WO2010097648A1 - Device and method for local fixing of wheelsets of rail vehicles - Google Patents

Device and method for local fixing of wheelsets of rail vehicles Download PDF

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WO2010097648A1
WO2010097648A1 PCT/IB2009/000353 IB2009000353W WO2010097648A1 WO 2010097648 A1 WO2010097648 A1 WO 2010097648A1 IB 2009000353 W IB2009000353 W IB 2009000353W WO 2010097648 A1 WO2010097648 A1 WO 2010097648A1
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consolidation
wheelset
wheel
rollers
heads
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PCT/IB2009/000353
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Wladimir Anatoliewitsch Sokolov
Ruslan Valerijewitsch Matjuschin
Valeri Wladimirowitsch Evseenko
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Wladimir Anatoliewitsch Sokolov
Ruslan Valerijewitsch Matjuschin
Valeri Wladimirowitsch Evseenko
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    • C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and method for locally consolidating wheelsets of rail vehicles, such as wheelsets of railway trains, subway trains, tram trains, S-Bru trains and the like.
  • the wheels of commonly used wheelsets of railway trains typically each include an approximately three centimeter high vertical circumferential bead, each referred to the track center, which is referred to as a wheel flange.
  • the wheel flange essentially consists of a wheel flange and a flange rim or wheel flange surface, which usually connects at an angle of about 70 degrees to the wheel flange before the wheel flange passes over the groove in the tread or rolling surface of the wheel, such as this is indicated schematically in Figure 9.
  • RU 2153008 From RU 2153008 a method for local consolidation of railway wheel sets is known, which provides the heating of the working surface, ie running surface and wheel flange of the wheel while passing current through movable electrodes, which are pressed against the surface to be treated under pressure. By means of the electrodes, heat-treated areas in the form of strips are formed on the working surface of the wheel.
  • This method has the following disadvantages.
  • the disclosure of RU 2153008 does not make it possible to obtain pairs of wheels having the same characteristics of the consolidated zones because the technologies of their heat treatment are not specified.
  • the point Ac3 determines the temperature of the transformation of the pearlite structure into the austenitic structure during the process of steel heating.
  • This temperature depends on the chemical steel composition and can vary between 727 and 911 ° C. for hardening, the steel details are to the temperatures above the point AC3 to 20 - heated 40 0 C), the local zones of structural transformations will be large, which will have high residual stresses in detail the effect..
  • the wheelsets may have an impermissibly high degree of hardness and, at the same time, a low plasticity, which may lead to breakage of the fixed points in the process of operation.
  • RU 2153008 does not mention the local heat sources and their parameters, which determine the properties of the treated zones and consequently the service life of the wheels.
  • the object of the invention is therefore to provide a device and a method for local consolidation or curing of wheelsets to increase the life or mileage of such wheelsets.
  • the apparatus comprises a wheel set carrier for receiving the wheelset, wherein the wheelset carrier has a rotating device to rotate the recorded wheelset at a predetermined speed about the axis of rotation of the wheelset.
  • the device comprises at least one movable fastening station with a pair of preferably likewise movable strengthening heads , which are each equipped with a rotatably mounted, in operation energized fixing roller.
  • the consolidation station is configured to move the pair of consolidation heads and their consolidation rollers such that, in operation, the current-carrying contact surfaces of the pair of consolidation rollers are pressed against the working surface (tread and / or flange) of the wheel of a received wheel set.
  • the distance between the connec- contact surfaces of the current-carrying fixing rollers with the working surface of a wheel to be machined along the surface of the wheel circumference between 100 and 1000 mm, more preferably between 150 and 200 mm.
  • the device according to the invention enables the machining of wheelsets both on the tread and on the flange of a wheel. Furthermore, the device according to the invention makes it possible to select the position of the local processing zones, which preferably have the shape of a ring strip, and the distance between the processing zones, depending on the actual wear behavior of a wheel set. This is advantageous because the wear of a wheel of a wheelset depends on many factors, in particular the railway on which a wheel set is used (speed, axle loads, presence of curves, gradients, inclinations, etc.).
  • FIG. 1 shows a perspective view of a preferred embodiment of a device according to the invention for the local consolidation of wheelsets.
  • FIG. 2 shows a further perspective view of the device according to the invention.
  • FIG. 3 shows a top view of the device according to the invention.
  • FIG. 4 shows a detailed detail of a perspective view of the device according to the invention, showing in particular the wheel set carrier and partly the setting stations.
  • Figure 5 shows a further detailed detail of a perspective view of the device according to the invention from behind, showing in particular one of the fixing stations with a fixing roller for the curing of a portion of the tread and a fixing roller for the curing of a portion of the flange.
  • FIG. 6 shows a further detailed detail of a perspective view of the device according to the invention, showing in particular one of the setting stations and one aspect of the wheel set carrier according to the invention.
  • FIG. 7 shows a further detailed detail of a perspective view of the device according to the invention, showing in particular one of the consolidation stations and partly the control panel.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a single consolidation station with two consolidation heads, each with a rotatably mounted consolidation roller.
  • Figure 9 shows a schematic representation of a sectional view of a wheel of a wheelset, which is suitable for processing with the device according to the invention.
  • FIG. 10 shows a schematic side view of a wheel of a wheel set, wherein the wheel rests on two shafts of the wheel set carrier of the device according to the invention and in each case abuts two fixing rollers of two fixing heads of two different setting stations on the running surface or the wheel flange of the wheel.
  • Figure 11 shows a perspective view of a preferred embodiment of a consolidation head with a consolidation roller (electrode).
  • FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a preferred embodiment of a consolidation head with a fixing roller (electrode) of the device according to the invention.
  • Figures 1 to 3 show various views of a preferred embodiment of a device 10 for local consolidation of wheelsets, as used for example in railway trains.
  • the device 10 has a plurality of components described in more detail below, which are preferably connected to one another via a frame 20.
  • the essential components of the apparatus are a wheel set carrier 30 for receiving and rotating a wheel set to be machined, and four setting stations 40a, 40b, 40c and 40d, each equipped with a pair of consolidation heads, such as the two fortification heads 42d, 44d shown in FIG fortification station 4Od.
  • each consolidation head has at its end a rotatably mounted, in use, current-carrying consolidation roller (electrode) (eg, the consolidation rollers 43d and 45d in FIG. 8).
  • electrode current-carrying consolidation roller
  • a consolidation station has a pair of consolidation heads, each with a consolidation roller (electrode), which can be spatially arranged and aligned relative to each other and relative to the wheel to be machined, in a manner described in more detail below.
  • FIGS. 4 to 7 are sectional views of the apparatus 10 for locally securing wheelsets, which better illustrate the essential components of the apparatus 10 described in more detail below.
  • the supporting frame 20 preferably consists of a welded frame construction of profile tubes fixed to adjustable height support feet (see for example Figures 7 and 8).
  • the frame 20 is designed such that essentially the following functions can be perceived by the frame 20.
  • the frame 20 allows the mounting of vertically arranged slide tracks made of steel and a screw gear, so that the below described in more detail described strengthening stations 40a, 40b, 40c and 40d can be moved in several dimensions and in particular up and down.
  • the up and down movement of a consolidation station is preferably effected by an electric motor which transmits the torque to the helical gear.
  • a cooling tank for receiving a cooling liquid and corresponding cooling lines (not shown).
  • a cooling pump may be mounted on the frame 20, whose conductivity is dimensioned so that all components of the device 10 according to the invention for current education and power supply with the required amount of cooling liquid can be supplied.
  • the cooling liquid can originate from the cooling tank and / or from an external coolant source.
  • blowers or fans can be arranged on the frame 20 in order to cool components of the device according to the invention.
  • fans can not be connected to the frame 20, as in the in FIGS. 1 to 3 illustrated fans 25a and 25b are the case, each having two fans and are arranged and aligned so that the respective blower can substantially cool the elements of the device 10 according to the invention for current formation and power supply.
  • the wheelset carrier 30 serves to receive a wheel set and then to rotate a recorded wheelset.
  • a wheel set can be applied, for example, by means of a loading crane (not shown) to the device 10 according to the invention or the wheelset carrier 30 and removed therefrom.
  • the wheelset carrier 30 preferably has a U-shaped or V-shaped Radsatzflinder 32 which surrounds the axis of a wheel set and thus limits the lateral freedom of movement of the wheelset when it is mounted on the rotating and driving rollers of the rotating device, so that The recorded wheelset can not roll down from the wheelset carrier 30.
  • the Radsatzffiter 32 is preferably a prefabricated construction of metal profile.
  • the wheel set carrier 30 has a rotating device for supporting and controllably rotating a wheel set at a predetermined speed.
  • the rotating device preferably comprises a drive shaft 34, which can be set in rotation by a motor 36, and a rotary shaft 38 and a corresponding bearing unit.
  • Two drive rollers 34a, 34b are fixed to the respective ends of the drive shaft 34 and two rotary rollers 38a, 38b are fixed to the respective ends of the rotary shaft 38.
  • the rollers preferably have the shape of a "truncated cone" for securing the predetermined contact surface with the running surface of the wheel set at a certain point.
  • the surface of the rollers is preferably rough and hardened.
  • the distance between the drive rollers 34a, 34b and the rotary rollers 38a, 38b is preferably 2/3 of the wheel diameter (see Figure 10), since this configuration ensures maximum stability of the wheelset.
  • the rotation of the drive shaft 34 and thus of the drive rollers 34a, 34b is ensured by the running of the motor 36, preferably with reduction drive, which is mounted laterally on the frame 20.
  • the rotation of a received wheel set is effected by the transmission of the torque of the drive shaft 34 via the drive rollers 34a, 34b, which are in contact with the wheels of the wheel set.
  • the rotary shaft 38 is not driven by a separate motor and is only rotatably supported, so that the rotary rollers 38a, 38b of the rotary shaft 38 are used essentially only for stabilizing the rotational movement of a recorded wheelset.
  • the rotating device 30 further preferably comprises a centering device 39 for the symmetrical positioning of a wheelset.
  • the centering device 39 is installed in the preferred embodiment of the invention shown in the figures on the central axis of the frame of the Radsatztowns 30.
  • the centering device consists of an eccentric, two push levers with rolling attachments, which come into contact with the end face of the wheels and a compressed air cylinder.
  • FIG. 8 shows an example of one of the consolidation stations, namely the consolidation station 4Od, which has a pair of consolidation heads 42d, 44d, each with a rotatably mounted consolidation roller (electrode) 43d, 45d.
  • the consolidation head 42d of the consolidation station 4Od is shown in more detail in FIGS. 11 and 12.
  • the consolidation head 42d is provided with coolant connections 46d, 47d and a suitably configured cooling channel 48d, so that the rotatably mounted, current-carrying consolidation roller 43d can be cooled during operation by means of a coolant.
  • the consolidation station 40d is configured and arranged such that the current-carrying consolidation rollers of the consolidation heads 42d, 44d, such as the current-carrying consolidation roller 43d shown in FIG. 11, can be moved to desired positions in which the circumference of a current-carrying consolidation roller is the tread a wheel of a recorded wheelset touches, as indicated schematically in Figure 10.
  • the lower part of the consolidation station 4Od which is part of the frame 20, is a frame construction constructed of anodised aluminum industrial profile.
  • On the upper surface of the lower part of the consolidation station are constructed across the longitudinal axis of metal guides.
  • the consolidation station 4Od can additionally be moved back and forth.
  • electric stepper motors are mounted on the frame 20, which transmit the torque to the screw drive.
  • the framework of the Schlit The strengthening station 4Od is made of anodised industrial aluminum profile.
  • At the top of the frame of the carriage 4oD steel guides are mounted along the longitudinal axis of the consolidation station.
  • the fixing head moves with its fixing electrode, which is mounted on the carriage, along the longitudinal axis of the fixing station. This movement allows the supply of a consolidation head with the fixing roller in the consolidation zone, ie in abutting contact with the working surface (tread or wheel flange) of a wheel of a recorded wheelset.
  • a strengthening head with its fixing roller along the longitudinal axis of the fastening station is effected by a pneumatic cylinder, which is installed in the context of the carriage of the consolidation station.
  • a pneumatic cylinder which is installed in the context of the carriage of the consolidation station.
  • a fastening station has a pair of fastening heads, each with a fixing roller, which are designed so that the current-carrying fixing rollers of the fastening heads are in contact with the working surface (ie running surface or wheel flange) of a wheel machining wheelset can be brought.
  • a consolidation station preferably further comprises the following elements: a support plate, a contact transformer, a thyristor protection, fixed busbars (copper alloy, strips), rigid flexible conduit (set of copper foils), two pneumatic cylinders with guides, an inductive read-out element, bar carriers (bronze alloy) and holding clips of inlay iron (bronze alloy).
  • a transformer is mounted in the rear part of the support plate of a consolidation station. Fixed current-carrying rails are attached to the output terminals of the transformer. At free ends of the fixed rails flexible rails are fixed with a predetermined section, which ensure the required power transmission. The length and configuration of the flexible rails are designed for the working stroke of the air cylinder.
  • a two-stage construction is provided, which is provided for the attachment of the pneumatic cylinders with guides with a certain inclination with respect to the longitudinal axis of the consolidation station.
  • the inductive read-out element is mounted on the upper support is part of the system for securing a level of the height positioning of the attachment of the consolidation heads.
  • the connecting support plate is placed at the end of the pneumatic cylinder rod and the rods of the guides. This is attached via the dielectric material of the rod carrier.
  • the power supply to current-carrying rods of output terminals of the transformer via the fixed current-carrying rail, which is connected by bolts with a flexible current-carrying rail. Further, the current flows through the clamp of the current-carrying rod, which serves as a conductor, to the current-carrying rod, on whose axis the bush and the current-carrying fixing roller itself are mounted.
  • the rotatably mounted, current-carrying fixing rollers are the current-carrying end element of the power supply system to the working surface of the wheelset, and their uninterrupted rotation in the process of consolidation of the wheelset is transmitted by the rotation of the wheelset by the force with which a fixing roller to the Working surface of the wheelset is pressed, and the resulting friction force.
  • a part of the current-carrying fixing rollers of the consolidation heads "works" on the tread and another part of the current-carrying rollers on the flange surface of a wheel of a recorded wheelset.
  • the current carrying strengthening rollers of the consolidation heads of the consolidation stations 40b and 40c are in contact with the tread of a wheel of a received wheel set.
  • one of the two pairs of fastening heads of the fastening stations 40a and 40d is in each case in the form of a current-carrying fastening roller on the running surface and in each case a fastening roller on the wheel flange surface of a wheel of a mounted wheel set.
  • This allows the advantageous consolidation of the preferred solidification region 60 schematically indicated in FIG. 9 along the running surface and the wheel flange surface of a wheel of a wheel set that has been received.
  • Other embodiments are possible.
  • the strengthening stations according to the invention and their respective two strengthening heads are preferably designed such that the respective contact surfaces of the electrodes (ie the current-carrying fixing rollers of the consolidation heads) touch the regions of the running surface or of the flange of a wheel to be consolidated with a sufficient pressure, the axis of rotation of a consolidation roller is substantially parallel to the surface to be consolidated.
  • the axis of rotation of a consolidation roller is substantially parallel to the surface to be consolidated.
  • the fastening stations 40a, 40b, 40c and 40d of the device 10 according to the invention each have a pair of fastening heads, each with a fastening roller, so that they can act in pairs on the working surface of a wheel of a wheel set. It has surprisingly been found that at certain intervals of the contact surfaces of the current-carrying fixing rollers (electrodes) of a pair of consolidation heads with the working surface of a wheel to be processed particularly good results are achieved. Preferably, the distance between the contact surfaces of the current-carrying fixing rollers (electrodes) of a pair of consolidation heads with the working surface of a wheel to be processed along the surface of the wheel circumference between 100 and 1000 mm.
  • Particularly preferred is a range of distances between 150 and 200 mm.
  • the reason for the particularly good curing results in these distance ranges could be that in this range the flow of electrical current between the contact surfaces of a pair of consolidation rollers (electrodes) through the wheel and not along the surface, i. along the circumference, of the wheel takes place.
  • the device 10 according to the invention further comprises a control panel 50 for operating the device according to the invention during automatic and manual operation.
  • the control panel 50 preferably has the following elements.
  • An LC display showing the phases and their sequence of operations in the wheelset consolidation process as well as some working parameters of the assemblies and assemblies of the device 10, and the required number of elements to control the assemblies and assemblies of the system to ensure the work of the system during automatic and manual operation.
  • the device 10 for local consolidation of wheelsets according to the invention is operated as follows.
  • the functional capabilities and work of the rail wheel set strengthening apparatus 10 are intended to provide the method of "locally" strengthening the work surface of the wheel set, as described in PCT / IB2008 / 002096, to which reference is hereby expressly made.
  • operating parameters such as the curing temperature, are described which are also advantageous in the present case described device according to the invention can be realized and are expressly intended to be part of the present description.
  • the power supply, the control and monitoring, the compressed air supply and the cooling are switched on at the same time.
  • a wheelset by means of a lifting and transporting mechanism (eg a loading crane) is applied to the rollers of the rotating device.
  • the wheel set is centered on the wheel set carrier by means of the centering device.
  • the setting stations 40a, 40b, 40c and 40d are moved to their working position, this preferably being automatic but also "manual" by a user by means of the control panel 50.
  • the rotation of the recorded wheelset is started.
  • the strengthening heads are moved into position in such a way that the current-carrying fixing rollers of all strengthening heads are firmly pressed against the work surface (running surface or wheel flange) at predetermined points of the wheel set.
  • the consolidation process is started by supplying pairwise current to the pairs of consolidation rollers, which ensures heating.
  • the process of consolidation is terminated by turning off the power which ensures the heating, preferably after a complete rotation of the wheelset.
  • the current-carrying strengthening rollers are guided away from the wheel surface.
  • the consolidation heads and consolidation stations are moved to the starting position.
  • the wheel set is brought to a standstill (the rotation is switched off).
  • the wheelset is removed again with the lifting and transport mechanism of the rotating device
  • the consolidation heads are configured such that they can be moved back and forth along the longitudinal axis at a selectable speed during the consolidation process.
  • This forward and backward movement of the consolidation heads or the current-carrying consolidation rollers during the consolidation process has the result that, for example, sinusoidal or sawtooth-shaped consolidation strips or consolidation strips with other shapes can be formed on the working surface of the wheelset.
  • the current loading of a pair of current-carrying fixing rollers is not constant during the entire consolidation process, but takes place intermittently, so that a "consolidation strip” consists of a series of "consolidation strip pieces".

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Abstract

The problem to be solved by the invention is the increasing of service life and travel performance of railroad wheelsets. The invention achieves said technical effect by providing a device and a method for local fixing of the wheels of a wheelset for rail vehicles, in particular trains. The device comprises a wheelset carrier for receiving the wheelset, wherein the wheelset carrier has a rotation device for rotating the received wheelset around the axis of the wheelset at a pre-defined speed. The device furthermore comprises at least one movable fixing station having a pair of fixing heads, each having one rotatably mounted fixing roller that conducts current during operation. The fixing station is designed to press the current-conducting contact surfaces of the fixing rollers in the pair of fixing heads to the operating surface of the wheel of a received wheelset. The distance between the contact surfaces of the current-conducting fixing rollers of a pair of fixing heads with the operating surface of a wheel to be processed along the surface of the circumference of the wheel preferably equals between 100 and 1000 mm, further preferably between 150 and 200 mm.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR LOKALEN FESTIGUNG DEVICE AND METHOD FOR LOCAL FASTENING
VON RADSÄTZEN VON SCHIENENFAHRZEUGENOF WHEELS OF RAIL VEHICLES
GEBIET DER ERFINDUNG Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur lokalen Festigung von Radsätzen von Schienenfahrzeugen, wie beispielsweise Radsätze von Eisenbahnzügen, U-Bahnzügen, Straßenbahnzügen, S-Bahnzügen und dergleichen.FIELD OF THE INVENTION The invention relates to an apparatus and method for locally consolidating wheelsets of rail vehicles, such as wheelsets of railway trains, subway trains, tram trains, S-Bahn trains and the like.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Die Räder von heutzutage gebräuchlichen Radsätzen von Eisenbahnzügen umfassen in der Regel jeweils an der zur Gleismitte gerichteten Seite einen etwa drei Zentimeter hohen vertikalen in Umfangsrichtung verlaufenden Wulst auf, der als Spurkranz bezeichnet wird. Der Spurkranz besteht im Wesentlichen aus einer Spurkranzkuppe und einer Spurkranzflanke bzw. Spurkranzfläche, die sich in der Regel in einem Winkel von ca. 70 Grad an die Spurkranzkuppe anschließt, bevor der Spurkranz über die Hohlkehle in die Lauffläche bzw. Rollfläche des Rades übergeht, wie dies auch in Figur 9 schematisch angedeutet ist.BACKGROUND OF THE INVENTION The wheels of commonly used wheelsets of railway trains typically each include an approximately three centimeter high vertical circumferential bead, each referred to the track center, which is referred to as a wheel flange. The wheel flange essentially consists of a wheel flange and a flange rim or wheel flange surface, which usually connects at an angle of about 70 degrees to the wheel flange before the wheel flange passes over the groove in the tread or rolling surface of the wheel, such as this is indicated schematically in Figure 9.
Beim Betrieb eines Schienefahrzeugs laufen dessen Räder auf einer Schiene. Dabei kommt es zu einem direkten Kontakt insbesondere der Lauffläche und des Spurkranzes eines Rades mit dem Schienenkopf der Schiene, so dass diese Teile eines Rades am stärksten verschleißen, was in der Regel dazu führt, dass ein Radsatz ersetzt oder repariert werden muss. Beispielsweise gibt es Bestimmungen hinsichtlich der Betriebssicherheit von Radsätzen für Personen- und Güterzugwagen, die vorschreiben, dass bei einem Verschleiß des Spurkranzes bis zu einer Dicke des Spurkranzes von weniger als 24 mm das Rad bzw. der Radsatz erneuert bzw. ersetzt werden muss. Ferner gibt es Bestimmungen, die maximal bis zu sieben entsprechende Reparaturen eines Radsatzes erlauben. Danach sind die Radsätze unbrauchbar und müssen entsorgt werden. Die Durchführung derartiger Reparatur- arbeiten, die oftmals sehr zeitaufwendig sind, führt in der Regel dazu, dass das entsprechende Schienenfahrzeug für die Zeit der Reparatur nicht verwendet werden kann und somit stillsteht. Aus dem oben Dargelegten folgt, dass die Erhöhung der Laufleistung bzw. Lebensdauer von Eisenbahnradsätzen ein aktuelles Problem darstellt.When operating a rail vehicle, its wheels run on a rail. This results in a direct contact in particular the tread and the wheel flange of a wheel with the rail head of the rail, so that these parts of a wheel wear the most, which usually leads to a wheel set must be replaced or repaired. For example, there are provisions regarding the operational safety of wheelsets for passenger and freight cars, which require that in a wear of the flange to a thickness of the flange of less than 24 mm, the wheel or the wheel must be renewed or replaced. There are also provisions that allow a maximum of seven corresponding repairs of a wheelset. After that, the wheelsets are unusable and must be disposed of. Performing such repair work, which is often very time-consuming, usually leads to the fact that the corresponding rail vehicle for the time of repair can not be used and thus stands still. It follows from the above that increasing the mileage or life of railway wheelsets is a current problem.
Aus der RU 2153008 ist ein Verfahren zur lokalen Festigung von Eisenbahnradsät- zen bekannt, das die Erwärmung der Arbeitsfläche, d.h. Lauffläche und Spurkranz, des Rads unter Stromdurchleitung über bewegliche Elektroden vorsieht, die an die zu behandelnde Fläche unter Druck angedrückt werden. Mittels der Elektroden werden an der Arbeitsfläche des Rades wärmebehandelte Stellen in Form von Streifen gebildet. Dieses Verfahren weist die folgenden Nachteile auf. Erstens ist es an- hand der Offenbarung der RU 2153008 nicht möglich, Radpaare zu erhalten, die die gleichen Charakteristiken der gefestigten Zonen aufweisen, da die Technologien ihrer Wärmebehandlung nicht angegeben werden. Im Falle der wesentlichen Me- tallüberhitzung über den Punkt Acβ (Der Punkt Ac3 bestimmt beim Prozess der Stahlerwärmung die Temperatur der Umwandlung der Perlitstruktur in die Auste- nitstruktur. Diese Temperatur hängt von der chemischen Stahlzusammensetzung ab und kann zwischen 727 und 911°C schwanken. Zur Härtung werden die Stahldetails bis zu den Temperaturen über den Punkt AC3 um 20 - 400C erwärmt.) werden die lokalen Zonen der Strukturumwandlungen groß sein, was die hohen Restbeanspruchungen im Detail zur Folge haben wird. Darüber hinaus können die Rad- sätze einen unzulässig hohen Härtegrad und zugleich eine niedrige Plastizität aufweisen, was zu Sprδdbrüchen der gefestigten Stellen im Prozess des Betriebs führen kann. Im Falle der Untererwärmung unter dem Punkt AC3 werden die erwünschte Härte des Metalls und somit der angekündigte Effekt nicht erreicht. Zweitens wird das Verhältnis der Härte zwischen den Arbeitsflächen der Radsätze und der Schie- nen nicht berücksichtigt. Und drittens werden in der RU 2153008 nicht die Stellen der lokalen Wärmeeinwirkung und deren Parameter genannt, die die Eigenschaften der behandelten Zonen und folglich die Betriebsdauer der Räder bestimmen.From RU 2153008 a method for local consolidation of railway wheel sets is known, which provides the heating of the working surface, ie running surface and wheel flange of the wheel while passing current through movable electrodes, which are pressed against the surface to be treated under pressure. By means of the electrodes, heat-treated areas in the form of strips are formed on the working surface of the wheel. This method has the following disadvantages. First, the disclosure of RU 2153008 does not make it possible to obtain pairs of wheels having the same characteristics of the consolidated zones because the technologies of their heat treatment are not specified. In the case of substantial metal overheating over the point Acβ (The point Ac3 determines the temperature of the transformation of the pearlite structure into the austenitic structure during the process of steel heating.) This temperature depends on the chemical steel composition and can vary between 727 and 911 ° C. for hardening, the steel details are to the temperatures above the point AC3 to 20 - heated 40 0 C), the local zones of structural transformations will be large, which will have high residual stresses in detail the effect.. In addition, the wheelsets may have an impermissibly high degree of hardness and, at the same time, a low plasticity, which may lead to breakage of the fixed points in the process of operation. In the case of under-heating under the point AC3, the desired hardness of the metal and thus the announced effect are not achieved. Second, the ratio of hardness between the working surfaces of the wheelsets and the rails is not taken into account. And thirdly, RU 2153008 does not mention the local heat sources and their parameters, which determine the properties of the treated zones and consequently the service life of the wheels.
Aus der RU 2153007 ist ein weiteres Verfahren zur lokalen Festigung von Eisen- bahnradsätzen bekannt, bei denen jedes Rad in Form einer zylindrischen Arbeitsfläche und eines Kranzes ausgeführt ist, der mit ihr durch einen Radiusübergang verbunden ist, umfassend die Härtung des Metalls mittels Stromdurchleitung über die rotierende Kontaktrolle, die an die zu behandelnde Oberfläche angedrückt wird, wobei die Oberfläche in Form von Streifen gehärtet wird. Dieses Verfahren weist die folgenden Nachteile auf. Erstens kommt es bei einer lokalen Erwärmung auf Standardtemperaturen der Härtung (andere Temperaturen sind in der RU 2153007 nicht angegeben) zu einer großen Wärmeabführung in die Masse des Radsatzes. Deshalb vollziehen sich in der sich erwärmenden Metallmasse, die direkt unter der Elektrode liegt, die Phasenumwandlungen der Perlitstruktur in die Austenitstruktur mit ihrem nachfolgenden Übergang in ein Martensit-Härtegefüge nicht in vollem Umfang, was zu einer unbedeutenden Erhöhung der lokalen Festigkeit führt. Fer- ner sind keine Kühlungstechnologien angegeben, von denen jedoch die Art der erhaltenen Struktur abhängt, die das Härteniveau bestimmt. Zweitens sind bei diesem Verfahren nicht die konkreten Stellen angegeben, an denen die lokale Wärmebehandlung zur Erhöhung der Laufleistung des Radsatzes vorgenommen werden sollen. Es kann auch passieren, dass der Streifen des gehärteten Metalls auf dem Radiusübergang liegen wird, und zwar zwischen Spurkranz und Lauffläche, wo die Beanspruchungen während des Betriebs am größten sind. Oder diese Zone wird bei Einwirkung von Temperaturen im Bereich von 650 - 7500C der Entfestigung ausgesetzt. In beiden Fällen werden die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer bzw. Laufleistung der Radsätze wesentlich herabgesetzt. Demzufolge kann das vorgenannte Verfahren nicht die Herstellung von Eisenbahnradsätzen mit hoher und stabiler Qualität ermöglichen, die die Erhöhung der Lebensdauer bzw. Laufleistung gewährleistet.From RU 2153007 there is known another method of locally strengthening track sets in which each wheel is in the form of a cylindrical working surface and a rim connected to it by a radius crossing comprising hardening the metal by passing current therethrough rotating contact roller, which is pressed against the surface to be treated, wherein the surface is cured in the form of strips. This method has the following disadvantages. First, local heating to standard cure temperatures (other temperatures are not specified in RU 2153007) results in high heat dissipation into the wheelset mass. Therefore, in the heating metal mass, which is directly under the electrode, the phase transformations of the pearlite structure into the austenite structure with their subsequent transition to a martensite hardness structure do not fully occur, resulting in an insignificant increase in local strength. Furthermore, no cooling technologies are indicated, but the type of structure obtained determines the level of hardness. Secondly, this procedure does not specify the specific places where the local heat treatment is to be done to increase the mileage of the wheelset. It may also happen that the strip of hardened metal will be on the radius transition, between the wheel flange and the tread, where the stresses during operation are greatest. Or this zone is subjected to softening when exposed to temperatures in the range of 650 - 750 0 C. In both cases, the reliability and the life or mileage of the wheelsets are significantly reduced. As a result, the aforesaid method can not enable the production of high and stable quality railway wheelsets which ensures the increase in service life.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur lokalen Festigung bzw. Härtung von Radsätzen bereitzustellen, um die Lebensdauer bzw. Laufleistung derartiger Radsätze zu steigern.The object of the invention is therefore to provide a device and a method for local consolidation or curing of wheelsets to increase the life or mileage of such wheelsets.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und durch das Verfahren gemäß Anspruch 15.This object is achieved by the device according to claim 1 and by the method according to claim 15.
Die Vorrichtung umfasst einen Radsatzträger zur Aufnahme des Radsatzes, wobei der Radsatzträger eine Drehvorrichtung aufweist, um den aufgenommen Radsatz mit vorgegebener Geschwindigkeit um die Rotationsachse des Radsatzes zu rotie- ren. Ferner umfasst die Vorrichtung wenigstens eine verfahrbare Festigungsstation mit einem Paar von vorzugsweise ebenfalls verfahrbaren Festigungsköpfen, die jeweils mit einer drehbar gelagerten, im Betrieb stromführenden Festigungsrolle ausgestattet sind. Die Festigungsstation ist derart ausgestaltet, das Paar von Festigungsköpfen und deren Festigungsrollen derart zu verfahren, dass im Betrieb die stromführenden Kontaktflächen des Paars von Festigungsrollen an die Arbeitsfläche (Lauffläche und/ oder Spurkranz) des Rades eines aufgenommenen Radsatzes angedrückt werden. Vorzugsweise beträgt im Betrieb der Abstand zwischen den Kon- taktflächen der stromführenden Festigungsrollen mit der Arbeitsfläche eines zu bearbeiten Rades entlang der Oberfläche des Radumfangs zwischen 100 und 1000 mm, weiter bevorzugt zwischen 150 und 200 mm.The apparatus comprises a wheel set carrier for receiving the wheelset, wherein the wheelset carrier has a rotating device to rotate the recorded wheelset at a predetermined speed about the axis of rotation of the wheelset. Furthermore, the device comprises at least one movable fastening station with a pair of preferably likewise movable strengthening heads , which are each equipped with a rotatably mounted, in operation energized fixing roller. The consolidation station is configured to move the pair of consolidation heads and their consolidation rollers such that, in operation, the current-carrying contact surfaces of the pair of consolidation rollers are pressed against the working surface (tread and / or flange) of the wheel of a received wheel set. During operation, the distance between the connec- contact surfaces of the current-carrying fixing rollers with the working surface of a wheel to be machined along the surface of the wheel circumference between 100 and 1000 mm, more preferably between 150 and 200 mm.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Bearbeitung von Radsätzen sowohl auf der Lauffläche als auch auf dem Spurkranz eines Rades. Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung, je nach dem tatsächlichen Verschleißverhalten eines Radsatzes die Position der lokalen Bearbeitungszonen, die vorzugsweise die Form eines Ringstreifens aufweisen, sowie den Abstand zwischen den Bear- beitungszonen auszuwählen. Dies ist vorteilhaft, da der Verschleiß eines Rades eines Radsatzes von vielen Faktoren abhängt, insbesondere der Eisenbahnstrecke auf der ein Radsatz eingesetzt wird (Geschwindigkeit, Achsbelastungen, Vorhandensein von Kurven, Steigungen, Neigungen usw.).The device according to the invention enables the machining of wheelsets both on the tread and on the flange of a wheel. Furthermore, the device according to the invention makes it possible to select the position of the local processing zones, which preferably have the shape of a ring strip, and the distance between the processing zones, depending on the actual wear behavior of a wheel set. This is advantageous because the wear of a wheel of a wheelset depends on many factors, in particular the railway on which a wheel set is used (speed, axle loads, presence of curves, gradients, inclinations, etc.).
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten erfϊndungsgemäßen Ausführungsform einer Vorrichtung zur lokalen Festigung von Radsätzen.FIG. 1 shows a perspective view of a preferred embodiment of a device according to the invention for the local consolidation of wheelsets.
Figur 2 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrich- tung.FIG. 2 shows a further perspective view of the device according to the invention.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.FIG. 3 shows a top view of the device according to the invention.
Figur 4 zeigt einen detaillierten Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht der er- findungsgemäßen Vorrichtung, der insbesondere den Radsatzträger und teilsweise die Festigungsstationen zeigt.FIG. 4 shows a detailed detail of a perspective view of the device according to the invention, showing in particular the wheel set carrier and partly the setting stations.
Figur 5 zeigt einen weiteren detaillierten Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von hinten, der insbesondere eine der Festi- gungsstationen mit einer Festigungsrolle für die Härtung eines Bereichs der Lauffläche und einer Festigungsrolle für die Härtung eines Bereichs des Spurkranzes zeigt.Figure 5 shows a further detailed detail of a perspective view of the device according to the invention from behind, showing in particular one of the fixing stations with a fixing roller for the curing of a portion of the tread and a fixing roller for the curing of a portion of the flange.
Figur 6 zeigt einen weiteren detaillierten Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der insbesondere eine der Festigungsstationen und einen erfindungsgemäßen Aspekt des Radsatzträgers zeigt. Figur 7 zeigt einen weiteren detaillierten Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der insbesondere eine der Festigungsstationen und teilweise das Bedienpult zeigt.FIG. 6 shows a further detailed detail of a perspective view of the device according to the invention, showing in particular one of the setting stations and one aspect of the wheel set carrier according to the invention. FIG. 7 shows a further detailed detail of a perspective view of the device according to the invention, showing in particular one of the consolidation stations and partly the control panel.
Figur 8 zeigt eine perspektivische Darstellung einer einzelnen Festigungsstation mit zwei Festigungsköpfen mit jeweils einer drehbar gelagerten Festigungsrolle.FIG. 8 shows a perspective view of a single consolidation station with two consolidation heads, each with a rotatably mounted consolidation roller.
Figur 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Schnittansicht eines Rades eines Radsatzes, der für die Bearbeitung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geeig- net ist.Figure 9 shows a schematic representation of a sectional view of a wheel of a wheelset, which is suitable for processing with the device according to the invention.
Figur 10 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Rades eines Radsatzes, wobei das Rad auf zwei Wellen des Radsatzträgers der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufliegt und jeweils zwei Festigungsrollen von zwei Festigungsköpfen von zwei un- terschiedlichen Festigungsstationen an der Lauffläche bzw. dem Spurkranz des Rades anliegen.FIG. 10 shows a schematic side view of a wheel of a wheel set, wherein the wheel rests on two shafts of the wheel set carrier of the device according to the invention and in each case abuts two fixing rollers of two fixing heads of two different setting stations on the running surface or the wheel flange of the wheel.
Figur 11 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines Festigungskopfes mit einer Festigungsrolle (Elektrode).Figure 11 shows a perspective view of a preferred embodiment of a consolidation head with a consolidation roller (electrode).
Figur 12 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines Festigungskopfes mit einer Festigungsrolle (Elektrode) der erfindungsgemäßen Vorrichtung.FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a preferred embodiment of a consolidation head with a fixing roller (electrode) of the device according to the invention.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT
Die Figuren 1 bis 3 zeigen verschiedene Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zur lokalen Festigung von Radsätzen, wie diese beispielsweise bei Eisenbahnzügen eingesetzt werden. Die Vorrichtung 10 weist mehrere nachstehend detaillierter beschriebene Komponenten auf, die vorzugsweise über ein Gestell 20 miteinander verbunden sind. Die wesentlichen Komponenten der Vorrichtung sind ein Radsatzträger 30 zur Aufnahme und Rotation eines zu bearbeitenden Radsatzes sowie vier Festigungsstationen 40a, 40b, 40c und 4Od, die jeweils mit einem Paar von Festigungsköpfen ausgestattet sind, wie beispielsweise den in Figur 8 dargestellten zwei Festigungsköpfen 42d, 44d der Festigungsstation 4Od. Wie dies nachstehend detaillierter beschrieben wird, weist jeder Festigungskopf an seinem Ende eine drehbar gelagerte, im Betrieb stromführende Festigungsrolle (Elektrode) auf (z.B. die Festigungsrollen 43d und 45d in Figur 8). Der Fach- mann wird anhand der detaillierten Beschreibung der erfϊndungsgemäß bevorzugten Ausführungsform erkennen, dass anstatt der bei dieser bevorzugten Ausführungsform aus Symmetriegründen verwendeten vier Festigungsstationen 40a, 40b, 40c und 4Od erfindungsgemäße Vorrichtungen sowohl mit weniger als auch mit mehr als vier Festigungsstationen denkbar sind, beispielsweise zwei Festigungsstationen oder auch nur eine Festigungsstation. Wesentlich ist lediglich, dass eine Festigungsstation ein Paar von Festigungsköpfen mit jeweils einer Festigungsrolle (Elektrode) aufweist, die in einer nachstehend detaillierter beschriebenen Art und Weise relativ zueinander und relativ zu dem zu bearbeitenden Rad räumlich ange- ordnet und ausgerichtet werden können.Figures 1 to 3 show various views of a preferred embodiment of a device 10 for local consolidation of wheelsets, as used for example in railway trains. The device 10 has a plurality of components described in more detail below, which are preferably connected to one another via a frame 20. The essential components of the apparatus are a wheel set carrier 30 for receiving and rotating a wheel set to be machined, and four setting stations 40a, 40b, 40c and 40d, each equipped with a pair of consolidation heads, such as the two fortification heads 42d, 44d shown in FIG fortification station 4Od. As will be described in more detail below, each consolidation head has at its end a rotatably mounted, in use, current-carrying consolidation roller (electrode) (eg, the consolidation rollers 43d and 45d in FIG. 8). The trade- It will be apparent from the detailed description of the preferred embodiment according to the invention that instead of the four setting stations 40a, 40b, 40c and 40d used in this preferred embodiment for symmetry reasons, devices according to the invention are conceivable with both fewer and more than four setting stations, for example two setting stations or even just a consolidation station. All that is essential is that a consolidation station has a pair of consolidation heads, each with a consolidation roller (electrode), which can be spatially arranged and aligned relative to each other and relative to the wheel to be machined, in a manner described in more detail below.
Zusätzlich zu den Figuren 1 bis 3 zeigen die Figuren 4 bis 7 Ausschnittsansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur lokalen Festigung von Radsätzen, welche die wesentlichen, nachstehend detaillierter beschriebenen Komponenten der Vorrichtung 10 besser illustrieren.In addition to FIGS. 1 to 3, FIGS. 4 to 7 are sectional views of the apparatus 10 for locally securing wheelsets, which better illustrate the essential components of the apparatus 10 described in more detail below.
Das tragende Gestell 20 besteht vorzugsweise aus einer geschweißten Rahmenkonstruktion aus Profilrohren, die an Stützfüßen mit regelbarer Höhe befestigt sind (siehe z.B. Figuren 7 und 8). Das Gestell 20 ist derart ausgestaltet, dass im We- sentlichen die folgenden Funktionen von dem Gestell 20 wahrgenommen werden können. Das Gestell 20 erlaubt die Montage von senkrecht angeordneten Schlittenbahnen aus Stahl und eines Schraubengetriebes, so dass die nachstehend detaillierter beschriebenen Festigungsstationen 40a, 40b, 40c und 4Od in mehreren Dimensionen und insbesondere auf- und abwärts verfahren werden können. Die Auf- und Abwärtsbewegung einer Festigungsstation wird vorzugsweise durch einen Elektromotor bewirkt, der das Drehmoment auf das Schraubengetriebe überträgt.The supporting frame 20 preferably consists of a welded frame construction of profile tubes fixed to adjustable height support feet (see for example Figures 7 and 8). The frame 20 is designed such that essentially the following functions can be perceived by the frame 20. The frame 20 allows the mounting of vertically arranged slide tracks made of steel and a screw gear, so that the below described in more detail described strengthening stations 40a, 40b, 40c and 40d can be moved in several dimensions and in particular up and down. The up and down movement of a consolidation station is preferably effected by an electric motor which transmits the torque to the helical gear.
Auf dem Gestell 20 befinden sich ferner vorzugsweise ein Kühltank zur Aufnahme einer Kühlflüssigkeit und entsprechende Kühlleitungen (nicht dargestellt). Ferner kann auf dem Gestell 20 eine Kühlpumpe montiert sein, deren Leitungsfähigkeit so bemessen ist, dass alle Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Stromausbildung und Stromzuführung mit der erforderlichen Menge an Kühlflüssigkeit versorgt werden können. Dabei kann die Kühlflüssigkeit aus dem Kühltank und/ oder aus einer externen Kühlflüssigkeitsquelle stammen. Weiterhin können auf dem Gestell 20 Gebläse bzw. Ventilatoren angeordnet sein, um Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu kühlen. Ventilatoren können jedoch auch nicht mit dem Gestell 20 verbunden sein, wie dies bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ventilatoren 25a und 25b der Fall ist, die jeweils zwei Gebläse aufweisen und derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass die jeweiligen Gebläse im Wesentlichen die Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Stromausbildung und Stromzuführung kühlen können.On the frame 20 are also preferably a cooling tank for receiving a cooling liquid and corresponding cooling lines (not shown). Further, a cooling pump may be mounted on the frame 20, whose conductivity is dimensioned so that all components of the device 10 according to the invention for current education and power supply with the required amount of cooling liquid can be supplied. In this case, the cooling liquid can originate from the cooling tank and / or from an external coolant source. Furthermore, blowers or fans can be arranged on the frame 20 in order to cool components of the device according to the invention. However, fans can not be connected to the frame 20, as in the in FIGS. 1 to 3 illustrated fans 25a and 25b are the case, each having two fans and are arranged and aligned so that the respective blower can substantially cool the elements of the device 10 according to the invention for current formation and power supply.
Der Radsatzträger 30 dient zur Aufnahme eines Radsatzes und sodann zur Rotation eines aufgenommenen Radsatzes. Ein Radsatz kann beispielsweise mittels eines Ladekrans (nicht dargestellt) auf die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 bzw. den Radsatzträger 30 aufgebracht werden und von dieser wieder entfernt werden. Hier- zu weist der Radsatzträger 30 vorzugsweise einen U-förmigen bzw. V-förmigen Radsatzfänger 32 auf, der die Achse eines aufgenommen Radsatzes umschließt und somit die seitliche Bewegungsfreiheit des Radsatzes bei dessen Aufstellung auf die Dreh- und Antriebsrollen der Drehvorrichtung begrenzt, so dass der aufgenommene Radsatz nicht von dem Radsatzträger 30 herunterrollen kann. Der Radsatzfänger 32 ist vorzugsweise eine Fertigteilkonstruktion aus Metallprofil.The wheelset carrier 30 serves to receive a wheel set and then to rotate a recorded wheelset. A wheel set can be applied, for example, by means of a loading crane (not shown) to the device 10 according to the invention or the wheelset carrier 30 and removed therefrom. For this purpose, the wheelset carrier 30 preferably has a U-shaped or V-shaped Radsatzfänger 32 which surrounds the axis of a wheel set and thus limits the lateral freedom of movement of the wheelset when it is mounted on the rotating and driving rollers of the rotating device, so that The recorded wheelset can not roll down from the wheelset carrier 30. The Radsatzfänger 32 is preferably a prefabricated construction of metal profile.
Ferner weist der Radsatzträger 30 eine Drehvorrichtung zur Lagerung und zur regelbaren Rotation eines Radsatzes mit vorgegebener Geschwindigkeit auf. Die Drehvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Antriebswelle 34, die von einem Motor 36 in Rotation versetzt werden kann, und eine Drehwelle 38 sowie eine entsprechende Lagereinheit. Zwei Antriebsrollen 34a, 34b sind an den jeweiligen Enden der Antriebswelle 34 befestigt und zwei Drehrollen 38a, 38b sind an den jeweiligen Enden der Drehwelle 38 befestigt. Dabei haben die Rollen vorzugsweise die Form eines "Stumpfkegels" zur Sicherung der vorgegebenen Berührungsfläche mit der Laufflä- che des Radsatzes in einem bestimmten Punkt. Die Oberfläche der Rollen ist vorzugsweise rau und gehärtet. Der Abstand zwischen den Antriebsrollen 34a, 34b und den Drehrollen 38a, 38b beträgt vorzugsweise 2/3 des Raddurchmessers (siehe Figur 10), da diese Ausgestaltung eine maximale Standfestigkeit des Radsatzes gewährleistet. Wie erwähnt, wird die Rotation der Antriebswelle 34 und somit der An- triebsrollen 34a, 34b durch den Lauf des Motors 36, vorzugsweise mit Reduktionsantrieb, gewährleistet, der seitlich an dem Gestell 20 montiert ist. Die Rotation eines aufgenommenen Radsatzes wird durch die Übertragung des Drehmoments der Antriebswelle 34 über die Antriebsrollen 34a, 34b bewirkt, die in Berührung mit den Rädern des Radsatzes stehen. Die Drehwelle 38 wird nicht von einem eigenen Motor angetrieben und ist lediglich drehbar gelagert, so dass die Drehrollen 38a, 38b der Drehwelle 38 im Wesentlichen nur zur Stabilisierung der Rotationsbewegung eines aufgenommen Radsatzes dienen. Die Drehvorrichtung 30 umfasst ferner vorzugsweise eine Zentriervorrichtung 39 zur symmetrischen Positionierung eines Radsatzes. Der Zentriervorrichtung 39 ist in der in den Figuren dargestellten bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungs- form an der zentralen Achse des Rahmens des Radsatzträgers 30 eingebaut. Die Zentriervorrichtung besteht aus einem Exzenter, zwei Stoßhebeln mit Rollaufsätzen, die mit der Stirnfläche der Räder in Berührung kommen und einem Druckluftzylinder.Furthermore, the wheel set carrier 30 has a rotating device for supporting and controllably rotating a wheel set at a predetermined speed. The rotating device preferably comprises a drive shaft 34, which can be set in rotation by a motor 36, and a rotary shaft 38 and a corresponding bearing unit. Two drive rollers 34a, 34b are fixed to the respective ends of the drive shaft 34 and two rotary rollers 38a, 38b are fixed to the respective ends of the rotary shaft 38. The rollers preferably have the shape of a "truncated cone" for securing the predetermined contact surface with the running surface of the wheel set at a certain point. The surface of the rollers is preferably rough and hardened. The distance between the drive rollers 34a, 34b and the rotary rollers 38a, 38b is preferably 2/3 of the wheel diameter (see Figure 10), since this configuration ensures maximum stability of the wheelset. As mentioned, the rotation of the drive shaft 34 and thus of the drive rollers 34a, 34b is ensured by the running of the motor 36, preferably with reduction drive, which is mounted laterally on the frame 20. The rotation of a received wheel set is effected by the transmission of the torque of the drive shaft 34 via the drive rollers 34a, 34b, which are in contact with the wheels of the wheel set. The rotary shaft 38 is not driven by a separate motor and is only rotatably supported, so that the rotary rollers 38a, 38b of the rotary shaft 38 are used essentially only for stabilizing the rotational movement of a recorded wheelset. The rotating device 30 further preferably comprises a centering device 39 for the symmetrical positioning of a wheelset. The centering device 39 is installed in the preferred embodiment of the invention shown in the figures on the central axis of the frame of the Radsatzträgers 30. The centering device consists of an eccentric, two push levers with rolling attachments, which come into contact with the end face of the wheels and a compressed air cylinder.
Figur 8 zeigt beispielhaft eine der Festigungsstationen, nämlich die Festigungsstati- on 4Od, die ein Paar von Festigungsköpfen 42d, 44d mit jeweils einer drehbar gelagerten Festigungsrolle (Elektrode) 43d, 45d aufweist. Der Fachmann erkennt jedoch ohne weiteres, dass die nachstehende Beschreibung auch für die Festigungsstationen 40a, 40b und 40c gilt. Der Festigungskopf 42d der Festigungsstation 4Od ist noch einmal detaillierter in den Figuren 11 und 12 dargestellt. Wie sich dies den Figuren 11 und 12 entnehmen lässt, ist der Festigungskopf 42d mit Kühlmittelanschlüssen 46d, 47d und einem geeignet ausgestalteten Kühlkanal 48d versehen, so dass die drehbar gelagerte, stromführende Festigungsrolle 43d im Betrieb mittels eines Kühlmittels gekühlt werden kann.FIG. 8 shows an example of one of the consolidation stations, namely the consolidation station 4Od, which has a pair of consolidation heads 42d, 44d, each with a rotatably mounted consolidation roller (electrode) 43d, 45d. However, those skilled in the art will readily appreciate that the following description applies to consolidation stations 40a, 40b and 40c as well. The consolidation head 42d of the consolidation station 4Od is shown in more detail in FIGS. 11 and 12. As can be seen from FIGS. 11 and 12, the consolidation head 42d is provided with coolant connections 46d, 47d and a suitably configured cooling channel 48d, so that the rotatably mounted, current-carrying consolidation roller 43d can be cooled during operation by means of a coolant.
Die Festigungsstation 4Od ist derart ausgestaltet und angeordnet, dass die stromführenden Festigungsrollen der Festigungsköpfe 42d, 44d, wie beispielsweise die in Figur 11 gekennzeichnete stromführende Festigungsrolle 43d, in gewünschte Positionen verfahren werden können, in denen der Umfang einer stromführenden Festigungsrolle die Lauffläche bzw. den Spurkranz eines Rades eines aufgenommenen Radsatzes berührt, wie dies in Figur 10 schematisch angedeutet ist. Der untere Teil der Festigungsstation 4Od, die Teil des Gestells 20 ist, stellt eine Rahmenkonstruktion dar, die aus eloxiertem industriellem Aluminiumprofil gebaut ist. An der oberen Fläche des Unterteils der Festigungsstation sind quer über die Längsachse Metallführungen aufgebaut. Mittels dieser erfolgt die Bewegung eines Schlittens, auf dem die Festigungsstation 4Od angebracht ist, quer über die Längsachse. Eine derartige Bewegung ermöglicht die Orientierung der stromführenden Festigungsrollen der Festigungsköpfe hinsichtlich der Querachse der Lauffläche des Radsatzes. Die Bewegung des Schlittens erfolgt über ein Schraubengetriebe.The consolidation station 40d is configured and arranged such that the current-carrying consolidation rollers of the consolidation heads 42d, 44d, such as the current-carrying consolidation roller 43d shown in FIG. 11, can be moved to desired positions in which the circumference of a current-carrying consolidation roller is the tread a wheel of a recorded wheelset touches, as indicated schematically in Figure 10. The lower part of the consolidation station 4Od, which is part of the frame 20, is a frame construction constructed of anodised aluminum industrial profile. On the upper surface of the lower part of the consolidation station are constructed across the longitudinal axis of metal guides. By means of this, the movement of a carriage, on which the fixing station 4Od is mounted, takes place across the longitudinal axis. Such a movement allows the orientation of the current-carrying fixing rollers of the consolidation heads with respect to the transverse axis of the tread of the wheelset. The movement of the carriage via a screw gear.
Die Festigungsstation 4Od kann zusätzlich vor und zurück bewegt werden. Dazu sind jeweils vorzugsweise elektrische Schrittmotoren an dem Gestell 20 angebracht, die das Drehmoment an den Schraubentrieb übertragen. Der Rahmen des Schlit- tens der Festigungsstation 4Od ist aus eloxiertem industriellem Aluminiumprofil ausgebildet. An der Oberseite des Rahmens des Schlittens sind entlang der Längsachse der Festigungsstation 4Od Stahlführungen montiert. Mittels dieser bewegt sich derjenige Festigungskopf mit dessen Festigungselektrode, der auf dem Schlit- ten montiert ist, und zwar entlang der Längsachse der Festigungsstation. Diese Bewegung ermöglicht die Zuführung eines Festigungskopfs mit der Festigungsrolle in die Festigungszone, d.h. in eine anstoßende Berührung mit der Arbeitsfläche (Lauffläche bzw. Spurkranz) eines Rades eines aufgenommen Radsatzes. Die Bewegung eines Festigungskopfes mit dessen Festigungsrolle entlang der Längsachse der Fes- tigungsstation wird durch einen Druckluftzylinder bewirkt, der im Rahmen des Schlittens der Festigungsstation eingebaut ist. Der Fachmann wird erkennen, dass es sich bei dem hier beschriebenen Aufbau einer Festigungsstation um eine bevorzugte Ausführungsform handelt. Wesentlich für die Erfindung ist lediglich, dass eine Festigungsstation ein Paar von Festigungsköpfen mit jeweils einer Festigungs- rolle aufweist, die derart verfahrbar ausgestaltet sind, dass die stromführenden Festigungsrollen der Festigungsköpfe in Berührung mit der Arbeitsfläche (d.h. Lauffläche bzw. Spurkranz) eines Rades eines zu bearbeitenden Radsatzes gebracht werden können.The consolidation station 4Od can additionally be moved back and forth. For this purpose, preferably electric stepper motors are mounted on the frame 20, which transmit the torque to the screw drive. The framework of the Schlit The strengthening station 4Od is made of anodised industrial aluminum profile. At the top of the frame of the carriage 4oD steel guides are mounted along the longitudinal axis of the consolidation station. By means of this, the fixing head moves with its fixing electrode, which is mounted on the carriage, along the longitudinal axis of the fixing station. This movement allows the supply of a consolidation head with the fixing roller in the consolidation zone, ie in abutting contact with the working surface (tread or wheel flange) of a wheel of a recorded wheelset. The movement of a strengthening head with its fixing roller along the longitudinal axis of the fastening station is effected by a pneumatic cylinder, which is installed in the context of the carriage of the consolidation station. Those skilled in the art will recognize that the structure of a consolidation station described herein is a preferred embodiment. It is only essential to the invention that a fastening station has a pair of fastening heads, each with a fixing roller, which are designed so that the current-carrying fixing rollers of the fastening heads are in contact with the working surface (ie running surface or wheel flange) of a wheel machining wheelset can be brought.
Die Festigungsstationen mit jeweils zwei Festigungsköpfen mit jeweils einer Festigungsrolle dienen zur "lokalen" Festigung der Arbeitsfläche eines aufgenommenen Radsatzes. Eine Festigungsstation besteht vorzugsweise femer aus folgenden Elementen: eine Trägerplatte, ein Kontakttransformator, ein Thyristorschutz, feste Leitungsschienen (Kupferlegierung, Streifen), festen flexible Leitungsschiene (gesetzt aus Kupferfolien), zwei Druckluftzylindern mit Führungen, einem induktiven Ableselement, Stangenträgern (Bronzelegierung) und Haltebügeln des Einlegeeisens (Bronzelegierung). Im hinteren Teil der Trägerplatte einer Festigungsstation ist ein Transformator montiert. An die Ausgangsklemmen des Transformators sind feste stromführende Schienen befestigt. An freien Enden der festen Schienen sind flexible Schienen mit vorgegebenem Schnitt befestigt, die die erforderliche Stromübertragung gewährleisten. Die Länge und die Konfiguration der flexiblen Schienen sind auf den Arbeitshub des Druckluftzylinders ausgelegt.The consolidation stations, each with two consolidation heads, each with a fixing roller serve for "local" consolidation of the working surface of a recorded wheelset. A consolidation station preferably further comprises the following elements: a support plate, a contact transformer, a thyristor protection, fixed busbars (copper alloy, strips), rigid flexible conduit (set of copper foils), two pneumatic cylinders with guides, an inductive read-out element, bar carriers (bronze alloy) and holding clips of inlay iron (bronze alloy). In the rear part of the support plate of a consolidation station, a transformer is mounted. Fixed current-carrying rails are attached to the output terminals of the transformer. At free ends of the fixed rails flexible rails are fixed with a predetermined section, which ensure the required power transmission. The length and configuration of the flexible rails are designed for the working stroke of the air cylinder.
Im vorderen Teil der Trägerplatte einer Festigungsstation ist eine zweistufige Kon- struktion montiert, die für die Befestigung der Druckluftzylinder mit Führungen mit einer bestimmten Neigung hinsichtlich der Längsachse der Festigungsstation vorgesehen ist. Am oberen Träger wird das induktive Ableseelement montiert, welches ein Teil des Systems zur Sicherung einer Ebene der höhenmäßigen Positionierung der Befestigung der Festigungsköpfe ist. Am Ende der Druckluftzylinderstange und der Stangen der Führungen ist die verbindende Trägerplatte aufgestellt. Daran wird über das dielektrische Material der Stangenträger befestigt. Die Stromzuführung an stromführende Stangen von Ausgangsklemmen des Transformators erfolgt über die feste stromführende Schiene, die mit Bolzen mit einer flexiblen stromführenden Schiene verbunden ist. Weiter fließt der Strom über den Klemmbügel der stromführenden Stange, die als Leiter dient, an die stromführende Stange, an deren Achse die Buchse und die stromführende Festigungsrolle selbst montiert sind.In the front part of the support plate of a consolidation station, a two-stage construction is provided, which is provided for the attachment of the pneumatic cylinders with guides with a certain inclination with respect to the longitudinal axis of the consolidation station. The inductive read-out element is mounted on the upper support is part of the system for securing a level of the height positioning of the attachment of the consolidation heads. At the end of the pneumatic cylinder rod and the rods of the guides, the connecting support plate is placed. This is attached via the dielectric material of the rod carrier. The power supply to current-carrying rods of output terminals of the transformer via the fixed current-carrying rail, which is connected by bolts with a flexible current-carrying rail. Further, the current flows through the clamp of the current-carrying rod, which serves as a conductor, to the current-carrying rod, on whose axis the bush and the current-carrying fixing roller itself are mounted.
Die drehbar gelagerten, stromführenden Festigungsrollen (Elektroden) sind das stromführende Endelement des Systems der Stromzuführung an die Arbeitsfläche des Radsatzes, und deren ununterbrochene Rotation beim Prozess der Festigung des Radsatzes wird von der Rotation des Radsatzes übertragen durch die Kraft, mit der eine Festigungsrolle an die Arbeitsfläche des Radsatzes angedrückt wird, und die entstehende Reibungskraft. Vorzugsweise "arbeitet" ein Teil der stromführenden Festigungsrollen der Festigungsköpfe an der Lauffläche und ein anderer Teil der stromführenden Rollen an der Spurkranzfläche eines Rades eines aufgenommen Radsatzes. Beispielsweise liegen bei der in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsform im Betrieb die stromführenden Festigungsrollen der Festigungsköpfe der Festigungsstationen 40b und 40c an der Lauffläche eines Rades eines aufgenommenen Radsatzes an. Von den zwei Paaren von Festigungsköpfen der Festigungsstationen 40a und 4Od liegt im Betrieb jeweils eine stromführende Festigungsrolle an der Lauffläche und jeweils eine Festigungsrolle an der Spurkranzflä- che eines Rades eines aufgenommenen Radsatzes an. Dies ermöglicht die vorteilhafte Festigung des in Figur 9 schematisch angedeuteten bevorzugten Festigungsbereichs 60 entlang der Lauffläche und der Spurkranzfläche eines Rades eines aufgenommenen Radsatzes. Andere Ausgestaltungen sind jedoch möglich.The rotatably mounted, current-carrying fixing rollers (electrodes) are the current-carrying end element of the power supply system to the working surface of the wheelset, and their uninterrupted rotation in the process of consolidation of the wheelset is transmitted by the rotation of the wheelset by the force with which a fixing roller to the Working surface of the wheelset is pressed, and the resulting friction force. Preferably, a part of the current-carrying fixing rollers of the consolidation heads "works" on the tread and another part of the current-carrying rollers on the flange surface of a wheel of a recorded wheelset. For example, in the preferred embodiment shown in the figures, the current carrying strengthening rollers of the consolidation heads of the consolidation stations 40b and 40c are in contact with the tread of a wheel of a received wheel set. During operation, one of the two pairs of fastening heads of the fastening stations 40a and 40d is in each case in the form of a current-carrying fastening roller on the running surface and in each case a fastening roller on the wheel flange surface of a wheel of a mounted wheel set. This allows the advantageous consolidation of the preferred solidification region 60 schematically indicated in FIG. 9 along the running surface and the wheel flange surface of a wheel of a wheel set that has been received. Other embodiments are possible.
Die erfindungsgemäßen Festigungsstationen und deren jeweils zwei Festigungsköpfe sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die jeweiligen Kontaktflächen der Elektroden (d.h. die stromführende Festigungsrollen der Festigungsköpfe) die zu festigenden Bereiche der Lauffläche bzw. des Spurkranzes eines Rades mit einem hinreichenden Druck berühren, wobei die Rotationsachse einer Festigungsrolle im Wesentlichen parallel zu der zu festigenden Fläche verläuft. Mit anderen Worten, bei einer korrekten Ausrichtung eines Festigungskopfs bzw. dessen Festigungsrolle bildet sich zwischen der Vertikalachse der Festigungsrolle (Elektrode) und der Radoberfläche an deren Berührungsstelle ein Winkel von ca. 90°.The strengthening stations according to the invention and their respective two strengthening heads are preferably designed such that the respective contact surfaces of the electrodes (ie the current-carrying fixing rollers of the consolidation heads) touch the regions of the running surface or of the flange of a wheel to be consolidated with a sufficient pressure, the axis of rotation of a consolidation roller is substantially parallel to the surface to be consolidated. In other words, with a correct alignment of a strengthening head or its fixing roller forms between the vertical axis of the fixing roller (electrode) and the wheel surface at their point of contact an angle of about 90 °.
Die Festigungsstationen 40a, 40b, 40c und 4Od der erfindungsgemäßen Vorrich- tung 10 weisen, wie bereits erwähnt, jeweils ein Paar von Festigungsköpfen mit jeweils einer Festigungsrolle auf, so dass diese paarweise auf die Arbeitsfläche eines Rades eines Radsatzes einwirken können. Dabei hat sich überraschendweise ergeben, dass bei bestimmten Abständen der Kontaktflächen der stromführenden Festigungsrollen (Elektroden) eines Paares von Festigungsköpfen mit der Arbeitsfläche eines zu bearbeiten Rades besonders gute Ergebnisse erzielt werden. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den Kontaktflächen der stromführenden Festigungsrollen (Elektroden) eines Paares von Festigungsköpfen mit der Arbeitsfläche eines zu bearbeiten Rades entlang der Oberfläche des Radumfangs zwischen 100 und 1000 mm. Besonders bevorzugt wird ein Bereich von Abständen zwischen 150 und 200 mm. Ursache für die besonders guten Härtungsergebnisse in diesen Abstandsbereichen könnte sein, dass in diesen Bereich der Fluss des elektrischen Stroms zwischen den Kontaktflächen eines Paares von Festigungsköpfen bzw. Festigungsrollen (Elektroden) durch das Rad hindurch und nicht entlang der Oberfläche, d.h. entlang des Umfangs, des Rades erfolgt.The fastening stations 40a, 40b, 40c and 40d of the device 10 according to the invention, as already mentioned, each have a pair of fastening heads, each with a fastening roller, so that they can act in pairs on the working surface of a wheel of a wheel set. It has surprisingly been found that at certain intervals of the contact surfaces of the current-carrying fixing rollers (electrodes) of a pair of consolidation heads with the working surface of a wheel to be processed particularly good results are achieved. Preferably, the distance between the contact surfaces of the current-carrying fixing rollers (electrodes) of a pair of consolidation heads with the working surface of a wheel to be processed along the surface of the wheel circumference between 100 and 1000 mm. Particularly preferred is a range of distances between 150 and 200 mm. The reason for the particularly good curing results in these distance ranges could be that in this range the flow of electrical current between the contact surfaces of a pair of consolidation rollers (electrodes) through the wheel and not along the surface, i. along the circumference, of the wheel takes place.
Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ferner ein Steuerpult 50 zur Bedienung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim automatischen und manuellen Betrieb auf. Das Steuerpult 50 weist vorzugsweise die folgenden Elemente auf. Ein LC-Display, an dem die Phasen und deren Reihenfolge der Vorgänge im Prozess der Festigung des Radsatzes sowie einige Arbeitsparameter der Baugruppen und Aggregate der Vorrichtung 10 angezeigt werden, und ferner die erforderliche Anzahl der Elemente zur Steuerung der Baugruppen und Aggregate der Anlage, die die Arbeit der Anlage beim automatischen und manuellen Betrieb gewährleisten.Preferably, the device 10 according to the invention further comprises a control panel 50 for operating the device according to the invention during automatic and manual operation. The control panel 50 preferably has the following elements. An LC display showing the phases and their sequence of operations in the wheelset consolidation process as well as some working parameters of the assemblies and assemblies of the device 10, and the required number of elements to control the assemblies and assemblies of the system to ensure the work of the system during automatic and manual operation.
Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur lokalen Festigung von Radsätzen folgendermaßen betrieben. Die funktionalen Möglichkeiten und die Arbeit der Vorrichtung 10 zur Festigung von Schienenradsätzen sollen das Verfahren zur "lokalen" Festigung der Arbeitsfläche des Radsatzes gewährleisten, wie dies in der PCT/IB2008/002096 beschrieben wird, auf die hiermit ausdrücklich Bezug ge- nommen wird. In der PCT/ IB2008/ 002096 werden beispielsweise Betriebsparameter, wie die Härtungstemperatur, beschrieben, die ebenso vorteilhaft bei der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung verwirklicht werden können und die ausdrücklich Teil der vorliegenden Beschreibung sein sollen.Preferably, the device 10 for local consolidation of wheelsets according to the invention is operated as follows. The functional capabilities and work of the rail wheel set strengthening apparatus 10 are intended to provide the method of "locally" strengthening the work surface of the wheel set, as described in PCT / IB2008 / 002096, to which reference is hereby expressly made. In PCT / IB2008 / 002096, for example, operating parameters, such as the curing temperature, are described which are also advantageous in the present case described device according to the invention can be realized and are expressly intended to be part of the present description.
Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 hochgefahren, so werden zugleich die Stromversorgung, die Steuerung und Überwachung, die Druckluftbeaufschlagung und die Kühlung eingeschaltet. Anschließend wird ein Radsatz mittels eines Hebe- und Transportmechanismus (z. B ein Ladekran) auf die Rollen der Drehvorrichtung aufgebracht. Dabei wird der Radsatz mittels der Zentriervorrichtung auf dem Radsatzträger zentriert. Anschließend werden die Festigungsstationen 40a, 40b, 40c und 4Od in ihre Arbeitsposition verfahren, wobei dies vorzugsweise automatisch erfolgt, jedoch auch "manuell" durch einen Benutzer mittels des Steuerpults 50 durchgeführt werden kann. Die Rotation des aufgenommenen Radsatzes wird gestartet. Die Festigungsköpfe werden derart in Position verfahren, dass die stromführenden Festigungsrollen aller Festigungsköpfe an die Arbeitsfläche (Lauffläche bzw. Spurkranz) an vorgegebenen Punkten des Radsatzes fest angedrückt werden. Der Festigungsprozess wird gestartet, indem den Paaren von Festigungsrollen paarweise Strom zugeführt wird, der die Erwärmung gewährleistet. Der Prozess der Festigung wird beendet, indem der Strom, der die Erwärmung gewährleistet, vorzugsweise nach einer vollen Radsatzumdrehung abgestellt wird. Die stromführen- den Festigungsrollen werden von der Radoberfläche weggeführt. Die Festigungsköpfe und Festigungsstationen werden in die Ausgangsstellung verbracht. Der Radsatz wird zum Stehen gebracht (die Rotation wird ausgeschaltet). Der Radsatz wird mit dem Hebe- und Transportmechanismus wieder von der Drehvorrichtung abgenommenIf the device 10 according to the invention is started up, the power supply, the control and monitoring, the compressed air supply and the cooling are switched on at the same time. Subsequently, a wheelset by means of a lifting and transporting mechanism (eg a loading crane) is applied to the rollers of the rotating device. The wheel set is centered on the wheel set carrier by means of the centering device. Subsequently, the setting stations 40a, 40b, 40c and 40d are moved to their working position, this preferably being automatic but also "manual" by a user by means of the control panel 50. The rotation of the recorded wheelset is started. The strengthening heads are moved into position in such a way that the current-carrying fixing rollers of all strengthening heads are firmly pressed against the work surface (running surface or wheel flange) at predetermined points of the wheel set. The consolidation process is started by supplying pairwise current to the pairs of consolidation rollers, which ensures heating. The process of consolidation is terminated by turning off the power which ensures the heating, preferably after a complete rotation of the wheelset. The current-carrying strengthening rollers are guided away from the wheel surface. The consolidation heads and consolidation stations are moved to the starting position. The wheel set is brought to a standstill (the rotation is switched off). The wheelset is removed again with the lifting and transport mechanism of the rotating device
Vorzugsweise sind die Festigungsköpfe derart ausgestaltet, dass diese während des Festigungsprozesses entlang ihrer Längsachse mit einer wählbaren Geschwindigkeit vor- und zurück verfahren werden können. Diese Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Festigungsköpfe bzw. der stromführenden Festigungsrollen während des Festigungsprozesses hat zur Folge, dass an der Arbeitsfläche des Radsatzes (Lauffläche bzw. Spurkranz) z.B. sinusförmige oder sägezahnförmige Festigungsstreifen oder Festigungsstreifen mit anderen Formen ausgebildet werden können. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Strombeaufschlagung eines Paares von stromführenden Festigungsrollen nicht während des gesamten Festigungsprozesses konstant ist, sondern intermittierend erfolgt, so dass ein "Festigungsstreifen" aus einer Folge von "Festigungsstreifenstücken" besteht. Die vorstehende gegenständliche Beschreibung der Erfindung dient nur Erläuterungszwecken. Die Erfindung ist keinesfalls auf die beschriebene bevorzugte Ausführungsform beschränkt, sondern kann von einem Fachmann auf eine ihm zweckmäßig erscheinende Weise an individuelle Betriebsanforderungen angepaßt werden, die möglicherweise von beschriebenen Betriebsbedingungen abweichen.Preferably, the consolidation heads are configured such that they can be moved back and forth along the longitudinal axis at a selectable speed during the consolidation process. This forward and backward movement of the consolidation heads or the current-carrying consolidation rollers during the consolidation process has the result that, for example, sinusoidal or sawtooth-shaped consolidation strips or consolidation strips with other shapes can be formed on the working surface of the wheelset. Alternatively or additionally, it is possible that the current loading of a pair of current-carrying fixing rollers is not constant during the entire consolidation process, but takes place intermittently, so that a "consolidation strip" consists of a series of "consolidation strip pieces". The foregoing objective description of the invention is for explanatory purposes only. The invention is in no way limited to the described preferred embodiment, but may be adapted by a person skilled in the art in a manner which appears expedient to him to individual operating requirements, which may deviate from described operating conditions.
Ferner wird der Fachmann erkennen, dass die hierin verwendeten Begriffe, wie "vorne" bzw. "hinten", "oben" bzw. "unten", "außen" bzw. "innen" und dergleichen, nicht dazu gedacht sind, die Orientierung der dadurch näher gekennzeichneten erfindungsgemäßen Elemente in irgendeiner Weise zu beschränken, sondern lediglich dazu dienen, diese Elemente von einander zu unterscheiden. Further, those skilled in the art will recognize that the terms used herein, such as "forward," "upper," "lower," "outer," and the like, are not intended to indicate the orientation of the In this way, the elements according to the invention which are specified in greater detail are restricted in any way, but merely serve to distinguish these elements from one another.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur lokalen Festigung der Räder eines Radsatzes für Schienenfahrzeuge, insbesondere Eisenbahnen, umfassend: einen Radsatzträger zur Aufnahme des Radsatzes, wobei der Radsatzträger eine Drehvorrichtung aufweist, um den aufgenommen Radsatz mit vorgegebener Geschwindigkeit um die Achse des Radsatzes zu rotieren; und wenigstens eine verfahrbare Festigungsstation mit einem Paar von Festigungsköpfen mit jeweils einer drehbar gelagerten Festigungsrolle, wobei die Festigungsstation derart ausgestaltet ist, im Betrieb die stromführenden Kontaktflächen der Festigungsrollen an die Arbeitsfläche eines aufgenommenen Radsatzes anzudrücken.1. A device for local consolidation of the wheels of a wheelset for rail vehicles, especially railways, comprising: a Radsatzträger for receiving the wheelset, wherein the Radsatzträger has a rotating device to rotate the recorded wheelset at a predetermined speed about the axis of the wheelset; and at least one moveable consolidation station having a pair of consolidation heads each having a rotatably mounted consolidation roller, the consolidation station being configured to, in operation, urge the energized contact surfaces of the consolidation rollers against the working surface of a received gearset.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung vier verfahrbare Festigungsstationen mit jeweils einem Paar von Festigungsköpfen mit jeweils einer drehbar gelagerten Festigungsrolle aufweist.2. Device according to claim 1, wherein the device comprises four movable fastening stations, each with a pair of fixing heads, each with a rotatably mounted fixing roller.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Vorrichtung ferner zwei Ventilatoren umfasst, die jeweils zwei Gebläse aufweisen und derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass die jeweiligen Gebläse im Wesentlichen die Kontaktstellen der Festigungsrollen der Festigungsköpfe der Festigungsstationen mit einem Radsatz kühlen.The apparatus of claim 2, wherein the apparatus further comprises two fans each having two fans and arranged and aligned such that the respective fans substantially cool the contact points of the consolidation rollers of the consolidation heads of the consolidation stations with a wheel set.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehvorrichtung aus einer von einem Motor angetriebenen, drehbar gelagerten Antriebswelle mit zwei Antriebsrollen und einer drehbar gelagerten Drehwelle mit zwei Drehrollen besteht, wobei im Betrieb die Antriebsrollen und die Drehrollen die Arbeitsflächen der Räder eines auf- genommen Radsatzes berühren. 4. The apparatus of claim 1, wherein the rotating device consists of a driven by a motor, rotatably mounted drive shaft with two drive rollers and a rotatably mounted rotary shaft with two rotating rollers, wherein in operation the drive rollers and the rotary rollers, the working surfaces of the wheels of a recorded wheelset touch.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Antriebsrollen und die Drehrollen die Form eines "Stumpfkegels" zur Sicherung der vorgegebenen Berührungsfläche mit der Lauffläche des Radsatzes in einem bestimmten Punkt aufweisen.5. Apparatus according to claim 4, wherein the drive rollers and the rotary rollers have the shape of a "truncated cone" for securing the predetermined contact surface with the tread of the wheelset at a certain point.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Abstand zwischen einer Antriebsrolle an einem Ende der Antriebswelle und einer dazugehörigen Drehrolle an demselben Ende der Drehrolle ungefähr 2/3 des Raddurchmessers beträgt.6. The apparatus of claim 4, wherein the distance between a drive roller at one end of the drive shaft and an associated roller at the same end of the roller is about 2/3 of the wheel diameter.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Radsatzträger ferner einen U- förmigen bzw. V-förmigen Radsatzfänger aufweist, der im Betrieb die Achse eines aufgenommen Radsatzes umschließt und somit die seitliche Bewegungsfreiheit eines aufgenommen Radsatzes begrenzt, so dass der aufgenommen Radsatz nicht von dem Radsatzträger herunterrollen kann.7. The apparatus of claim 1, wherein the wheelset carrier further comprises a U-shaped or V-shaped Radsatzfänger, which encloses the axle of a recorded wheelset during operation and thus limits the lateral freedom of movement of a recorded wheel set, so that the wheel set not taken from the Rolling vehicle can roll down.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Drehvorrichtung ferner vorzugsweise eine Zentriervorrichtung zur symmetrischen Positionierung eines Radsatzes aufweist.8. The apparatus of claim 1, wherein the rotating device further preferably comprises a centering device for symmetrical positioning of a wheelset.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Festigungsstation derart ausgestal- tet ist, dass im Betrieb die stromführenden Festigungsrollen der Festigungsköpfe mit Druck an die Arbeitsfläche eines Rades eines aufgenommen Radsatzes gedrückt werden, wobei die Ebene, die durch eine stromführende Festigungsrolle eines Festigungskopfs definiert wird, im Wesentlichen senkrecht zu der Arbeitsfläche des Rades des aufgenommenen Radsatzes verläuft.9. The apparatus of claim 1, wherein the consolidation station is configured such that, in use, the current-carrying consolidation rolls of the consolidation heads are pressed against the working surface of a wheel of a received gear set, the plane defined by a current-carrying consolidation roll of a consolidation head , Run substantially perpendicular to the working surface of the wheel of the recorded wheelset.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9. wobei die Festigungsstation ferner einen Druckluftzylinder aufweist, um im Betrieb die stromführenden Festigungsrollen des Paars von Festigungsköpfen mittels Druckluft an die Arbeitsflächen eines Rades eines aufgenommen Radsatzes anzudrücken.10. The apparatus of claim 9 wherein the consolidation station further comprises a pneumatic cylinder to press in use the current-carrying fixing rollers of the pair of consolidation heads by means of compressed air to the working surfaces of a wheel of a recorded wheelset.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Festigungsstation ferner Mittel aufweist, um die Festigungsrollen des Paars von Festigungsköpfen mit einem Strom zu beaufschlagen.The apparatus of claim 1, wherein the consolidation station further comprises means for applying a current to the consolidation rollers of the pair of consolidation heads.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung ferner Mittel umfasst, um die stromführenden Teile mittels einer Kühlflüssigkeit zu kühlen. 12. The apparatus of claim 11, wherein the apparatus further comprises means for cooling the current-carrying parts by means of a cooling liquid.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei im Betrieb der Abstand zwischen den Kontaktflächen der stromführenden Festigungsrollen eines Paares von Festigungsköpfen mit der Arbeitsfläche eines zu bearbeiten Rades entlang der Oberfläche des Umfangs des Rads zwischen 100 und 1000 mm beträgt.13. The apparatus of claim 1, wherein in operation the distance between the contact surfaces of the current-carrying strengthening rollers of a pair of consolidation heads with the working surface of a wheel to be machined along the surface of the circumference of the wheel is between 100 and 1000 mm.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei im Betrieb der Abstand zwischen den Kontaktflächen der stromführenden Festigungsrollen eines Paares von Festigungsköpfen mit der Arbeitsfläche eines zu bearbeiten Rades entlang der Oberfläche des Umfangs des Rads zwischen 150 und 200 mm beträgt.14. The apparatus of claim 13, wherein in operation, the distance between the contact surfaces of the current-carrying fixing rollers of a pair of consolidation heads with the working surface of a wheel to be machined along the surface of the circumference of the wheel is between 150 and 200 mm.
15. Verfahren zur lokalen Festigung der Räder eines Radsatzes für Schienenfahrzeuge, insbesondere Eisenbahnen, umfassend die folgenden Schritte: das Positionieren eines Paars von Festigungsköpfen mit elektrisch leitfähigen Festigungstollen, so dass die elektrisch leitfähigen Festigungsrollen jeweils mit ei- nem hinreichenden Druck an einen Bereich der Arbeitsfläche eines Rades gedrückt werden; das Rotieren des Radsatzes und dessen Räder, wobei die Rotation des Radsatzes zu einer Rotation der elektrisch leitfahigen Festigungsollen der Festigungsköpfe führen; und das Beaufschlagen der elektrisch leitfähigen Festigungsrollen der Festigungsköpfe mit einem Strom, der geeignet ist, die Räder des Radsatzes lokal zu härten. 15. A method for locally strengthening the wheels of a wheelset for rail vehicles, in particular railways, comprising the following steps: the positioning of a pair of consolidation heads with electrically conductive fixing lugs, so that the electrically conductive fixing rollers each with a sufficient pressure to a portion of the working surface a wheel are pressed; the rotation of the wheel set and its wheels, the rotation of the wheelset resulting in a rotation of the electrically conductive fixing rollers of the strengthening heads; and applying a current suitable for locally hardening the wheels of the wheelset to the electrically conductive strengthening rollers of the consolidation heads.
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