EP1379709B1 - Verfahren zur vermeidung von presssitzschäden an radsätzen, insbesondere an radsätzen von schienenfahrzeugen - Google Patents

Verfahren zur vermeidung von presssitzschäden an radsätzen, insbesondere an radsätzen von schienenfahrzeugen Download PDF

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EP1379709B1
EP1379709B1 EP02704757A EP02704757A EP1379709B1 EP 1379709 B1 EP1379709 B1 EP 1379709B1 EP 02704757 A EP02704757 A EP 02704757A EP 02704757 A EP02704757 A EP 02704757A EP 1379709 B1 EP1379709 B1 EP 1379709B1
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wheelset
wheelsets
plasma
axle
longitudinally
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Thomas Kuttner
Norbert Stauder
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DB Regio AG
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DB Fernverkehr AG
DB Regio AG
Railion Deutschland AG
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    • B61—RAILWAYS
    • B61F—RAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F15/00—Axle-boxes
    • B61F15/20—Details
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134—Plasma spraying

Definitions

  • the invention relates to a method for preventing interference fit damage Wheel sets, in particular on wheelsets of rail vehicles.
  • DE-OS 23 46 144 a light metal disc with steel bandage is connected by a conical seat with two-component adhesive.
  • a bush is used, which is softer than the shaft and is shrunk into the wheel hub. This combination is shrunk onto the shaft again.
  • DE-OS 23 54 206 a Klebschrumpfriv is presented.
  • the solid wheels have a special shape, so that in a press or shrink fit heat entries through the block brake up to about 300 ° C cause no track gauge changes or loosening of the discs.
  • DE-OS 23 63 403 protrudes at a normal pressure, the hub on the world seat addition, so that at this point an elastic mass against penetration can be introduced by moisture.
  • the hardenable steel shafts have parallel in the axial direction, d. H. in the pressing force direction extending traces of hardening, in particular laser hardening traces of Solid phase with a Martensit Modell on.
  • non-metallic-organic layers are not a friction reduction for multiple joining and loosening of longitudinal press connections designed.
  • the contact pressure is in this application due to completely different physical Ratios in turn by orders of magnitude below the joining association Shaft-hub.
  • the goal of this solution is a reduction the running-in behavior of slide bearings in the area of so-called mixed friction. The results are not comparable to those of wheelsets.
  • From DE 38 13 803 A1 is a layer material or a layered piece and a process for its preparation is known in which on the surface of a solid support layer, a functional layer, in particular a sliding layer is applied.
  • the layer is by means of the known air plasma spraying applied. It should be noted that when air plasma spraying in difference For plasma ion implantation a wire or powder in one Plasma flame is melted and solidified on the workpiece surface.
  • the spray coatings have a thickness in the range of several 100 micrometers and do not go through the applied method of spraying any chemical Bond with the base material.
  • DE 199 35 053 C2 discloses a method for forming a film from ultrafine particles, in which by simply coating in a vacuum chamber, a substrate is applied to a surface.
  • the Procedure definitely does not work under atmospheric conditions. An implantation Particles on a surface do not occur. Also with this Procedure, the adjustment of the surface microtopography is not carried out a mechanical processing.
  • the invention has for its object to develop a method which Workplace and environmentally friendly, and energy-efficient and cost-effective the wheel seats protects against press damage.
  • This procedure should be in the existing Insert maintenance technology and without constructive changes Wheelset types (oversizes) and the joining method according to UIC 813.
  • the method should be one with the currently used Manufacturing and joining processes comparable high security against fatigue fractures as well as comparably high transmission capacity for forces and moments Offer.
  • the joining of the wheel set takes place in the longitudinal compression method.
  • the plasma ion implantation method on the surface of the Radsatzwelle applied powder, in particular sulfide-containing powder is in a sliding layer thickness in the single-digit micrometer range, preferably of 50 nm applied to> 2 microns.
  • the plasma surface treatment can be several times during the maintenance process be performed.
  • the solid lubricant is on the rotating Wheelset with a feed of 5 - 50 mm / min., Preferably 10 mm / min. applied.
  • the cylindrical end of the Radsitzes is with an optimized feed in the first step, twisted or ground lengthwise from outside to inside.
  • the conical end portion of the Radsitzes is, however, from the inside out longitudinally twisted or ground.
  • An emerging transition area will smoothed and / or rounded.
  • the device for carrying out the method is characterized in that that the device is preferably a lathe and the longitudinally rotated or ground wheel set shaft further into a Plasmalonenimplantationsstrom is involved, with reactive gas as Carrier gas fed plasma discharge under atmospheric pressure a solid lubricant powder on the shaft, the plasma discharge preferably is directed at 90 ° to the rotating shaft.
  • the plasma discharge is at a distance of 20-80 mm, preferably 30 mm, away from the wheelset shaft with a feed to the surface provided the wheelset shaft, so that the plasma jet a larger area can brush.
  • the device for plasma discharge is preferably attached to a support of a lathe or similar device. Due to the plasma treatment, the solid lubricant particles are implanted in the surface and cause a solid lubrication just where the lubricant film of the pressing aid tears off. With the reaction gas used as the carrier gas diffuses this or its inhibitors in the surface of the wheel seat and cause the increase in hardness additionally increased resistance to the occurrence of press marks.
  • the wheelset is longitudinally compressed using preferably a molybdenum disulphide paste as a pressing aid.
  • a pre-treatment adhesion value against loosening in the longitudinal direction ⁇ II of max. 0.15 and a coefficient of adhesion against slipping ⁇ rl , of max. 0.12 achieved.
  • the ion implantation system can be integrated into the manufacturing process due to short treatment times (minutes) and low space and energy requirements. It is possible to repeat the plasma ion implantation, if in the maintenance process z. B. a diameter adjustment of the wheel seat is necessary. Likewise, the process can equally be used in new production and maintenance.
  • the device according to the invention For workplace and environmentally friendly Charakerizing the device according to the invention, the use of non-toxic gases, the very low noise of the Plamaimplantationsstrom, the avoidance of elaborate electrical protection measures and the absence of special devices for industry standard protection of the 230/400 V network contributes.
  • the wheel seats of a wheel set shaft became treated, wherein the plasma implantation system on the support of a lathe was attached.
  • the interference fit dimensions were chosen such that a Wheel seat the lower limit and a wheel seat the upper limit of the permissible Press fit oversizes according to UIC 813 embodied.
  • the carrier gas is mixed with the solid lubricant particles (3) by a high frequency voltage and converted into an ionized cold plasma state.
  • the ionized reaction gas plasma (5) is directed to the wheel seat (6) of the rotating wheelset shaft (7).
  • the translational movement of the plasma discharge treats the entire surface of the wheel seat.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Verfahren zur Vermeidung von Presssitzschäden an Radsätzen, insbesondere an Radsätzen von Schienenfahrzeugen.
Am Radsatz von Schienenfahrzeugen wird die überwiegende Anzahl der Verbindungen zwischen Radsatzwelle und Rad als Längspressverband ausgeführt. In der Instandhaltung von Radsätzen ist ein mehrmaliges Lösen und Neufügen der Pressverbände notwendig. Dabei treten oft Pressschäden in Gestalt von Längsriefen, Kaltverschweißungen und Oberflächenbeschädigungen bis hin zur Unbrauchbarkeit der Radsatzwelle auf. Radsitze mit Pressschäden müssen überarbeitet werden, um eine weitere Verwendung der Radsatzwellen zu ermöglichen. Das Bearbeiten der Radsitze verursacht jedoch Fertigungskosten und verringert durch die Bearbeitung den Durchmesser der Welle. Durch mehrmalige Bearbeitung des Radsitzes wird das zulässige Grenzmaß des Durchmessers erreicht und die Radsatzwelle wird vorzeitig unbrauchbar.
Aus DD-PS 1 52 972 kann zum Stand der Technik entnommen werden, dass bei Längspressverbänden Molybdändisulfidpaste zur Verhinderung fortschreitender Passungsrostbildung mit teilweisem Erfolg zur Anwendung gebracht wurde. Molybdändisulfidpulver soll auch bei Quer- und Längspressverbindungen die Passungsrostbildung mit geringem Erfolg verhindern. Das Patent selbst sieht vor, dass Passflächen einer Wellen-Nabenverbindung mit aus einer chemischen Verbindung des Grundwerkstoffes bestehenden nicht-metallischorganischen Schichten versehen sind. In diese können auch temporäre Korrosionsschutzmittel eingelagert werden. Dadurch soll Passungsrost verhindert und der Haftwert zwischen den Passflächen erhöht werden.
Weiterhin ist es seit längerer Zeit bekannt, die Wellen durch Metallspritzen mit Molybdän zu beschichten. Der Vorteil der besseren Gleitfähigkeit wird allerdings mit einem hohen Fertigungsaufwand und einer Schwächung der Welle erkauft.
In der Praxis zeigt sich, dass die Metallspritzschichten oft nicht ausreichend haften und unter Betriebsbeanspruchungen zum Ablösen neigen. Außerdem tritt in den Naben Passungsrost auf.
In DE-OS 23 46 144 wird eine Leichtmetallscheibe mit Stahlbandage durch einen konischen Sitz mit Zweikomponentenkleber verbunden. Nach DE-OS 23 61 891 kommt eine Buchse zum Einsatz, die weicher als die Welle ist und in die Radnabe eingeschrumpft wird. Diese Kombination wird wiederum auf die Welle aufgeschrumpft.
In DE-OS 23 54 206 wird eine Klebschrumpfverbindung vorgestellt. Nach DE-OS 23.62 434 haben die Vollräder eine spezielle Formgebung, so dass bei einem Press- oder Schrumpfsitz Wärmeeintragungen durch die Klotzbremse bis über 300° C keine Spurmaßänderungen bzw. Lockerungen der Scheiben bewirken.
In DE-OS 23 63 403 ragt bei einer normalen Pressung die Nabe über den Weltensitz hinaus, so dass an dieser Stelle eine elastische Masse gegen das Eindringen von Feuchtigkeit eingebracht werden kann.
Im EP 223759 A1 wird ein Verfahren zur Herstellung von Oberflächen für mehrfach verwendbare Längssitzverbindungen erläutert.
Die härtbaren Stahlwellen weisen parallele in axialer Richtung, d. h. in Presskraftrichtung verlaufende Härtespuren, insbesondere Laserhärtespuren der Festphase mit einem Martensitgefüge auf.
Durch die gehärteten Flächen soll die Reibung in axialer Richtung, um den Pressvorgang zu erleichtern, verringert werden, während die Reibung in radialer Richtung durch leichtes Eindringen der Härtespuren in die Nabenoberfläche erhöht werden soll.
In DE-OS 26 35 608 wird schließlich der klassische Presssitz der Radsätze verlassen und auf eine Befestigung mit Schrauben, auch für andere Konstruktionsteile der Welle übergegangen.
Bei diesen Lösungen bleiben jedoch die Nachteile des Fressens, d. h. erhebliche Beschädigungen der Oberflächen infolge des Auftretens starker Festkörperreibung bei Pressitzen weitgehend bestehen. Eine Schmierung ist bei den hier wirkenden hohen Drücken nur begrenzt wirksam, weil der Schmierstoff-Film durchbrochen wird.
Der Einsatz nicht metallisch-organischer Schichten ist nicht auf eine Reibungsreduzierung beim mehrfachen Fügen und Lösen von Längspressverbindungen ausgelegt.
Es findet weiterhin, wenn auch z. T. mit gehärteten Flächen, eine Reibung von Stahl auf Stahl bzw. auf Stahlguss statt, ohne eine Gleitschicht einzubringen und dem Passungsrost wirksam entgegenzutreten.
Bei konischen Sitzen mit Zweikomponentenklebern besteht das Risiko des Lösens der Verbindung, insbesondere bei höheren Wärmeeintragungen.
Eine zusätzliche Buchse einzusetzen bedeutet erhöhten Fertigungsaufwand, wobei die Fressneigungen nicht beseitigt sind.
Bei Klebschrumpfverbindungen besteht das Risiko extremer Abpresskräfte mit anschließendem Fressen.
Bekannt ist ein Verfahren zur Optimierung von geschmierten gleit- und/oder verschleißbeanspruchten sowie druckstatisch oder druckdynamisch arbeitenden sowie durch Zwischenlagen von festen, flüssigen oder gasförmigen Stoffen im Betriebsfall getrennt bewegten festen Flächen, wobei die gerasterten Profilflächen durch Implantation mit beliebigen lonen in ihrem chemisch - physikalischen Aufbau geändert werden (DE 30 22 826 A1). Durch den Beschuss mit verschiedenen Metallionen auf das Substrat werden Metall-Legierungen oder intermetallische Verbindungen erzeugt. Das Verfahren bezieht sich auf einen Anwendungsfall, der auf getrennt bewegte feste Flächen gerichtet ist. Dies sind sogenannte Gleitlager, wobei die Gleitung auf einem Flüssigkeitspolster stattfindet. Die Relativgeschwindigkeiten dieser beiden Lagerpartner liegen um mehrere Größenordnungen über dem Fügeverband Welle-Nabe von Radsätzen. Der Anpressdruck liegt bei dieser Anwendung aufgrund von völlig anderen physikalischen Verhältnissen wiederum um Größenordnungen unter dem Fügeverband Welle-Nabe. Darüber hinaus ist das Ziel dieser Lösung eine Verminderung des Einlaufverhaltens von Gleitlagern im Bereich der sogenannten Mischreibung. Die Ergebnisse sind mit denen bei Radsätzen nicht vergleichbar.
Aus DE 38 13 803 A1 ist ein Schichtwerkstoff oder ein Schichtwerkstück und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt, bei dem auf der Oberfläche einer festen Trägerschicht eine Funktionsschicht, insbesondere eine Gleitschicht aufgebracht wird. Die Schicht wird mittels des bekannten Luftplasmaspritzens aufgebracht. Dabei ist zu beachten, dass beim Luftplasmaspritzen im Unterschied zum Plasma-Ionenimplantationsverfahren ein Draht oder Pulver in einer Plasmaflamme aufgeschmolzen wird und auf der Werkstückoberfläche erstarrt.
Die Spritzschichten haben eine Dicke im Bereich mehreren 100 Mikrometern und gehen durch das angewandte Verfahren des Aufspritzens keine chemische Bindung mit dem Grundwerkstoff ein.
Schlussendlich ist aus DE 199 35 053 C2 ein Verfahren zum Bilden eines Filmes aus ultrafeinen Teilchen bekannt, bei dem durch einfaches Beschichten in einer Vakuumkammer ein Substrat auf eine Oberfläche aufgebracht wird. Das Verfahren funktioniert definitiv unter Atmosphärenbedingungen nicht. Eine Implantierung von Teilchen auf einer Oberfläche erfolgt nicht. Auch bei diesem Verfahren erfolgt die Einstellung der Oberflächenmikrotopographie nicht durch eine mechanische Bearbeitung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, welches arbeitsplatz- und umweltfreundlich, sowie energie- und kostengünstig die Radsitze vor Pressschäden schützt. Dieses Verfahren soll sich in die bestehende Instandhaltungstechnologie einfügen sowie ohne konstruktive Änderungen der Radsatzbauarten (Übermaße) und des Fügeverfahrens nach UIC 813 auskommen. Weiterhin soll das Verfahren eine mit den gegenwärtig angewendeten Fertigungs- und Fügeverfahren vergleichbar hohe Sicherheit gegen Dauerbrüche sowie vergleichbar hohe Übertragungsfähigkeit für Kräfte und Momente bieten.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass
  • vorab in mindestens einem Schritt die Radsatzwelle in ihrem zylindrischen sowie kegelförmigen Endbereich längsgedreht oder - geschliffen und
  • der entstandene Übergang geglättet und/oder abgerundet wird, so dass die
  • Behandlung der Oberfläche der Radsatzwelle mittels eines Plasma-Ionenimplantationsverfahrens in derart durchgeführt wird, dass unter Atmosphärendruck durch ein reaktionsfähiges Gas als Trägergas aufweisendes kaltes Plasma ein, den Reibungskoeffizienten reduzierendes sulfidhaltiges Pulver, auf die rotierende Radsatzwelle aufgebracht wird.
Das Fügen des Radsatzes erfolgt dabei im Längspressverfahren.
Das mittels Plasma-Ionenimplantationsverfahren auf die Oberfläche der Radsatzwelle aufgebrachte Pulver, insbesondere sulfidhaltige Pulver wird in einer Gleitschichtdicke im einstelligen Mikrometerbereich, vorzugsweise von 50 nm bis > 2 µm aufgebracht.
Durch das Längsdrehen der Oberfläche der Radsatzwelle wird eine maximale Oberflächenrauhigkeit von Ra = 1,2 µm erreicht.
Die Plasma-Oberflächenbehandlung kann dabei mehrmals im Instandhaltungsprozess durchgeführt werden. Der Festschmierstoff wird auf die rotierende Radsatzwelle mit einem Vorschub von 5 - 50 mm/min., vorzugsweise 10 mm/min. aufgebracht.
Überraschender Weise hat sich gezeigt, dass zwei entgegengesetzte Vorschubrichtungen bei der spanenden Bearbeitung im zylindrischen und im kegelförmigen Endbereich der Radsatzwelle zu einer stark verbesserten Unterdrückung der Pressriefenbildung führt.
Der zylindrische Endbereich der Radsitzes wird mit einem optimiertem Vorschub im ersten Schritt von außen nach innen längsgedreht oder -geschliffen.
Der kegelförmige Endbereich der Radsitzes wird dagegen von innen nach außen längsgedreht oder -geschliffen. Ein entstehender Übergangsbereich wird geglättet und/oder abgerundet.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung vorzugsweise eine Drehmaschine ist und die längsgedrehte oder -geschliffene Radsatzwelle des Weiteren in eine Plasmalonenimplantationsanlage eingebunden ist, deren mit reaktionsfähigem Gas als Trägergas gespeiste Plasmaentladung unter Atmosphärendruck ein Festschmierstoff-Pulver auf die Welle aufbringt, wobei die Plasmaentladung vorzugsweise im Winkel von 90° auf die rotierende Welle gerichtet ist.
Die Plasmaentladung ist in einem Abstand von 20 - 80 mm, vorzugsweise 30 mm, von der Radsatzwelle entfernt angeordnet mit einem Vorschub zur Oberfläche der Radsatzwelle versehen, so dass der Plasmastrahl eine größere Fläche bestreichen kann.
Dabei ist die Vorrichtung zur Plasmaentladung vorzugsweise an einem Support einer Drehmaschine oder einer ähnlichen Einrichtung befestigt.
Durch die Plasmabehandlung werden die Festschmierstoff-Partikel in die Oberfläche implantiert und bewirken eine Feststoffschmierung gerade dort, wo der Schmierstofffilm des Presshilfsmittels abreißt. Mit dem verwendeten Reaktionsgas als Trägergas diffundiert dieses bzw. dessen Inhibitoren in die Oberfläche des Radsitzes ein und bewirken über die Härtesteigerung zusätzlich einen erhöhten Werkstoffwiderstand gegen das Auftreten von Pressriefen.
Die Implantation von Festschmierstoffpartikeln und die Eindiffusion von Reaktionsgas findet in Nano-/Mikrometerbereich in die Oberfläche statt. Somit wird die Dauerfestigkeit des Radsitzes nicht verringert.
An das Plasma-Ionenimplantieren anschließend wird der Radsatz im Längspressverfahren unter Verwendung vorzugsweise einer Molybdändisulft-Paste als Presshilfsmittel gefügt.
Im Pressvorgang wird durch die Vorbehandlung ein Haftbeiwert gegen Lösen in Längsrichtung νII von max. 0,15 und ein Haftbeiwert gegen Rutschen νrl, von max. 0,12 erzielt.
Im Instandhaltungsprozess kann die lonen-Implantationsanlage aufgrund von kurzen Behandlungszeiten (Minutenbereich) sowie geringem Platz- und Energiebedarf in den Fertigungsprozess integriert werden. Es ist möglich, das Plasma-Ionenimplantieren zu wiederholen, wenn im Instandhaltungsprozess z. B. eine Durchmesseranpassung des Radsitzes notwendig wird. Ebenso kann das Verfahren gleichermaßen in Neufertigung und Instandhaltung angewendet werden.
Zur arbeitsplatz- und umweltfreundlichen Charakeristik der erfindungsgemäßen Vorrichtung trägt die Verwendung nichttoxischer Gase, die sehr geringe Geräuschentwicklung der Plamaimplantationsanlage, die Vermeidung von aufwändigen elektrischen Schutzmaßnahmen und der Verzicht auf spezielle Vorrichtungen zur industrieüblichen Absicherung des 230/400 V-Netzes bei.
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll nachfolgend die Erfindung näher erläutert werden.
Dabei zeigen:
  • Fig. 1-   die Vorrichtung zum Aufbringen der Plasma-Gleitschicht auf die Radsatzwelle im Längsschnitt
  • Fig. 2 -   die Entstehung von Adhäsionsriefen.
Mittels des Plasma-Ionenimplantierens wurden die Radsitze einer Radsatzwelle behandelt, wobei die Plasma-Implantationsanlage auf dem Support einer Drehmaschine befestigt war. Die Presssitzübermaße wurden so gewählt, dass ein Radsitz die untere Grenze und ein Radsitz die obere Grenze der zulässigen Presssitzübermaße nach UIC 813 verkörperte.
Zwischen der Anode (1) und der Kathode (2) der Plasmaentladung wird dabei durch eine frequente Hochspannung das Trägergas mit den Festschmierstoff-Partikeln (3) vermischt und in einen ionisierten Kalt-Plasmazustand überführt. Das ionisierte Reaktionsgas-Plasma (5) wird auf den Radsitz (6) der rotierenden Radsatzwelle (7) gelenkt. Durch die Translationsbewegung der Plasmaentladung wird die gesamte Oberfläche des Radsitzes behandelt.
Nach dem Plasma-Ionenimplantieren wurden die Räder unter Produktionsbedingungen auf einer Radsatzpresse aufgepresst und nach 48 Stunden ohne Ölweitungsverfahren abgepresst. Insgesamt wurden die Radsitze achtmal gefügt und gelöst, ohne dass Pressriefen auftraten.
Zum Nachweis der Dauerfestigkeit wurde der Radsatz auf einem Rollprüfstand 10 Millionen Überrollungen mit einer Radaufstandskraft von 170 kN und Querkraft von 60 kN unterworfen. Während des Versuches traten keine Risse und keine bleibende Verschiebung des Rades auf.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Vermeidung von Presssitzschäden an Radsätzen, insbesondere an Radsätzen von Schienenfahrzeugen, wobei eine Behandlung der Oberfläche einer Radsatzwelle durchgeführt und der Radsatz gefügt wird,
    gekennzeichnet dadurch, dass
    vorab in mindestens einem Schritt die Radsatzwelle in ihrem zylindrischen sowie kegelförmigen Endbereich längsgedreht oder - geschliffen und
    der entstandene Übergang geglättet und/oder abgerundet wird, so dass die
    Behandlung der Oberfläche der Radsatzwelle mittels eines Plasma-Ionenimplantationsverfahrens in derart durchgeführt wird, dass unter Atmosphärendruck durch ein reaktionsfähiges Gas als Trägergas aufweisendes kaltes Plasma ein, den Reibungskoeffizienten reduzierendes sulfidhaltiges Pulver, auf die rotierende Radsatzwelle aufgebracht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Fügen des Radsatzes im Längspressverfahren durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Plasma-Behandlung mehrmals im Instandhaltungsprozess der Radsatzwelle durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 - 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Festschmierstoff-Partikel durch den Plasmastrahl ionisiert auf die Oberfläche der rotierenden Radsatzwelle mit einem Vorschub von 5 - 50 mm/min., vorzugsweise 10 mm/min., aufgebracht werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 - 4, gekennzeichnet dadurch, dass in einem ersten Schritt der zylindrische Bereich des Radsitzes mit geringem Vorschub von 5 - 50 mm/min. von außen nach innen längsgedreht oder - geschliffen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 - 5, gekennzeichnet dadurch, dass in einem zweiten Schritt der kegelförmige Endbereich der Radsitzes mit geringem Vorschub von innen nach außen längsgedreht oder - geschliffen wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 - 6, gekennzeichnet dadurch, dass der Übergang zwischen zylindrischem Bereich des Radsitzes und kegelförmigem Endbereich bedarfsgerecht verrundet wird.
  8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Vermeidung von Presssitzschäden an Radsätzen, insbesondere an Radsätzen von Schienenfahrzeugen, wobei eine Radsatzwelle drehbar in einer Vorrichtung gelagert ist, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtung eine Drehmaschine ist und die längsgedrehte oder -geschliffene Radsatzwelle des Weiteren in eine Plasma-Ionenimplantationsanlage eingebunden ist, deren mit reaktionsfähigem Gas als Trägergas gespeiste Plasmaentladung unter Atmosphärendruck ein Festschmierstoff-Pulver auf die Welle aufbringt, wobei die Plasmaentladung vorzugsweise im Winkel von 90° auf die rotierende Welle gerichtet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, dass die Plasmalonenimplantationsanlage in einem Abstand von 20 - 80 mm, vorzugsweise von 30 mm, zur Radsatzwelle angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, gekennzeichnet dadurch, dass die rotierende Radsatzwelle zur Plasmaentladung mit einem Vorschub versehen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 8 - 10, gekennzeichnet dadurch, dass die Plasmaentladung auf dem Support der vorzugsweise zu benutzenden Drehmaschine befestigt ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 - 11, gekennzeichnet dadurch, dass die verwendeten Werkstoffe und Gase nicht gesundheitsgefährdend, nicht feuergefährlich, nicht explosiv und nicht arbeitsplatzbelastend sind.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 10 - 12, gekennzeichnet dadurch, dass keine zur industrieüblichen Absicherung erforderlichen Vorrichtungen für das 230/400 V-Netz notwendig sind.
EP02704757A 2001-04-19 2002-03-14 Verfahren zur vermeidung von presssitzschäden an radsätzen, insbesondere an radsätzen von schienenfahrzeugen Expired - Lifetime EP1379709B1 (de)

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