DE1115752B

DE1115752B - Eisenbahnschwelle aus Gusseisen

Info

Publication number: DE1115752B
Application number: DESCH24825A
Authority: DE
Inventors: Walter Schumacher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-10-10
Filing date: 1958-10-10
Publication date: 1961-10-26

Description

Eisenbahnschwelle aus Gußeisen Die Erfindung bezieht sich auf eine gußeiserne Eisenbahnschwelle.
Bisher werden Eisenbahnschwellen aus Holz, Walzstahl oder Eisenbeton hergestellt. Alle diese Schwellen haben jedoch erhebliche Mängel. Holzschwellen sind schwierig zu beschaffen, haben einen hohen Preis und verlieren ihre Festigkeit durch Fäulnis. Gewalzte oder geschmiedete Stahlschwellen können wirtschaftlich nur bei einem Profil mit geringem Widerstandsmoment hergestellt werden und weisen unzureichende Dämpfungseigenschaften auf, die zu Rißbildungen an hochbeanspruchten Stellen, wie beispielsweise an den Verschraubungen, führen. Auch die Betonschwellen sind wegen der dem Beton fehlenden Elastizität bruchanfällig, und dieser Nachteil läßt sich auch durch konstruktive Maßnahmen nicht ausreichend beheben. Sie haben zudem ein hohes Gewicht, das besonders die Beförderung und Instandsetzung erschwert. Es wurden auch schon Eisenbahnschwellen aus Gußeisen vorgeschlagen, die jedoch schon etwa seit Mitte vorigen Jahrhunderts nicht mehr im Gebrauch sind, weil die Fachwelt die Ansicht vertrat, daß Gußeisen als Schwellenwerkstoff ungeeignet ist.
Um die Nachteile bisheriger Eisenbahnschwellen zu beseitigen, wird erfindungsgemäß eine Eisenbahnschwelle aus Gußeisen vorgeschlagen, die dünnwandig aus Gußeisen mit Kugelgraphit ohne nachträgliches Glühen hergestellt ist.
Die so gefertigten Schwellen genügen in hohem Maße den an sie gestellten Anforderungen physikalischer Art und zeichnen sich durch gute Dämpfung und hohe Korrosionsbeständigkeit aus.
Bisher werden Gußstücke aus Kugelgraphitguß zur Verbesserungder mechanischenWerkstoffeigenschaften stets geglüht. Dabei wird aber die hohe Korrosionsbeständigkeit der Gußhaut vermindert, die gerade bei Eisenbahnschwellen von erheblicher Bedeutung ist.
Die hohe Korrosionsbeständigkeit der Gußhaut beruht teilweise auf einer Siliciumanreicherung, die zurückzuführen ist auf verhältnismäßig niedrigschmelzende Silikate und Quarzeinbrennungen aus dem Formstoff. Hierdurch wird die für die Korrosion anfällige metallische Grundmasse vermindert, wodurch die Korrosionsbeständigkeit der Gußhaut erhöht wird. Schließlich wird infolge der erhöhten Abschreckwirkung an der Formwand die Oberflächendichte der unbehandelten Gußhaut hoch, wodurch aggressive Medien in geringerem Maße Poren finden, um von dort den korrosiven Angriff beginnen zu können.. Endlich begünstigen Graphitausscheidungen die Korrosionsbeständigkeit, weil hierdurch wiederum die korrosionsanfällige metallische Grundmasse verringert wird.
Werden somit Gußstücke und damit zwangläufig die Gußhaut einer Wärmebehandlung unterzogen, so wird die Siliciumkonzentration der Gußhaut infolge Diffusion ins Werkstoffinnere aufgehoben. Ferner wird eine Entkohlung der Gußhaut kaum vermeidbar sein. Dies sind Vorgänge, die den metallischen Anteil der Gußhaut erhöhen und damit deren Korrosionsbeständigkeit erheblich vermindern. Auch wird die Oberflächendichte verringert und damit die Korrosionsbeständigkeit verschlechtert.
Um diese Nachteile zu beseitigen, wird nach der Erfindung nicht nur die Lehre gegeben, als Werkstoff für Eisenbahnschwellen Gußeisen mit Kugelgraphit zu verwenden, sondern darüber hinaus die Anweisung erteilt, die aus diesem Werkstoff hergestellten Schwellen im Gegensatz zu dem sonst allgemein üblichen Vorgehen nicht nachträglich zu glühen, so daß die hohe Korrosionsbeständigkeit der Gußhaut erhalten bleibt. Weiterhin ist der Vorschlag überraschend, trotz dünner Wandstärke des Gußstückes dieses nicht zu glühen.

Eine hohl gegossene Eisenbahnschwelle mit kugelförmiger Graphitausbildung kann folgende Analyse aufweisen:

Kohlenstoff ............. 3,50 bis 3,80 °/o

Silicium ................ 2,60 bis 2,30 °/o

Mangan ................ 0,20 bis 0,40 "/"

Phosphor ............... maximal 0,10 °/o

Schwefel ................ maximal 0,03 °/o

Magnesium ............. 0 bis 0,08 °/"

Nickel .................. 0 bis 2,00 °/o

Um die metallische Grundmasse in der Gußhaut zu verringern und damit deren Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen, soll der Kohlenstoffgehalt einen Betrag von vorzugsweise mehr als 3,5 und der Siliciumgehalt einen Betrag von mehr als 2,5 °/o haben, wobei der Mangangehalt vorzugsweise unter 0,25 °/" liegt, damit die perlitstabilisierende Wirkung und somit eine Hemmung der Graphitausscheidung vermindert wird.

In der Zeichnung sind in vier Figuren verschiedene Schwellenformen dargestellt, wie sie bei der Eisenbahnschwelle nach der Erfindung verwendet werden können.
Die Eisenbahnschwelle nach Fig. 1 weist ein trapezförmiges Hohlprofil 1 mit nach innen abgewinkelten Schwellenauflageflächen 2 auf. Zur Erhöhung des Widerstandsmomentes ist sie mit inneren Versteifungsrippen 3 versehen. An die ebenen Auflageflächen 4 für die Schienenfüße sind Schienenbefestigungshaken 5 angegossen. Aus Gewichtsersparnisgründen hat die Schwelle Unterbrechungen 6 und im Mittelteil einen verjüngten Querschnitt 7.
Fig.2 stellt eine Eisenbahnschwelle hohen Widerstandsmomentes dar, die ohne Verwendung eines Kerns gegossen werden kann. Der trapezförmige Querschnitt 8 geringer Wanddicke ist mit nach außen abstehenden Auflageflächen 9 versehen. Außenrippen 10 und Innenrippen 11 machen die Schwelle besonders verwindungssteif und tragfähig.
Die in Fig. 3 dargestellte, am Umfang geschlossene Hohlschwelle trapezförniigen Querschnitts eignet sich vorteilhaft zur Herstellung nach dem Stranggießverfahren. Die Schwelle nach Fig. 4 besteht aus einer Wanne mit halbkreisförmigem Querschnitt und nach außen angewinkelten ebenen Auflageflächen 12. An der Oberseite trägt sie ebene Auflageflächen 13 für die Schienen. Innere Versteifungs- und Verstärkungsrippen 14, die in geringem Abstand über die ganze Länge der Wanne angesetzt werden können, erhöhen ihr Widerstandsmoment und ihre Tragfähigkeit.

Claims

PATENTANSPRUCH. Eisenbahnschwelle aus Gußeisen, dadurch gekennzeichnet, daß sie dünnwandig aus Gußeisen mit Kugelgraphit ohne nachträgliches Glühen hergestellt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 895 601, 1032 045, 1036 512, 1057 031, 1321018, 2 370 715; A. Haarmann, »Das Eisenbahn-Geleise«, geschichtlicher Teil, Leipzig 1891, S. 134; »Taschenbuch der Gießerei-Praxis«, Berlin, 1954, S. 150; »Gußeisen mit Kugelgraphit - ein neuer Konstruktionswerkstoff«, VDI-Berichte, Bd. 27, 1958, S. 36 und 59.