Schalengußfelge oder (2) aus einem Stahl mit mittlerem oder niedrigem Kohlenstoffgehalt in Form eines Nabenkörpers und einer Felge mit einem auf dem Umfang der Felge aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt bestehenden, aufgeschrumpften Radreifen.

Es ist eine feststehende Tatsache, daß weniger Achsbrüche oder Fehler innerhalb der Radnaben auftreten, wenn die Räder aus Gußeisen statt aus Stahl hergestellt sind. Es ist ebenso bekannt, daß weniger Schwingungen sowohl auf die Achse als auch auf den Wagenaufbau übertragen werden, wenn Gußeisenräder verwendet werden als bei Verwendung von Stahlrädern. Während Gußeisenräder den vorerwähnten Vorteil haben, weisen sie jedoch andererseits z.B. folgende Nachteile auf: Neigung des Gußeisenrades zur Rissbildung infolge seines beträchtlich niedrigeren Zugfestigkeitswertes und anderer Werte im Vergleich zu Stahl, die Neigung der Lauffläche und des Spurkranzes im Betrieb zu verbrennen, Zerspanen oder Absplittern der Felge oder des Spurkranzes, was die Verwendung des Rades gefährlich macht, wenn der Fehler nicht entdeckt wird, bevor das Rad in Betrieb genommen wird; da die Felde des Gußeisenrades an der Lauffläche abgeschreckt werden muss, um einen erträglichen Verschleiss zu geben, kann das Rad durch Abdrehen der Lauffläche nicht wieder verwendbar gemacht werden, außerdem ist das Auftragschweissen der Lauffläche nicht durchführbar. Die abgeschreckte Lauffläche weist auch bestimmte Nachteile auf, wenn ein Gußeisenbremsblock auf seinem Umfange angesetzt wird, da zwei gleichartige Metalle miteinander in Berührung kommen. Dies bedingt ein Reissen oder Verbrennen des Metalles der Lauffläche und das Auftreten hoher Temperaturen an der Lauffläche, was die gehärtete Oberfläche weich macht und so Weichstellen verursacht. Diese Weichstellen brennen aus, oder werden der Ausgangspunkt für Anflächungen, wodurch die Lebensdauer des Rades vorzeitig beendet wird.

Während im Vorstehenden die hauptsächlichen Vor- und Nachteile des Eisenrades geschildert sind, besteht noch ein weiterer erwähnenswerter Vorteil, nämlich, wenn eine aus Stahl hergestellte Achse in die Nabe eines Gußeisenrades eingepresst wird, besteht eine ideale Voraussetzung für einen besseren Sitz, als wenn die Stahlachse in die Nabe eines Stahlrades eingepresst wird. Dies ist auch dem Grunde seit langem bekannt, weil zwei ungleichartige Metalle besser aufeinander arbeiten als zwei gleichartige Metalle. Wenn Stahlräder auf Stahlachsen gelagert werden, besteht immer die Wahrscheinlichkeit, daß beträchtliche Nachteile entstehen. Beispielsweise geschieht es oft, daß, wenn die Pressverbindung zwischen Stahlrad und Achse gelöst wird, es notwendig ist, die Achse vollständig zu erneuern, oder andernfalls die Achse nachzuarbeiten und das Rad durch ein solches zu ersetzen, das eine kleinere Bohrung hat, so daß es auf dem verringerten Durchmesser der Achse aufgepreßt werden kann.

Andererseits weisen Stahlräder gewisse Vorteile gegenüber Gußeisenrädern auf, die wie folgt dargelegt werden können:

Die Radreifen können erneuert werden. Bevor die Radreifen als unbrauchbar ausgeschieden werden, können sie nachbearbeitet werden, um das Profil auf die Normalform zum Ausgleich des Verschleisses zu bringen. Radreifen und Rad aus Stahl haben eine weit größere Zugfestigkeit als das Gußeisenrad mit einer weit geringeren Gefahr des Versagens im Betrieb. Es ist beim Bremsen günstiger, wenn ein eiserner Bremsblock auf der Stahllauffläche angepreßt wird, wodurch die Erwärmung auf ein Minimum herabgesetzt wird. Diesen Vorteil des Stahlrades stehen folgende Nachteile gegenüber:

Es hat eine geringere Dämpfungsfähigkeit als das Gußeisenrad; das Aufpressen auf eine Stahlachse ist unbefriedigend, da zwei gleichartige Metalle zusammenkommen. Bei Rädern mit Radreifen besteht die Gefahr des Lockerwerdens des Radreifens; Räder mit Radreifen bedingen zusätzliche Kosten für die Erneuerung des Radreifens, lange bevor das gesamte Metall des Radreifens durch Verschleiß aufgebraucht ist. Oft werden nur 50% des Wertes des Radreifenmetalls zur produktiven Arbeit verwendet. Bei einem vollen Stahlrad (das nach dem gegenwärtigen Stand der Technik gewöhnlich geschmiedet oder warmverformt wird) sind die Dämpfungseigenschaften des Rades infolge der scheibenähnlichen Verbindung zwischen der Nabe und der Felge zusammen mit seiner Herstellung aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt beträchtlich gegenüber Rädern aus Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt und Radreifen mit hohem Kohlenstoffgehalt und noch mehr im Vergleich zu Gußeisenrädern vermindert. Es ergeben sich ausserdem beträchtliche praktische Schwierigkeiten zusammen mit zusätzlichen Kosten bei der Herstellung von warmverformten oder geschmiedeten Stahlrädern mit genügend Felgenmetall um mehr als für den Verschleiß Ausgleich zu schaffen, den man von einem auf eine Felge aufgeschrumpften Radreifen erhalten würde. Außerdem zeigt die ständige Eisenbahnbetriebspraxis klar, daß die Kosten geschmiedeter Stahlräder denjenigen für Räder oder Radreifen nahezu gleichkommen, so daß sich durch die Verwendung geschmiedeter Räder nur ein sehr geringer Vorteil erzielen läßt.

Ein weiterer Nachteil bei Rädern mit Radreifen besteht darin, daß der periodisch wiederkehrende Belastungswechsel noch durch die Tatsache betont wird, daß, wie gut auch der Radreifen auf die Felge aufgeschrumpft wird, dieser jedoch nicht aus einem Stück mit derselben besteht. Dies bewirkt eine weitere Verschlimmerung der Übertragung von Geräusch von der Schiene auf das Fahrzeug und der Übertragung von Ermüdungsbelastungen vom Rad auf die Achse, was Achsbrüche gewöhnlich innerhalb der Bohrung des Rades zur Folge hat. Solche Achsbrüche in der Bohrung des Rades sind in der Tat sehr ernst, da sie mit den bekannten Erkennungsmitteln sehr schwer feststellbar sind.

Die vorliegende Erfindung hat die Schaffung eines Rades zum Ziel, das alle Vorteile des Gußeisenrades mit denen des Stahlrades vereinigt.

Es wurde festgestellt, daß wenn bei einem Stahlrad die Lauffläche und der Spurkranz mit der Felge und der Nabe aus einem Stück besteht, die miteinander entweder durch Scheibenkörper oder

Speichen verbunden sind, oder wenn auf die Felge ein Radreifen aufgezogen ist, und ein Gußeisenring in der Nabenbohrung vorgesehen ist, der eine Büchse zur Aufnahme der Achse bildet, die in dem so ausgebildeten Rad auftretenden Belastungsstöße wirksam durch den Gußeisenring absorbiert und abgeleitet werden.

Es ist ein Kennzeichen der vorliegenden Erfindung, daß solche Gußeisenringe in die Nabe des Gußstahlrades nur einzupressen (welches auch ein kostspieligeres Verfahren ist) so hat ein solches Rad nicht die Dämpfungseigenschaften, die durch das Verschmelzen des Stahles mit dem Gußeisenring in der durch die Erfindung angegebenen Weise erzielt werden.

Versuche haben gezeigt, daß das Einschmelzen eines Gußeisenringes in die Nabe eines Stahlrades mit aufgeschrumpften Radreifen nicht so wirksam ist wie ein Stahlrad, dessen Spurkranz und Lauffläche aus einem Stück mit der Felge besteht und das einen in die Nabe eingeschmolzenen Gußeisenring hat.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Rad hat folgende Vorteile:

Die Dämpfungseigenschaften des Gußeisens, die Zugfestigkeit und Verschleißeigenschaften eines Stahlrades, den Vorteil, daß bei einem Vollrad kein Radreifen aufgeschrumpft ist; bessere Nachbearbeitungseigenschaften als beim Gußeisenrad und beim Stahlrad sowohl bezüglich des Laufflächenverschleißes im ersteren Fall als auch bezüglich des Laufflächenverschleißes und der Beschädigung der Nabe und/oder der Achse wenn die Stahlachse eingepreßt wird im letzteren Fall. Seine Dämpfungseigenschaften führen Achs- brüche sowohl innerhalb der Nabe des Rades als auch in unmittelbarer Nähe auf ein Mindestmaß zurück. Da der Gußeisenring eine beträchtlich höhere Druckfestigkeit ohne bleibende Verformung hat als eine Stahlnabe, "hält er die Achse" bei Belastungsstössen viel bessern, ohne dass Ermüdungsbelastungen in der Achse innerhalb oder in der Nähe der Nabe auftreten, es bietet bessere Bedingungen für das Einpressen der Achse in die Nabe ohne Gefahr der Beschädigung der Achse und wenn die Zeit kommt, daß diese Preßverbindung gelöst werden muß, besteht wenig Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung der Sitzfläche der Achse. Das Herstellungsverfahren besteht darin, daß geschmolzener Stahl um den Gußeisenring herumgegossen wird, welche letzterer in ähnlicher Weise wie ein Kern wirkt. Da der geschmolzene Stahl eine viel höhere Schmelztemperatur als das Gußeisen hat, schmilzt er in das Gußeisen in einer vorbestimmten Tiefe um den Ring ein. Die Tiefe des Eindringens hängt von der Dicke des Ringes, der Temperatur, mit welcher der Stahl gegossen wird und von der Anordnung der Zuführung des geschmolzenen Stahles ab. Der Gußeisenring kann auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt werden, um den Schmelzvorgang zu unterstützen. Die Herstellung des Rades geschieht durch ein Schleudergußverfahren.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Felgen, der Spurkranz und die Lauffläche in einer Metallgußform mit einer Zuführungsrinne oder Rinnen aus feuerfestem, schlecht wärmeleitenden Material gegossen, wobei diese Rinne oder Rinnen so ausgebildet sind, daß das damit in Berührung kommende Metall die Scheibe oder den Speichenstern und mit dem Gußeisenring die Nabe des Rades bildet. Durch dieses Verfahren ist die Abschreckwirkung der Gußform zusammen mit der auf das Metall wirkenden Fliehkraft groß genug, das Metall ohne Härterisse und ohne das Hilfsmittel eines verlorenen Kopfes oder Steigtrichters zu verdichten.

Die Nabe des Rades wird bei einer Ausführungsform der Erfindung durch den äußeren Kopf in der Mitte aus einer Stopfenpfanne ausgegossen. Dieser Giesskopf oder Behälter hat darüber hinaus, daß er der Fliehkraft gestattet, aus ihm Metall abzuziehen, noch die zusätzliche Schwerkraft für die Zuführung des Metalls zur Radgußform.

Das Metall wird durch Rinnen aus feuerfestem Material von der Nabe zur Felge geführt. Eine große Mannigfaltigkeit der Verbindungen zwischen der Nabe und der Felge für die Ausbildung des Radkörpers kann durch die Ausgestaltung dieser Rinne in Form von Speichen verschiedenartiger Gestalt oder in Form einer Scheibe mit Aussparungen entweder zur Gewichtsverringerung oder zur Aufnahme von Versteifungen erzielt werden. Da das Metall im Schleudergiessverfahren soweit nötig in eine Metallkokillenform gegossen wird, entsteht an diesen Stellen ein feinkörniges Gefüge, wodurch die Lebensdauer des Rades wesentlich erhöht wird.

Der Gußeisenring ist auf seiner Außenfläche vorzugsweise gerillt und mit Flanschen ausgebildet oder erhält eine Oberflächengestaltung, die das Anschmelzen des geschmolzenen Stahls sowie die Erzielung einer mechanischen Bindung unterstützt. Auf der Außenfläche des Ringes kann ein Flußmittel aufgebracht werden, um das Verschmelzen zu erleichtern. Wo eine Vorerwärmung des Ringes gewünscht wird, können elektrische Heizvorrichtungen verwendet werden.

Eine weitere Ersparnis, die sich mit diesem Rad erzielen läßt, besteht darin, daß bei einer Gußeisenbohrung in der Nabe die Bearbeitung auf die genauen Toleranzen, wie sie für das Einpressen der Achse erforderlich sind, schneller und leichter möglich ist.

Bei Rädern mit Scheibenkörpern haben Aussparungen, die für den Zweck der Aufnahme von Versteifungen vorgesehen werden, eine Spannungsanhäufung auf dem Teilkreis der Aussparungen zur Folge, welche den gesamten Aufbau schwächen.

Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, die Scheibe so auszubilden, daß die sich um den Teilkreis der Aussparungen anhäufenden Belastungsspannungen wirksam absorbiert werden, so daß das Rad an diesen Stellen nicht schwächer wird als an deren Punkten.

Gemäß dem vorerwähnten Merkmal der vorliegenden Erfindung hat das Rad um diese Aussparungen herum an einer Seite oder an beiden Seiten derselben einen Randwulst, der von der Kante der Aussparung bis zum Körper der Scheibe eine gekrümmte Oberfläche und einen solchen Querschnitt hat, daß genügend Metallmasse vorgesehen ist, um die durch die Aussparungen in der Scheibe erzeugten Spannungsanhäufungen im wesentlichen zu absorbieren.

Zwischen den Aussparungen kann die Scheibe mit erhabenen Vorsprüngen an einer oder an beiden Seiten derselben versehen werden. Diese Vorsprünge können die Form radialer Speichen haben oder gekrümmt sein. Die Größe und Form dieser Vorsprünge ist derart, daß mit dem vorerwähnten Randwulst eine völlig gleichförmige Verteilung der Spannung erzielt wird. Ähnliche erhabene Vorsprünge können in Ausfluchtung mit den Aussparungen in der Scheibe entweder radial oder am Teilkreis angeordnet werden.

Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, Schlitze für die Kühlluft im Körper des Rades neben der Felge des Körpers vorzusehen. Radial oder ähnliche Schaufeln können statt oder zusätzliche zu den Schlitzen auf der Scheibe vorgesehen sein, um eine auf die Zapfen oder Lager gerichtete Kühlluftströmung zu erzeugen. Auch kann auf das nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung hergestellte Rad zusätzlich ein Radreifen aufgezogen werden.

Der wesentliche Teil einer Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und zwar zeigen Abb. 1 eine perspektivische Ansicht einer Kokille teilweise im Schnitt; Abb. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Mitte der Kokille; Abb. 3 einen Schnitt durch ein Rad; Abb. 4 und 5 Teilschnitte, die die verschiedenen Verfahren zur Einfüllung des Metalls in die Radgußform zeigen; Abb. 6 und 7 perspektivische Ansichten von Teilen erfindungsgemäß ausgebildeter Räder.

In den Zeichnungen bezeichnet 10 einen hohlen Sockel, der auf einem (nicht gezeigten) Fundament in der Weise angeordnet ist, daß er mit veränderlicher Drehzahl in Umdrehung versetzt werden kann. Die zur Drehung des Sockels verwendete Vorrichtung kann von der üblichen Art sein, so daß deren genauere Beschreibung nicht erforderlich ist. Im Sockel ist vorzugsweise ein Radausstoßstempel 11 mit Mitteln zur Betätigung desselben vorgesehen.

Die Gußform oder der Formkasten besteht aus einer unteren Formkastenhälfte 12 und einer oberen Formkastenhälfte 13. Die untere Formkastenhälfte 12 ist auf dem Sockel 10 gelagert. Zwischen dem Sockel und dem Boden des Teiles 12 sind Entlüftungshohlräume vorgesehen. Der Sockel hat einen axialen Hohlraum 14 um den Durchtritt des Ausstoßstempels in dem Formkasten zu ermöglichen. Eine aus der Wand des Hohlraumes herausgebildete Schulter 15 bildet ein Bett für den Mittelkern 16, der aus feuerfesten Stoffen besteht und auf einer Metallplatte 17 gelagert ist, wobei diese Platte Bohrungen zur Entlüftung enthält. Der Boden der unteren Formkastenhälfte ist als Bett für den unteren Teil 18 eines Radscheibenkörper- oder Speichenkerns aus feuerfestem Material ausgebildet, das zweckmässig aus vier Abschnitten besteht (siehe Abb. 1) und die gewünschte Formgebung für die Speichenrippung - wie bei 19 (siehe Abb. 5 und 6) angegeben - und Vorsprünge für Aussparungen - wie bei 20 angegeben - hat. Die innere Kante dieses Scheiben- oder Speichenkerns 18 erstreckt sich bis zum Mittelkern 16, die äussere Kante endet an der Radfelgenbegrenzung der unteren Formkastenhälfte 12. Die Felge, die Lauffläche und der Spurkranz eines Rades werden in der unteren Hälfte 12 des Formkastens gegossen, welche, wie in den Zeichnungen dargestellt, Abschreckungsflächen aus Metall für diese Teile vorsieht. Die Flächen des Formkastens 12 für die Lauffläche und den Spurkranz erstrecken sich nach oben und seitlich auswärts, wodurch außer der richtigen Gestaltung dieser Teile auch ein freier Auslaß für den Austritt von Gasen während des Giessvorgangs geschaffen wird.

Der obere Teil 21 eines Radscheibenkörper- oder Speichenkerns, der ebenfalls aus feuerfestem Material besteht, hat Oeffnungen 22 zur Aufnahme der Kerne 23 für die Aussparungen. Dieser obere Teil 21 besteht ebenfalls aus Abschnitten, wobei der obere und untere Teil durch Schultern 24 an den Kernen 23 in einem bestimmten Abstand voneinander gehalten werden. Stifte, die in einen Teil eingetrieben werden und aus diesem mit dem erforderlichen Abstand herausragen, dienen ebenfalls dazu, die Teile in einem bestimmten Abstand voneinander zu halten.

Wenn ein Scheibenrad ohne Speichenrippen oder Aussparungen hergestellt werden soll, werden Stifte nur dazu verwendet, den oberen Teil in einen bestimmten Abstand über dem unteren Teil zu halten.

Die obere Hälfte 13 des Formkastens sitzt auf einer aus der unteren Formkastenhälfte 12 herausgebildeten Schulter 25 auf und hält den Kernteil 21 in der Lage. Dieser Oberteil 13 des Formkastens wird durch Keile 26 in der Lage gehalten, welche in Keilkäfige 27 eingesetzt werden, die am Unterteil 12 herausgebildet oder gelagert sind. Die Keile 26 erstrecken sich in einem schiefen Winkel nach auswärts, wie in Abb. 1 und 2 gezeigt, so daß sie leicht eingeschlagen und in ähnlicher Weise wieder herausgenommen werden können, wobei sie durch die Fliehkraft der umlaufenden Gußform festgespannt werden. Die Formkastenteile 12 und 13 bestehen vorzugsweise aus Gußeisen. Der Oberteil 13 hat einen ringförmigen Einsatz 28 aus Metall, der in eine axiale Aussparung im Oberteil des Formkastens eingesetzt ist. Die Einführung des Einsatzes 28 geschieht von innen, wobei er an den Schultern 29 zur Anlage kommt, so daß er durch das beim Giessvorgang einfliessende Metall nicht aus seiner Lage gebracht werden kann. Die Bohrung dieses ringförmigen Einsatzes verjüngt sich ebenfalls. Der Giesskern 30 wird von innen eingesetzt, so daß er durch das einfliessende Metall nicht aus seiner Lage gebracht werden kann. In diesem Giesskern sind Gasentlüftungsöffnungen 31 vorgesehen. Der Einsatz 28 ist angeordnet, da er der einzige Teil der Gußform ist, wo das frisch geschmolzene Metall offensichtlich mit seiner ursprünglichen Wärme und Strömungsgeschwindigkeit mit einem Metallteil der Giessform in Berührung kommt. In allen anderen Teilen kommt das frisch geschmolzene Metall zuerst mit dem feuer- festen Material in Berührung. Für den Fall, daß das Metall des Rades am ringförmigen Einsatz hängen bleibt, wird der Einsatz aus dem oberen Teil 13 des Formkastens herausfallen, wenn das Rad herausgenommen wird. Der Einsatz kann dann vom Rad getrennt werden, ohne daß der Gebrauch des Formkastens dadurch unterbrochen wird.

Der Gußeisenring 32, der in die Nabe des Rades eingeschmolzen wird, ist so gelagert, daß der geschmolzene Stahl um diesen herumgegossen werden kann. In Abb. 2 ist der Gußeisenring 32 auf dem Mittelkern 16 gelagert, welcher, wie gezeigt, mit Stufen ausgebildet ist, um ein Auflager für den Gußeisenring und für den unteren Kern 33 vorzusehen, der über dem oberen Rand des Gußeisenringes hinausragt und ein Auflager für den Giesskern 30 bildet. Der untere Kern 33 kann aus einem Stück mit dem Giesskern 30 gebildet werden. In jedem Falle sind Auslässe 34 vorgesehen, die mit dem Nabenhohlraum 35 und durch diesen mit dem gesamten Radhohlraum, wie oben beschrieben, in Verbindung stehen.

Bei der in Abb. 4 gezeigten Bauart sitzt der Giesskern 30 auf dem oberen Rand des Gußeisenringes 32 auf und hat eine Verlängerung 36, die sich in den Ring 32 erstreckt und in einen hohlen unteren Kern 37 übergeht, welcher unterhalb des Ringes 32 Auslässe 38 zum Nabenhohlraum 35 hat. Diese Konstruktion sieht einen steigenden Guß zum Nabenhohlraum und von diesem Hohlraum zu den anderen Teilen des Rades vor.

In der in Abb. 5 gezeigten Bauart hat der Gußeisenring 32 Öffnungen 39 und die Verlängerung 40 des Giesskernes 30 hat entsprechende Auslässe 41, die diesen gegenüberliegen. Der untere Kern 42 trifft sich mit der Verlängerung 40, wie oben beschrieben.

Statt der obenerwähnten Scheibenkerne aus feuerfestem Material ist es möglich, einen Metall- oder anderen Schalengußkern zu verwenden, der ebenfalls aus Abschnitten herzustellen wäre und Ausdehnungsspalte zwischen den mit feuerfestem Material gefüllten Abschnitten hat.

Beim Giessvorgang wird das Metall eingegossen, während die Giessform steht oder mit geringer Geschwindigkeit umläuft. Nach Beendigung des Giessvorganges wird die Giessform mit einer Drehzahl gedreht, die notwendig ist, um eine Verfestigung der geschmolzenen Masse zu bewirken.

Es ist im Rahmen der Erfindung ein Rad herzustellen, das, als Scheibenrad mit oder ohne Aussparungen, als Speichenrad, oder als eine Kombination eines Scheiben- und Speichenrades ausgebildet ist.

Es ist ebenfalls im Rahmen der Erfindung, ein Rad zu schaffen, das mit Kühlrippen, wie beispielsweise bei 44 angegeben, und/oder mit Schlitzen für die Kühlluft, wie beispielsweise bei 45 angegeben, versehen ist. Eine Bremstrommel kann ebenfalls in das Rad als Teil des Gußkörpers eingebaut werden.

Während die Erfindung in erster Linie darauf abzielt, ein im Schleudergußverfahren gegossenes Stahlrad mit einem als Büchse in der Nabe angeordneten Gußeisenkern zu schaffen, so ergibt sich für den Fachmann ohne weiteres, daß das beschriebene Verfahren für den Guß eines Stahlrades ohne die Anordnung eines Gußeisenkerns für die Nabe verwendet werden kann. In solchen Fällen kann ein Gußeisenkern in die Nabe nach der Fertigstellung des Rades eingepreßt werden, oder überhaupt weggelassen werden. Wenn der Gußeisenkern in das fertig gegossene Rad eingesetzt werden soll, müssen die Kerne entsprechend dem Raum für den Gußeisenkern geändert werden. Keine Änderung der Kerne ist erforderlich, wenn der Gußeisenring in Wegfall kommt.

Um die Giessarbeit in im wesentlichen ununterbrochenen Arbeitsgängen durchführen zu können, ist eine Reihe von Formkästen von der im Vorstehenden beschriebenen Bauart mit Sockeln auf einer Drehscheibe angeordnet. Die Drehscheibe kann dazu verwendet werden, die Formkästen durch Drehung in die für den Zusammenbau, die Giessarbeit und das Auseinandernehmen erforderlichen Stellungen zu bringen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von Schienenrädern insbesondere Eisenbahnrädern, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe mit dem Radkörper und der Felge in einer um ihre Mittelachse drehbaren Kokillenform unter Ausnutzung der Fliehkräfte zur Verdichtung des Gießmaterials, z.B. ohne Verwendung eines Steigtrichters, gegossen wird, wobei in die Nabenbohrung eine vorgegossene gußeiserne Büchse mit eingegossen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lauffläche des Rades zusammen mit dem übrigen Radkörper im gleichen Gießvorgang aus einem Stück hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Scheibenkörper des Rades über dem Umfang verteilte, beispielsweise kreisförmige Aussparungen eingegossen werden, die derart mit einem Randwulst versehen sind, daß durch deren Querschnittsform etwaige, durch die Aussparungen hervorgerufene Materialspannungen ausgeglichen werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Herstellung eines Schienen-, insbesondere Eisenbahnrades, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kokille Verwendung findet, bei der ein Kern (33) für den Nabenhohlraum angeordnet ist und in den für die Aussparungen im Radkörper erforderlichen Kernen (21, 24) eine oder mehrere Rinnen vorgesehen sind, in denen das Gußmaterial zur Radfelge geführt wird und bei der die Oberfläche in der Kokille zur Abschreckung der Radfelge dienen.

5. Schienen-, insbesondere Eisenbahnrad, hergestellt nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Rad ein Radreifen aufgezogen ist.

6. Schienen-, insbesondere Eisenbahnrad, hergestellt nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der in einer Kokillengußform hergestellten Felge mit Lauffläche und Spurkranz die Lauffläche durch geeignete Abschreckungsoberflächen an der Kokillengußform gekühlt und damit gehärtet ist.

7. Schienen-, insbesondere Eisenbahnrad nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkörper aus Speichen besteht.

8. Schienen-, insbesondere Eisenbahnrad nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Radkörper als eine mit im Gußvorgang hergestellten Aussparungen versehene Scheibe ausgebildet ist.

9. Schienen-, insbesondere Eisenbahnrad nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Scheibenkörper Schaufeln derart angegossen sind, daß ein auf den Zapfen oder das Lager gerichteter Kühlluftstrom entsteht.

10. Schienen-, insbesondere Eisenbahnrad nach den Ansprüchen 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in bzw. durch die Felge sich erstreckende Schlitze eingegossen sind, die zur Erzeugung eines Kühlluftstromes dienen.