NL2019080A - Reparatie in het werk van een defect in een spoorstaaf. - Google Patents

Abstract

Reparatie in het werk van een defect in een spoorstaaf omvattende het vanaf het bovenvlak van de railkop verwijderen van een stuk railkop zodat het raillijf en de railvoet, en eventueel het onderste deel van de railkop onaangetast blijven, zodat in de railkop een aan zijn bovenvlak uitmondende uitsparing ontstaat, bij voorkeur gelegen op afstand (bij voorkeur van minimaal l0 mm) van de zijkanten van de railkop (zodat de zijkanten van de railkop onaangetast blijven), en het met een geprefabiceerde, vormvaste, bij voorkeur nauwpassende, stalen plug vullen van de uitsparing, waarbij bij voorkeur de vorm van de uitsparing en 'van de plug congruent is, om zodoende de oorspronkelijke geometrie van de spoorstaaf te herstellen.

Description

Reparatie in het werk van een defect in een spoorstaaf.

Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze van het in het werk repareren van een mechanisch defect in een spoorstaaf van een bestaande treinbaan voor personen- of goederentransport met twee parallelle stalen spoorstaven voor het treinverkeer. Eventueel is de uitvinding toepasbaar bij kraanbaan rail.

Uit WO2011119238A1 is het bekend een wigvormig stuk uit de zich in de treinbaan bevindende spoorstaaf te verwijderen, zodanig dat de railvoet en het onderste deel van het raillijf onaangetast blijven en over een lengte de railkop en het bovenste stukje van het raillijf geheel worden verwijderd om vervolgens te worden opgevuld door een identieke, geprefabriceerde, vormvaste en wigvormige plug van staal die duurzaam wordt vastgelast aan de omringende spoorstaaf om zodoende de oorspronkelijke geometrie van de spoorstaaf te herstellen. De staalsoort en hardheid van de plug en de te repareren spoorstaaf zijn gelijk. US-A-619013 (gepubliceerd 1899) openbaart het preventief, in de nabijheid van een dilatatievoeg in de spoorstaaf en op een vaste afstand daarvan in lengterichting van de spoorstaaf, in het rijvlak van de railkop plaatsen van een geprefabriceerde, cilindervormige, gladwandige plug van metaal harder dan de spoorstaaf zelf, om klappen van de treinwielen op te vangen in de buurt van dilatatievoegen in de spoorstaaf. De afstand tot de dilatatievoeg is niet genoemd in dit document en ligt waarschijnlijk binnen 25 cm van de dilatatievoeg omdat het klappen van de treinwielen eveneens binnen deze afstand optreedt.

In de ruimste zin durven wij onze uitvinding als volgt te definiëren: het vanaf het bovenvlak (dat wil zeggen het rijvlak) van de railkop van de zich in de, bij voorkeur voor direct weer in bedrijf nemen geschikte, treinbaan bevindende spoorstaaf verwijderen van een stuk railkop zodat het raillijf en de railvoet, en eventueel het onderste deel van de railkop onaangetast blijven, zodat in de railkop een aan zijn bovenvlak uitmondende uitsparing ontstaat, bij voorkeur gelegen op afstand (bij voorkeur van minimaal 10 mm) van de zijkanten van de railkop (zodat de zijkanten van de railkop onaangetast blijven), en het met een geprefabiceerde, vormvaste, bij voorkeur nauwpassende, stalen plug vullen van de uitsparing, waarbij bij voorkeur de vorm van de uitsparing en van de plug congruent is, om zodoende de oorspronkelijke geometrie van de spoorstaaf te herstellen.

Met "voor direct weer in bedrijf nemen geschikte treinbaan" wordt in het bijzonder bedoeld dat de te repareren spoorstaaf in operationele toestand in de treinbaan blijft, bijvoorbeeld zijn voor veilig treinverkeer noodzakelijke montage aan de ondergrond en zijn aansluiting op de in zijn verlengde voorgaande en volgende spoorstaaf, bijvoorbeeld door een gelaste verbinding zoals bij doorgelast of voegloos spoor, gehandhaafd blijven tijdens de reparatie zodat bijvoorbeeld de montage van de beschadigde spoorstaaf voor, tijdens en na de reparatie in hoofdzaak identiek is.

Het gat is bij voorkeur verticaal of maximaal 10 graden afwijkend van de verticaal.

Bij voorkeur wordt voorafgaande aan het verwijderen van het stuk railkop een inspectie uitgevoerd aan de spoorstaaf om daaraan een mechanische schade, bijvoorbeeld squat, te detecteren, en wordt de reparatie uitgevoerd op de plaats van de vastgestelde schade. Om de schade te detecteren wordt bijvoorbeeld een meet- of inspectiemiddel ingezet, bijvoorbeeld een scanner (bijvoorbeeld uitgerust met een lichtbron zoals laser) of een beeldcamera of met een magneetveld of elektrisch of akoestisch veld of ander veld werkend, dat zich bijvoorbeeld bevindt aan boord van een voertuig, zoals een meettrein.

De locatie van de reparatie in lengterichting van het spoor zal in de regel willekeurig zijn en bijvoorbeeld afhankelijk zijn van het resultaat van een schade detectie. De afstand in rail lengterichting zal daarmee variabel zijn ten opzichte van een dilatatievoeg. Een reparatie volgens de uitvinding kan men ook verder dan 25 cm van de dilatatievoeg vinden, bijvoorbeeld verder dan 50 of 100 of of 150 of 200 cm.

Het moet duidelijk zijn dat bij voorkeur wordt gewacht met de reparatie totdat een schade ontstaat, hetgeen in de regel pas optreedt nadat het spoor enige tijd, bijvoorbeeld minimaal een maand of een jaar of twee jaar of vijf jaar in gebruik is. De schade ontstaat vooral door treinverkeer dat over de spoorstaaf rijdt.

Volgens een voorkeursuitvoering van onze uitvinding wordt van een zich in de treinbaan bevindende stalen spoorstaaf een stuk gehaald uit het bovenste deel van de railkop zodat in het rijvlak een gat ontstaat terwijl het onderste deel van de railkop, het raillijf en de railvoet onaangetast blijven. Het gat wordt vervolgens opgevuld met een geprefabriceerde, nauwpassende en vormvaste stalen plug die duurzaam wordt vast gezet aan het omringende materiaal van de railkop om zodoende de oorspronkelijke geometrie van de spoorstaaf te herstellen. Bij voorkeur betreft het vastzetten een klempassing, bijvoorbeeld doordat de plug in een gekrompen toestand, bijvoorbeeld doordat deze aanzienlijk kouder, bijvoorbeeld minimaal 50 of 100 of 150 graden Celsius kouder (bijvoorbeeld gekoeld door vloeibare C02 of N2 of 02), is dan de te repareren spoorstaaf, in het gat wordt geplaatst.

Indien in gekrompen toestand wordt de plug met een diameter gelijk aan of iets kleiner dan de gatdiameter in het gat geplaatst waarna men de plug laat expanderen, bijvoorbeeld doordat de plug opwarmt tot de temperatuur van de railkop, zodat de plugdiameter tracht toe te nemen en zodoende de plug zich in het gat vastklemt.

Alternatief wordt de plug ongekrompen geplaatst, waarbij de plugdiameter aanvankelijk groter is dan de gatdiameter en door indrijven in het gat door de gatwand gedwongen wordt in diameter af te nemen.

Een effect waarvan de uitvinding waarschijnlijk gebruik maakt is dat de rijwielen van een passerende trein het staal in de bovenste laag van het bovenvlak van de railkop in het contactgebied tussen het loopvlak van het rijwiel en de railkop lokaal kneden, zodat de geplaatste plug en het materiaal van de railkop daar omheen koud plastisch worden vervormd en zodoende koud samensmelten. Zodoende zal de plug steeds beter passen in het gat en vloeien alle kiertjes tussen gat en plug geleidelijk dicht Volstaan kan daardoor worden met het plaatsen van een vormvaste plug in een vormvast gat zonder aanwenden van vormvrij hulpmateriaal zoals kleefmiddel of gesmolten staal om een duurzame, corrosievaste fixatie van de plug in het gat te bereiken.

Voor de plug is één of meer van het volgende van toepassing: cilindrisch of parallelepipedisch; hoogte groter dan 5 of 10 mm en/of kleiner dan 30 of 20 of 15 mm; diameter groter dan 5 of 10 mm en/of kleiner dan 40 of 30 of 25 mm; op elkaar aansluitende kanten staan loodrecht op elkaar; een axiale tapsheid van ten hoogste 3, 2 of 1 graden; van een legering in hoofdzaak identiek met die van de railkop; één of meer van treksterkte, vloeigrens, rek bij breuk en hardheid in hoofdzaak gelijk of groter met die van de railkop; vlakke onder- en/of bovenzijde; bevat één of meer van Fe, Cr, Mn, Si.

Voor het gat is één of meer van het volgende van toepassing: cilindrisch of parallelepipedisch; diepte groter dan 5 of 10 mm en/of minder dan 30 of 20 of 15 mm; diepte minder dan 50% van de hoogte van de railkop; diameter groter dan 5 of 10 mm en/of kleiner dan 40 of 30 of 25 mm; diameter minder dan 50% van de breedte van de railkop; op elkaar aansluitende kanten staan loodrecht op elkaar; een axiale tapsheid van ten hoogste 3, 2 of 1 graden; op minimaal 10 of 15 of 20 mm afstand van de zijkanten van de railkop; bevindt zich in het contactgebied tussen het rij- of loopvlak van de rijwielen van de trein en het bovenvlak van de railkop; gemaakt door vonkverspanen of boren of frezen of een andere verspanende bewerking, bij voorkeur frezen met een freesgereedschap zodat een vlakke gatbodem ontstaat en na het frezen de gatbodem en -wand geen de kwaliteit, in het bijzonder de nauwkeurigheid van één of meer van rondheid, diepte en diameter van het gat verbeterende mechanische bewerking met een gereedschap ondergaat en/of met een frees waarvan de diameter gelijk is aan de gatdiameter; gemaakt met een wel of niet middensnijdende frees; in diepte en/of diameter kleiner dan die van de plug bij dezelfde temperatuur, bij voorkeur minimaal 0,005 mm bij 20 graden Celsius; vlakke gatbodem.

De vorm van het gat en de plug zijn bij voorkeur zodanig op elkaar aangepast dat bij in het gat geplaatste plug de bodem- en/of zijwanden van gat en plug grootvlakkig innig contact met elkaar maken.

Bij voorkeur wordt ervoor gezorgd dat nadat het plaatsen van de plug voltooid is, het bovenvlak van de plug iets boven de bovenkant (de bovenkant is het rijvlak) van de railkop uitsteekt, bij voorkeur minimaal 0,05 en/of minder dan 0,1 mm, en vervolgens het bovenvlak van de plug wordt verlaagd door een verspanende bewerking zoals slijpen of schuren zodat het bovenvlak van de plug gelijk met het bovenvlak van de railkop komt te liggen.

In een alternatief is het denkbaar dat de plug verdiept in het gat ligt en nadat het plaatsen van de plug is voltooid vloeibaar staal op de plug in het gat wordt gegoten zodat de zich boven de plug bevindende verdieping geheel wordt gevuld met aanvankelijk vormvrij staal.

De plug wordt bijvoorbeeld door hameren of persen in het gat gedreven.

Deze reparatie is bijzonder geschikt voor zgn. squats. Een squat of andere beschadiging van het rijvlak wordt opgespoord bij de spoorstaaf van de in bedrijf genomen spoorweg, wordt verwijderd door het maken van het gat met een diameter en diepte zodat het beschadigde gebied geheel wordt verwijderd, vervolgens wordt het gat met de plug opgevuld.

Deze reparatie is vooral bedoeld voor één of meer van: doorgelast of voegloos spoor; railboog; wissel, bijvoorbeeld puntstuk of aanslagspoorstaaf of tong.

Deze reparatie is vooral bedoeld voor een spoorstaaf met één van de volgende staallegeringen: mangaanstaal; Hadfieldstaal; rail conform NEN-EN 13674-1 en/of ProRail RLN00127-1; staal met naast één of meer eventuele andere elementen, bestanddelen en/of verontreinigingen, Fe (ijzer) en één of meer van: C (koolstof); Si (silicium; Mn (mangaan); Cr (chroom).

De hardheid (Brinell) van de spoorstaafkop en/of het rijvlak bedraagt bij voorkeur minimaal 200 of 220 of 250 of 260 of 300 of 320 of 350 of 370 of 375 of 400. De spoorstaaf kan zijn warmtebehandeld.

In het staal aanwezige voorkeurshoeveelheden (in gew%) zijn als volgt: Fe is het hoofdbestanddeel, bijvoorbeeld minimaal 50% of 80%. C: minimaal 0,3 of 0,4 of 0,5 of 0,6 of 0,7 of 0,9 en/of maximaal 0,6 of 0,8 of 1 of 1,1 of 1,2 of 1,3 of 1,5. Si: minimaal 0,1 of 0,15 of 0,2 of 0,4 of 0,5 en/of maximaal 0,6 of 0,8 of 1 of 1,1 of 1,2 of 1,5. Mn: minimaal 0,1 of 0,5 of 0,7 of 0,8 of 1 of 1,3 en/of maximaal 1,1 of 1,2 of 1,3 of 1,7 of 2. Cr: minimaal 0,1 of 0,2 of 0,4 of 0,8 en/of maximaal 0,15 of 0,3 of 0,6 of 1,2 of 1,5 of 2.

De te repareren spoorstaaf is bijvoorbeeld van Vignole type of Groefrail type, bijvoorbeeld UIC54 of UIC60 of S33 of EB63 of MRS73 of PRI85 en/of heeft een gewicht van minimaal 40 of 45 of 50 kilo per strekkende meter. De reparatie wordt bijvoorbeeld uitgevoerd aan voegloos spoor en/of spoor waarvoor de neutraaltemperatuur tussen 20 en 27, bijvoorbeeld 23, 24, 25 of 26 graden Celsius bedraagt.

Deze tabel geeft voorbeelden van voorkeurs-ranges voor de elementen C, Si, Mn en Cr in gew.%, alle combinaties en permutaties zijn mogelijk. Bijvoorbeeld %:CÖ, 62-0,30 gecombineerd met %S10, 20-0,60:, geen Mn en Cr.

Hierna wordt de 'uitvinding toegelicht aan de hand van een voorbeeld dat in do tekening is getoond. Ook anderso uitvoeringen behoren tot de uitvinding. Getoond is in:

Fig. 1 in zijaanzicht een spoorstaaf met defect

Fig. 2 do doorsnede II-II van fig. 1

Fig. 3 in zijaanzicht het gat in de spoorstaaf;

Fig,: 4 in perspectief de spoorstaaf met defect; F i g. 5 do spoorstaaf van fig. 4 met het gat;

Fig. 6 de spoorstaaf van fig. 1 gerepareerd.

De spoorstaaf 10 heeft een voet 12, lijf 1:3 en kop 14. De kop 14 bevat een squat 15, veroorzaakt door de treinwielen. Vanaf het loopvlak 50 wordt op de plaats van do squat 15 een verticaal gat 20 gefreesd (fig. 3).

Het defect: 15 wordt gelokaliseerd, verwijderd zodat een cilindrisch gat 20 ontstaat, een pree i os passende, iets omhoog uitstekende plug 21 wordt in het gat geplaatst, de bovenkant van do plug wordt bewerkt met een gereedschap 12Q (fig. 6) zodat een glad rijvlak ontstaat»

Fig. 3 toont gestippeld de wigvormige reparatie die wordt beschreven in WO2011119238A1, die zich door de gehele railkop uitstrekt en doorloopt tot in het raillijf. Hieruit blijkt duidelijk het verschil met onze uitvinding.

Fig. 3 toont tevens in een zijaanzicht in doorsnede een detail van de railkop om de zuiver cilindrische vorm van het gat te tonen.

Claims (5)

1. Reparatie in het werk van een defect in een spoorstaaf omvattende het vanaf het bovenvlak van de railkop verwijderen van een stuk railkop zodat het raillijf en de railvoet, en eventueel het onderste deel van de railkop onaangetast blijven, zodat in de railkop een aan zijn bovenvlak uitmondende uitsparing ontstaat, bij voorkeur gelegen op afstand (bij voorkeur van minimaal 10 mm) van de zijkanten van de railkop (zodat de zijkanten van de railkop onaangetast blijven), en het met een geprefabiceerde, vormvaste, bij voorkeur nauwpassende, stalen plug vullen van de uitsparing, waarbij bij voorkeur de vorm van de uitsparing en van de plug congruent is, om zodoende de oorspronkelijke geometrie van de spoorstaaf te herstellen.

2. Reparatie volgens conclusie 1, waarbij het stuk railkop dat wordt verwijderd een schade bevat.

3. Reparatie volgens conclusie 1 of 2, waarbij het stuk railkop zich bevindt op een locatie die door een aan het repareren voorafgaande inspectie van de railkop is bepaald, bij voorkeur door een zich langs het spoor verplaatsend meet- of inspectiemiddel.

4. Reparatie volgens conclusie 1, 2 of 3, toegepast op doorgelast of voegloos spoor; en/of de uitsparing wordt in het loopvlak van de treinwielen gemaakt.

5. Plug, bestemd voor de reparatie volgens één van conclusies 1-4 .