SE469476B

SE469476B - LASERHERDAT ANNIVERSARY WHEELS

Info

Publication number: SE469476B
Application number: SE8300675A
Authority: SE
Inventors: T Ernerudh; C-G Lenasson
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1983-02-09
Filing date: 1983-02-09
Publication date: 1993-07-12
Also published as: NO840455L; NO167468C; EP0116359B1; EP0116359A3; EP0116359B2; DK57984A; DK157357C; DE3471048D1; DK57984D0; DK157357B; SE8300675D0; EP0116359A2; SE8300675L; NO167468B

Description

2 469 4-7” . ._ mot lopbanan riktade del eller en del av denna och att lopbanan eller en del eller delar av löpbanan är laserhärdade. En fördel är att härdningen kan ske direkt i samband med den mekaniska bearbetningen (svarvning eller omsvarvning) av hjulbanan. På grund av laserstrålens koncentration kan härddjup och härdspridning varieras i hög grad. Tillförd energi per yt- enhet är lätt att styra och härdskiktets djup kan lätt avpassas till pro- duktens krav på hårdhet och slitstyrka- Omhärdning kan lätt ske i samband med omsvarvning, och uppfinningen kan tillämpas vid såväl helhjul som hjul med påkrympta ringar. Även löpbanan kan helt eller delvis härdas. 2 469 4-7 ”. ._ part or part thereof directed towards the raceway and that the raceway or part or parts of the raceway are laser cured. An advantage is that the hardening can take place directly in connection with the mechanical processing (turning or re-turning) of the wheel track. Due to the concentration of the laser beam, the depth of field and the spread of the core can vary greatly. Supplied energy per unit area is easy to control and the depth of the hardening layer can easily be adapted to the product's requirements for hardness and durability. The running track can also be fully or partially hardened.

Don för laserhärdning finnes på marknaden i ett flertal fabrikat.Laser curing devices are available on the market in several brands.

Vid en föredragen utföringsform varieras härddjupet mellan olika härdade delar av flänsens mot löpbanan riktade del och eventuellt av löpbanan.In a preferred embodiment, the curing depth is varied between different hardened parts of the part of the flange directed towards the tread and possibly of the tread.

Vid ytterligare en föredragen utföringsform anordnas små åtskilda härdade partier av löpbanan, där dessa härdade partier har större utsträckning i sidled än i löpriktningen, varigenom friktionen mellan rälsen och löp- banan blir stor i löpriktningen och liten i sidriktningen. Detta ger stor låslängd för hjulet.In a further preferred embodiment, small separate hardened parts of the tread are arranged, where these hardened parts have a greater extent laterally than in the running direction, whereby the friction between the rails and the running track becomes large in the running direction and small in the lateral direction. This provides great locking length for the wheel.

Uppfinningen är närmare beskriven i bifogad figur, som visar en del av ett järnvägshjul.The invention is described in more detail in the accompanying figure, which shows a part of a railway wheel.

En del av ett helhjul visas i figuren, men uppfinningen kan även appliceras på påkrympta hjulringar. Hjulets liv visas vid 1 och hjulringen vid 2. Hjulet är försett med en löpbana H och en fläns 3. Partiet (A) från flänsens 3 topp eller delar av detta parti, samt eventuellt löpbanan H och delar av denna, är laserhärdade. I det mest utsträckta fallet är hela nämnda flänsparti (A) och löpbanan H laserhärdade (se B). Flänsens 3 baksida (C) lämnas ohärdad, då man eljest skulle riskera skador på flänsen vid hjulets gång över växlar etc.A part of a full wheel is shown in the figure, but the invention can also be applied to shrunken wheel rings. The life of the wheel is shown at 1 and the wheel ring at 2. The wheel is provided with a tread H and a flange 3. The portion (A) from the top of the flange 3 or parts of this portion, and possibly the tread H and parts thereof, are laser hardened. In the most extensive case, the entire said flange portion (A) and the raceway H are laser hardened (see B). The back of the flange 3 (C) is left uncured, as you would otherwise risk damage to the flange when the wheel moves over gears, etc.

Man kan utföra nämnda laserhärdning i samband med svarvning, och icke minst vid omsvarvning av hjulets löpbana och ev fläns, och i det sistnämnda fallet är detta speciellt fördelaktigt, då ju eljest härdade delar av hjulet skulle bortarbetas. 3 469 *76 - Vid laserhärdning kan man p g a strålens koncentration variera härddjup och härdspridning i hög grad. Laserhärdningen kan ske i samband med svarvning eller omsvarvning eller omedelbart efter denna operation. Man varierar härd- djup respektive härdspridning exempelvis genom styrning av tillförd energi per yt- och/eller tidsenhet, och man kan således avpassa exempelvis härdskik- tets djup till produktens krav på hårdhet och slitstyrka.The said laser hardening can be carried out in connection with turning, and not least when turning the wheel track and possibly flange, and in the latter case this is particularly advantageous, since otherwise hardened parts of the wheel would be removed. 3 469 * 76 - In laser curing, due to the concentration of the beam, the curing depth and curing spread can vary greatly. The laser curing can take place in connection with turning or turning or immediately after this operation. You can vary the core depth or core spread, for example by controlling the supplied energy per unit area and / or unit of time, and you can thus adapt, for example, the depth of the core layer to the product's requirements for hardness and wear resistance.

Man kan även härda små, åtskilda partier, och exempelvis göra dessa med större utsträckning i sidled än i rotationsriktningen. Härigenom erhålles stor frik- tion i löpbanans rörelseriktning och liten friktion i sidled, vilket ger god livslängd för hjulet. Detta är av speciellt värde vid lokhjul. Avståndet mellan lasersvetsanordningen och ytan kan varieras, exempelvis för att styra härdnings- graden. Man bör lämpligen inställa laserdonet vinkelrätt mot ytan, men även detta kan varieras. Man kan även variera laserdonets sidoförflyttningsriktning i ändamål att variera härddjup eller härdutsträckning. Man kan även låta laser- strålen reflekteras mot en spegel och således styra svetsningen genom vridning eller förflyttning av nämnda spegel. Avståndet mellan laserdonet och ytan kan varieras från noll till större avstånd, i det sistnämnda fallet erhålles dock vissa förluster genom luftuppvärmning.You can also harden small, separate parts, and for example make these to a greater extent laterally than in the direction of rotation. This results in high friction in the direction of movement of the treadmill and small lateral friction, which provides good life for the wheel. This is of special value for locomotive wheels. The distance between the laser welding device and the surface can be varied, for example to control the degree of cure. The laser device should preferably be set perpendicular to the surface, but this can also be varied. It is also possible to vary the lateral direction of movement of the laser device for the purpose of varying the curing depth or curing extent. It is also possible to let the laser beam be reflected against a mirror and thus control the welding by rotating or moving said mirror. The distance between the laser device and the surface can be varied from zero to a greater distance, in the latter case, however, certain losses are obtained by air heating.

Delen A i figuren skall således vara hård, men i övrigt skall flänsytan ej härdas. I vissa fall härdas som nämnt även löpbanan eller delar av denna.The part A in the figure must thus be hard, but otherwise the flange surface must not harden. In some cases, as mentioned, the running track or parts of it are also hardened.

Delen C av flänsen skall ej härdas. Man kan anordna speciellt stort härddjup där slitaget är stort, dock bör man ej'härda hela löpbanans yta, ty då kommer hela löpbanan att stå under dragspänning.Part C of the flange must not be hardened. You can arrange a particularly large curing depth where the wear is great, however, you should not harden the entire surface of the tread, because then the entire tread will be under tensile stress.

Som material för nämnda järnvägshjul kan alla förekommande stålmaterial för rälsgående fordon användas.As material for said railway wheels, all existing steel materials for rail vehicles can be used.

Järnvägshjulet enligt uppfinningen kan ges olika utföringsformer inom ramen för nedanstående patentkrav.The railway wheel according to the invention can be given different embodiments within the scope of the following claims.

Claims

CLAIMS REQUIRED Railway wheels with tread and ridge flange, where the tread flange or part of the ridge flange or a part thereof is laser-hardened, characterized in that the runner (4) is also laser-hardened in such a way that this hardening has the shape of small , separated hardened portions of the tread, which have a greater lateral extent than in the running direction, whereby the friction between the rails and the running track becomes large in the running direction and small in the lateral direction. Railway wheels according to Claim 1, characterized in that the curing has taken place in connection with the mechanical processing of the tread. Railway wheels according to one of the preceding claims, characterized in that the curing depth between different hardened parts of the flange of the flange directed towards the tread or of the tread is varied. Railway wheels according to Claim 3, characterized in that the core depth is varied by controlling the supplied energy per unit area or time unit. Railway wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the outside of the track flange (C) is not hardened.