NO883050L

NO883050L - HEART PIECE.

Info

Publication number: NO883050L
Application number: NO88883050A
Authority: NO
Inventors: Robert Pirker; Franz Rotter; Johannes Blumauer
Original assignee: Voest Alpine Maschinenbau
Priority date: 1987-07-08
Filing date: 1988-07-07
Publication date: 1989-01-09
Also published as: ATA172887A; JPS6490301A; DK379488D0; HU205400B; CS490188A2; NO883050D0; BG49506A3; AT388763B; CN1011717B; TNSN88071A1; DD285390A5; SU1729297A3; FI883258A0; DK379488A; CS268850B2; PL273588A1; YU131988A; PT87917A; CN1030456A; IN168236B

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et hjertestykke med en hjertespiss og vingeskinner som er forbundet med hjertespissen, idet vingeskinnene er fastsveiset til hjertespissen under anvendelse av foringsstykker. The present invention relates to a heart piece with a heart tip and wing rails which are connected to the heart tip, the wing rails being welded to the heart tip using liner pieces.

Fra DE-PS 11 61 574 er det kjent et hjertestykke av aluminotermisk med hverandre sammesveisede vignolskinner, hvor foringsstykker blir sveiset fast til hjertespissen og vingeskinnene både på skinnehode og skinnefot, hvorved krympespenninger skal unngås. En ulempe ved denne kjente utførelse er at foringsstykkene må ha en spesiell form for å kunne ligge an mot skinnefot og skinnehode. From DE-PS 11 61 574 it is known a heart piece of aluminothermic vignol rails welded to each other, where liner pieces are welded to the heart tip and the wing rails both on the rail head and rail foot, whereby shrinkage stresses are to be avoided. A disadvantage of this known design is that the liner pieces must have a special shape to be able to rest against the rail foot and rail head.

Til fremstilling av hjertestykker er det videre ved den såkalte profilblokkkonstruksjon kjent hjertespisser med påstøpte eller -sveisede foringsstykker, hvor vingeskinnene blir skrudd fast til hjertestykket ved hjelp av foringsstykkene. Foringsstykkene tjener derved som av-standsholdere og den meget faste skrueforbindelse blir i bruk utsatt for forskjellige belastninger som gjør det nødvendig med hyppig vedlikehold og kontroll. Ved de krefter som opptrer ved skinnespor som er lagt uten skjøter, opptrer det en relativ bevegelse mellom hjertespiss og vingeskinnene, hvorved på den ene side skrueforbindelsen blir løsnet, og på den annen side ytterligere skjær- og trekkrefter overføres til skrueforbindelsen. For the production of heart pieces, heart tips with cast-on or -welded liner pieces are also known for the so-called profile block construction, where the wing rails are screwed to the heart piece with the help of the liner pieces. The liner pieces thereby serve as spacers and the very firm screw connection is exposed to various loads in use, which necessitates frequent maintenance and inspection. With the forces that occur at rail tracks that are laid without joints, a relative movement occurs between the heart tip and the wing rails, whereby on the one hand the screw connection is loosened, and on the other hand additional shear and tensile forces are transferred to the screw connection.

For å redusere vedlikeholdsomkostningene ved slike hjertestykker blir det ofte benyttet blokkhjertestykker hvor hjertestykkespissen er utført i ett stykke med vingeskinnene. Ved slike utformninger blir de svingninger som opptrer i skinnesporet overført til det samlede blokkhjer-testykke bestående av hjertestykkespiss og vingeskinner, og det oppstår en rekke interferensfaktorer i svingnings-forholdet i forhold til det øvrige skinnespor. To reduce the maintenance costs of such heart pieces, block heart pieces are often used where the heart piece tip is made in one piece with the wing rails. With such designs, the oscillations that occur in the rail track are transferred to the overall block heart piece consisting of the heart piece tip and wing rails, and a number of interference factors arise in the oscillation ratio in relation to the rest of the rail track.

Oppfinnelsen tar således sikte på å tilveiebringe et hjertestykke av den innledningsvis nevnte type, som, sett i forhold til kjente hjertestykker, oppviser gunstig-ere, spesielt interferensfrie svingningsforhold, og bare krever lite vedlikehold. For å løse denne oppgave består det karakteristiske ved hjertestykket ifølge oppfinnelsen hovedsakelig i at foringsstykkene i sveisestillingen oppviser mindre høyde enn vingeskinnenes steg. Ved anven-delsen av mellom vingeskinner og hjertestykke innsveisede foringsstykker, som i sveisestillingen oppviser mindre høyde enn vingeskinnenes steg, kan det alt i alt oppnås en elastisk byggemåte, ved hvilken svingnings forholdene i det øvrige skinnespor, på grunn av hjertestykkespissens svingnings forhold , i vidtgående grad forblir uforstyrret. Slike foringsstykker tillater, ved sikring av den ønskede elastisitet av sveiseforbindelsen, en elastisk unnvikelse av vingeskinnene i høyderetningen og sikrer at skinne-sporets svingninger alltid bare blir overføret til den direkte med dette skinnespor forbundne del, dvs til vingeskinnene eller hjertespissen, hvorved den stive forbin-delse mellom hjertespiss og vingeskinner er opphevet. Da skrueforbindelsene bortfaller, blir vedlikeholdsomkostningene betydelig redusert. Ved at det benyttes foringsstykker, unngås ulempene ved mellomblokkhjertestykker eller monoblokkhjertestykker, ved hvilke det som regel forblir en gjennomgående rille mellom vingeskinne og hjertestykke, hvorved det kan oppstå driftsforstyrrelser. Videre blir en senere bøyning av hjertestykket for buepenser som regel meget vanskelig ved slike monoblokk- hhv. mellomblokkhjertestykker. Den elastiske byggemåte under anvendelse av påsveisede foringsstyker ifølge oppfinnelsen derimot, muliggjør også slike tilpasninger av hjertestykket for buepenser. The invention thus aims to provide a heart piece of the type mentioned at the outset, which, seen in relation to known heart pieces, exhibits more favorable, especially interference-free oscillation conditions, and only requires little maintenance. In order to solve this task, the characteristic of the heart piece according to the invention consists mainly in the fact that the liner pieces in the welding position show a lower height than the step of the wing rails. By using lining pieces welded in between the wing rails and the heart piece, which in the welding position show a lower height than the step of the wing rails, an elastic construction method can be achieved, in which the oscillation conditions in the rest of the rail track, due to the oscillation conditions of the heart piece tip, in wide degree remains undisturbed. Such lining pieces allow, by securing the desired elasticity of the welded connection, an elastic avoidance of the wing rails in the height direction and ensure that the rail track's oscillations are always only transferred to the part directly connected to this rail track, i.e. to the wing rails or the heart tip, whereby the rigid connection - division between heart tip and wing rails has been abolished. As the screw connections are eliminated, maintenance costs are significantly reduced. By using lining pieces, the disadvantages of intermediate block core pieces or monoblock core pieces are avoided, in which a continuous groove usually remains between the wing rail and the core piece, which can cause operational disturbances. Furthermore, later bending of the heart piece for bow pens is usually very difficult with such monobloc- or middle block heart pieces. The elastic construction method using welded-on lining pieces according to the invention, on the other hand, also enables such adaptations of the heart piece for bow brushes.

På spesielt fordelaktig måte er utførelsen ifølge oppfinnelsen truffet slik at foringsstykkene er dannet av plateformede elementer hvis hovedplan forløper i skinnens lengderetning. Foringsstykker dannet av slike plateformede elementer med hovedplanet forløpende i skinnens lengderetning er i stand til å oppta de relative beve-gelser mellom hjertespiss og vingeskinne uten at dette fører til en overbelastning av sveisesømmene. Høyden av de plateformede elementer kan herved med fordel være mindre enn elementenes bredde mellom hjertespiss og vingeskinne for å tillate relativ bevegelse mellom hjertestykke og vingeskinne. Spesielt gunstige svingningsdempende egenskaper kan da oppnås når foringsstykkenes lengde tilsvarer fra en halv til tre ganger av deres bredde. Foringsstykkenes bredde må dimensjoneres i avhengighet av skinnenprofilets form. Ved en slik utformning kan foringsstykkenes høyde med fordel tilsvare mellom 1/3 og 2/3 av bredden, fortrinnsvis omtrent halve bredden, hvorved en vidtgående nøytralisering av vingeskinnenes svingninger stammende fra de via hjerteforbindelsesskinnene overførte hjertespissvingninger blir mulig. En slik dimensjonering, som det bare må tas hensyn til ved foringsstykkene mellom hjertestykkespiss og vingeskinner, medfører, foruten de fordelaktige svingningstekniske egenskaper, også den fordel at forstyrrelsesmottagelig-heten kan reduseres ytterligere ved at foringsstykkene er anordnet på en innbyrdes avstand svarende til 3-5 ganger deres lengde i vingeskinnenes hhv. hjertespissens lengderetning. En gjennomgående rille mellom hjertespiss og vingeskinner blir således unngått, slik at det heller ikke kan inntreffe en opphopning av materiale som ville kunne føre til forstyrrelser i denne rille. In a particularly advantageous manner, the design according to the invention is such that the lining pieces are formed of plate-shaped elements whose main plane runs in the longitudinal direction of the rail. Lining pieces formed from such plate-shaped elements with the main plane running in the rail's longitudinal direction are able to accommodate the relative movements between the heart tip and the wing rail without this leading to an overload of the weld seams. The height of the plate-shaped elements can advantageously be smaller than the width of the elements between the heart tip and the wing rail in order to allow relative movement between the heart piece and the wing rail. Particularly favorable vibration damping properties can then be achieved when the length of the liner pieces corresponds to from half to three times their width. The width of the lining pieces must be dimensioned depending on the shape of the rail profile. With such a design, the height of the liner pieces can advantageously correspond to between 1/3 and 2/3 of the width, preferably approximately half the width, whereby a wide neutralization of the wing rails' oscillations stemming from the heart tip oscillations transmitted via the heart connection rails becomes possible. Such a dimensioning, which only needs to be taken into account for the liner pieces between the heart piece tip and wing rails, entails, in addition to the advantageous vibration technical properties, also the advantage that the susceptibility to disturbances can be further reduced by the liner pieces being arranged at a mutual distance corresponding to 3-5 times their length in the wing rails respectively. the longitudinal direction of the apex of the heart. A continuous groove between the heart tip and wing rails is thus avoided, so that an accumulation of material that could lead to disturbances in this groove cannot occur either.

En spesielt stabil utformning lar seg oppnå ved at vingeskinnene nær hjertespissen likeledes er sammensveiset ved hjelp av minst ett foringsstykke, idet, ved en slik direkte sammensveising av vingeskinnene under anvendelse av et foringsstykke, vil den relative bevegelse mellom vingeskinnene og hjertespissen på ingen måte påvirkes. A particularly stable design can be achieved by the fact that the wing rails near the heart tip are also welded together using at least one liner piece, since, in such a direct welding of the wing rails using a liner piece, the relative movement between the wing rails and the heart tip will not be affected in any way.

Foruten til hjertespissen, kan vingeskinnene ytterligere festes til hjerteforbindelsesskinnene på vanlig måte ved hjelp av fastskrudde foringsstykker, hvorved den kontinuerlige påkjenning på skrueforbindelsen i skrueaksen under hjulenes kjøring blir liten på det bakenforliggende vingeskinneinnløp og ikke nødvendiggjør vedlikeholdsom-kostninger ved anvendelse av en skruesikring. In addition to the heart tip, the wing rails can be further attached to the heart connection rails in the usual way by means of screwed liner pieces, whereby the continuous stress on the screw connection in the screw axis during the wheels' movement is small on the rear wing rail inlet and does not necessitate maintenance costs when using a screw lock.

Oppfinnelsen skal belyses nærmere ved et utførelseseksempel som er vist skjematisk på de vedføyede tegninger, hvor The invention is to be explained in more detail by means of an embodiment which is shown schematically in the attached drawings, where

fig. 1 viser grunnriss av et hjertestykke ifølge fig. 1 shows a plan view of a heart piece according to

oppfinnelsen,the invention,

fig. 2 viser snitt etter linjen II - II på fig. 1, og fig. 2 shows a section along the line II - II in fig. 1, and

fig. 3 viser snitt etter linjen III - III på fig. fig. 3 shows a section along the line III - III in fig.

1 . På fig. 1 er vist en hjertespiss 1 med hvilken hjerteforbindelsesskinner 2 og 3 er forbundet. På siden av hjertespissen 1 er det anordnet vingeskinner 4 og 5, som via foringsstykker 6 er fastsveiset til hjertespissen 1. Vingeskinne-forbindelsesskinner hhv. styreskinner 7 og 8 er forbundet med vingeskinnene 4 og 5. Vingeskinnene 4 og 5 er skrudd sammen med hjerteforbindelsesskinnene 2 og 3 ved hjelp av foringsstykker 9. Dessuten blir ett eller flere foringsstykker 10 innsveiset mellom vingeskinnene foran hjertestykkespissen. 1. In fig. 1 shows a heart tip 1 with which heart connection rails 2 and 3 are connected. On the side of the heart tip 1, wing rails 4 and 5 are arranged, which are welded to the heart tip 1 via liner pieces 6. Wing rail connecting rails respectively. guide rails 7 and 8 are connected to the wing rails 4 and 5. The wing rails 4 and 5 are screwed together with the core connection rails 2 and 3 by means of liner pieces 9. In addition, one or more liner pieces 10 are welded in between the wing rails in front of the core piece tip.

I snittet på fig. 2 vil det ses at de valgte foringsstykker 6, som er sveiset sammen med vingeskinnene 4 og 5, oppviser en høyde a som er tydelig mindre enn høyden b av vingeskinnens 4 steg. Foringsstykkene 6 er dannet av plateformede elementer hvis hovedplan forløper i vingeskinnenes 4 hhv. forbindelsesskinnenes lengderetning. Lengden c i denne lengderetning er tydelig større enn høyden a av det plateformede element, som tjener som foringsstykke 6. In the section in fig. 2, it will be seen that the selected liner pieces 6, which are welded together with the wing rails 4 and 5, have a height a which is clearly smaller than the height b of the wing rail 4 steps. The lining pieces 6 are formed by plate-shaped elements whose main plane runs in the wing rails 4 or the longitudinal direction of the connecting rails. The length c in this longitudinal direction is clearly greater than the height a of the plate-shaped element, which serves as lining piece 6.

På fig. 3 er vist bredden d av det plateformede element 6 og måten foringsstykkene hhv. de plateformede elementer 6 er sveiset sammen med vingeskinnene 4 og 5 på. Hjertespissen 1 er ved utførelsen på fig. 3 uformet av komposittmateriale og er på hjuloverløpsstedet forsynt med et materiale med høy slitefasthet. Såvel ved valg av materiale for fremstilling av hjertestykket som ved valg av materiale for vingeskinnene foreligger forskjellige muligheter. Hjertespissen kan bestå av komposittmateriale eller også av austesnittisk manganstålstøpegods. Likeledes er det mulig å utføre vingeskinnene av komposittmateriale eller av valset austenittisk manganstål. Forbindelsen mellom vingeskinne og hjertespiss dannes ved innsveising av avstandsstykket 6, hvorved det, avhengig av det valgte materiale for hjertespissen og vingeskinnene, må velges et materiale som sikrer en feilfri sammensveising av dette materiale i de nevnte kombinasjoner. Som materiale for fremstillingen av hjertestykket kan det velges et kompo-sittmaterialstykke hvis hjulløpeflate er utformet av et herdbart stål med sammensetningen: In fig. 3 shows the width d of the plate-shaped element 6 and the way the lining pieces or the plate-shaped elements 6 are welded together with the wing rails 4 and 5 on. The heart tip 1 is in the embodiment in fig. 3 unformed from composite material and is provided at the wheel overflow point with a material with high wear resistance. Both when choosing the material for the manufacture of the heart piece and when choosing the material for the wing rails, there are different possibilities. The heart tip can consist of composite material or also of Austenitic manganese steel castings. It is also possible to make the wing rails of composite material or of rolled austenitic manganese steel. The connection between the wing rail and the heart tip is formed by welding in the spacer 6, whereby, depending on the selected material for the heart tip and the wing rails, a material must be selected that ensures a flawless welding of this material in the aforementioned combinations. As material for the manufacture of the heart piece, a piece of composite material can be chosen whose wheel running surface is made of a hardenable steel with the composition:

Et slikt stål er godt sveisbart og godt bearbeidbart i innherdet tilstand. Slike ståltyper utmerker seg ved at de ved varmebehandling ved 200°C - 600°C ved god seighet har meget høy hårdhet, som oppnås ved martensitt-endring og/eller utskillelse av intermetalliske faser. Vingeskinnene kan likeledes bestå av et komposittmateriale av denne type, men kan også f.eks. valses ut av austenittisk manganstål. Dessuten foreligger naturligvis mulig-heten for på kjent måte å fremstille hjertespissen av austenittisk manganstålstøpegods for å kunne forenkle sammensveisingen og den etterfølgende temperaturbehand-ling. Under sveiseprosessen må, i avhengighet av de valgte utgangsmaterialer, en tilsiktet temperaturføring overholdes, hvorved posisjoneringen av avstandsstykkene med henblikk på forbedrede svingningsforhold av hele konstruksjonen blir resultatet. Such a steel is well weldable and well machinable in the hardened state. Such steel types are distinguished by the fact that when heat treated at 200°C - 600°C with good toughness, they have very high hardness, which is achieved by martensite change and/or separation of intermetallic phases. The wing rails can also consist of a composite material of this type, but can also e.g. rolled out of austenitic manganese steel. In addition, there is of course the possibility of producing the heart tip in a known manner from austenitic manganese steel castings in order to simplify the welding and the subsequent temperature treatment. During the welding process, depending on the selected starting materials, an intended temperature control must be observed, whereby the positioning of the spacers with a view to improved oscillation conditions of the entire construction is the result.

Claims

1. Heart piece with a heart tip and wing rails which are connected to the heart tip, the wing rails (4, 5) being welded together with the heart tip (1) using liner pieces (6), characterized in that the liner pieces (6) in the welding position have a lower height than the wing rails (4, 5) step.

2. Heart piece according to claim 1, characterized in that the lining pieces (6) are formed from plate-shaped elements whose main plane runs in the longitudinal direction of the rail.

3. Heart piece according to claim 1 or 2, characterized in that the height of the plate-shaped elements is smaller than the width of the elements between the heart tip (1) and wing rail (4, 5).

4. Heart piece according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the length of the lining pieces (6) corresponds to half to three times their width.

5. Heart piece according to one of claims 1-4, characterized in that the height of the lining pieces (6) corresponds to 1/3 - 2/3 of their width, preferably approximately half the width.

6. Heart piece according to one of claims 1-5, characterized in that the lining pieces (6) in the wing rails (4, 5) or the longitudinal direction of the heart tip (1) is arranged at a distance from each other, which distance corresponds to three to five times the length of the lining pieces (6).

7. Heart piece according to one of claims 1-6, characterized in that the wing rails (4, 5) in front of the heart tip (1) are likewise welded together via at least one liner piece (10).

8. Heart piece according to one of claims 1-7, characterized in that the wing rails (4, 5) are connected to the heart connection rails (2, 3) in a manner known per se by means of screwed liner pieces (9).