DE929971C

DE929971C - Verfahren zur Haertung von Schienenenden

Info

Publication number: DE929971C
Application number: DEO3017A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Mont Laizner
Original assignee: Alpine Montan AG
Current assignee: Alpine Montan AG
Priority date: 1952-09-18
Filing date: 1953-06-21
Publication date: 1955-07-07

Description

Verfahren zur Härtung von Schienenenden Die bei Schienenstößen an den Schienenenden in besonderem Maße auftretende Abnutzung und die sich daraus ergebenden hohen Erhaltungskosten der Schienenstöße im Gleis haben schon vor langer Zeit Veranlassung gegeben, Wege zu suchen, die es ermöglichen, die Schienenenden gegen die sich aus den Verkehrsbeanspruchungen ergebende Abnutzung widerstandsfähiger zu machen. So ist ein Vorschlag bekannt, wonach in die Oberflächenschicht der Schienen nach vorangegangener Erhitzung bis zur Erweichung der oberen Schicht des Schienenkopfes ein im Verhältnis zum Werkstoff der Schiene härterer Stoff in körniger Form eingepreßt wird, um dadurch die Oberflächenschicht an den Schienenenden zu härten. Dieser Vorschlag hat jedoch keine praktische Bedeutung gewonnen. Nach einem weiteren Vorschlag wird eine im Verhältnis zum Werkstoff der Schiene härtere Legierung aus beispielsweise Cr-Ni-Eisen und Kohlenstoff durch elektrische Schweißung auf die Lauffläche der Schiene an den Stößen aufgebracht, wobei als willkommene Nebenwirkung dadurch auch erreicht wird, daß der Oberteil des Schienenkopfes bei dem Aufbringen der verschleißfesten Schicht durch die Schweißung stark erhitzt wird und nach dem Abkühlen eine größere Härte aufweist, als die übrige Schiene. Dies ist vorteilhaft, weil dabei eine Tragschiene entsteht, welche die Stöße der auf das Schienenende auflaufenden Wagen besser aufnehmen kann. Es ist ein weiteres Verfahren bekannt, wonach mit einer Azetylensauerstoffflamme das Schienenende erhitzt wird, dasselbe nach Erreichung einer gleichmäßigen Temperatur bzw. nach Erreichung der Härtetemperatur durch überspülen mit einem Abschreckmittel, beispielsweise Wasser, 'gehärtet wird. Weiter ist ein Verfahren bekannt, wonach durch einen mehrflammigen Azetylensauerstoffbrenner lediglich die Schienenoberfläche in sehr kurzer Zeit auf eine Temperatur oberhalb der a-y-Umwandlung gebracht wird und die Abschreckwirkung durch die unter der Oberfläche liegenden kalten Werkstoffzonen erreicht wird, wodurch man die gewünschte Aufhärtung und damit auch die gewünschte Erhöhung des Verschleißwiderstandes der Schienenenden erhält. Alle diese Verfahren erfordern aber einen ziemlichen Arbeitsaufwand und besondere Einrichtungen zu ihrer Durchführung und damit verhältnismäßig hohe Kosten.
Die Erfindung besteht nun im wesentlichen darin, daß die zu härtenden Enden zweier Schienen bzw. deren Stirnflächen oder Laufflächen auf einer elektrischen Abbrennstumpfschweißmaschine miteinander in metallische Berührung gebracht, unter Vermeidung eines Lichtbogens durch elektrischen Strom auf die Härtetemperatur erwärmt, nach Abschalten der Stromzufuhr voneinander entfernt und erforderlichenfalls durch ein Härtemittel abgeschreckt werden.
Es ist bereits bekannt, elektrische Stumpfschweißmaschinen für die Härtung von Schienenenden in der Weise zu verwenden, daß das zu härtende Schienenende in dem einen Backenpaar eingespannt wird, während in dem anderen Backenpaar ein Heizleiter eingespannt wird. Dies ermöglicht jedoch jeweils nur die Härtung eines einzigen Schienenendes, wobei überdies noch ein gesonderter Heizleiter erforderlich ist. Demgegenüber ist es für die Erfindung wesentlich, daß die zu härtenden Enden zweier Schienen in der Stumpfschweißmaschine eingespannt werden, so daß jeweils das andere Schienenende den Heizleiter ersetzt. Dies bietet den Vorteil, daß ohne wesentliche Erhöhung des Stromverbrauches und ohne Verwendung eines besonderen Heizleiters zwei Schienenenden zu gleicher Zeit gehärtet werden können. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet hierbei aber auch den Vorteil, daß beim Zusammenschweißen von Schienen zu größeren Längen die Verschweißung zweier Schienen mit dem Härten zweier Schienenenden auf der Stumpfschweißmaschine abwechselnd durchgeführt werden kann, so daß Schweißung und Härtung in Fließarbeit auf der gleichen Maschine durchgeführt werden können.
Sofern die Schienen nicht aus einer Legierung bestehen, welche ohne Härtemittel gehärtet werden kann bzw. bei welcher die Luftkühlung zur Härtung ausreicht, werden nach Abschalten der Stromzufuhr, also nach Beendigung des Erhitzungsvorganges, die Schienenenden durch ein Härtemittel, wie z. B. Wasser oder Öl, abgeschreckt. Bei Legierungen mit Lufthärteeigenschaften genügt ein Abblasen mit Preßluft. .Durch Ablenk- oder Abdeckflächen kann hierbei der Strom des Härtemittels von den außerhalb des Bereiches der Fahrfläche liegenden Teilen der Schienenenden abgelenkt werden, so daß die Härtung sich auf den Bereich der Fahrfläche der Schiene beschränkt, während der übrige Teil zäh bleibt. Wenn in solcher Weise die Schienenenden nur im Bereich der Fahrfläche abgeschreckt werden oder auch wenn sich die Abschreckung ohne Verwendung von Ablenkflächen auf das ganze Schienenende bezieht, kann eine Anlaßwirkung dadurch erzielt werden, daß das Abschrecken der erhitzten Schienenenden unterbrochen wird, bevor das Innere der Schienenenden abgekühlt ist, so daß durch die noch heißen Teile der Schienenenden eine Rückerwärmung der abgeschreckten Teile erfolgt. Es können aber auch gemäß- der Erfindung durch Zwischenschaltung eines elektrisch leitenden Zwischenstückes, zweckmäßig aus dem Werkstoff der zu behandelnden Schienen, die elektrisch leitenden Berührungsflächen und damit die Erhitzung der Schienenenden auf den Bereich der Fahrfläche be--schränkt werden, so daß Schienenfuß und Schienensteg nicht auf die Härtetemperatur erhitzt werden und ihre Zähigkeit beibehalten.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen schematisch erläutert.
Fig. i und 2 zeigen die Härtung der in der Abbrennstumpfschweißmaschine eingespannten Schienenenden; Fig. 3 zeigt eine Maßnahme beim Abschrecken der Schienenenden; Fig. q. zeigt eine Variante der Ausführungsform des Verfahrens nach Fig. i und 2.
Die beiden Schienenenden i und 2 werden, wie Fig. i zeigt, in Einspannköpfen 3 und q. einer Abbrennstumpfschweißmaschine eingespannt und in der zu Beginn der Schweißung üblichen Weise mit einem Druck von beispielsweise 2 kg/mm2 aneinandergepreßt. Hierauf wird die Stromzufuhr eingeschaltet, so daß der niedrig gespannte Strom mit hoher Stromstärke von einem Einspannkopf 3 bzw. q. über die Schienenenden i, 2 zum anderen Einspannkopf fließt. An der Stößstelle 5 tritt nun infolge des Übergangswiderstandes die Erhitzung der Schienenenden ein. Die Automatik, welche beim Abbrennstumpfschweißen das abwechselnde Berühren und Entfernen der Schienenenden voneinander bewirkt, um einen Lichtbogen zu ziehen, wird jedoch ausgeschaltet, und die Schienenenden verbleiben bis zur Erreichung der Härtetemperatur miteinander in Berührung. Nach Erreichung der Härtetemperatur wird die Stromzufuhr abgeschaltet, und die Einspannköpfe 3 und d. mit den Schienenenden i und 2 werden in der in Fig. 2 dargestellten Weise voneinander entfernt. Sofern die Härtung des Schienenwerkstoffes eine Härtung durch ein flüssiges Härtemittel erfordert, erfolgt nun die Abschreckung der Schienenenden mit Wasser oder Öl durch eine Härtebrause 6 oder gegebenenfalls durch eine Preßluftdüse. Wie Fig. 2 zeigt, werden hierbei von den erhitzten Schienenenden i, 2 in erster Linie die Fahrflächen i', 2' durch das Härtemittel abgeschreckt. Um nun die Härtung ganz auf den Bereich der Fahrfläche i' bzw. 2' zu beschränken, können, wie Fig. 3 zeigt, schablonenartige Abdeckbleche 7 verwendet werden, welche das Härtemittel von den unteren Teilen i" bzw. 2" der Schienenenden ablenken, so daß diese zäh bleiben, wobei gegebenenfalls nach Unterbrechung der Zufuhr des Härtemittels die abgeschreckten Partien i' bzw. z' der Schienenenden durch diese heiß gebliebenen Partien rückerhitzt und auf diese Weise in beliebigem Ausmaße angelassen werden können.
Um die Härtung auf den Bereich der Fahrfläche zu beschränken, können die Schienenenden auch in der in Fig. ¢ dargestellten Weise durch ein eingelegtes Zwischenstück 8, welches aus dem gleichen Werkstoff wie die Schienen oder aber auch aus einem Werkstoff mit entsprechender elektrischer Leitfähigkeit besteht, miteinander in elektrisch leitende Verbindung gebracht werden. Wie aus dieser Figur hervorgeht, erfolgt nunmehr der Stromübergang nur im Bereich der Fahrfläche i' bzw. z'. Auf diese Weise wird nur der Teil der Schienenenden durch das eingelegte Zwischenstück 8 unmittelbar erhitzt, der gehärtet werden soll. Durch die mittelbare Erhitzung des übrigen Schienenquerschnittes und dessen Anlaßwirkung wird ein milderer übergang zwischen gehärteter und nicht gehärteter Zone erreicht. überdies wird auch durch den verringerten Stromdurchgangsquerschnitt eine Stromersparnis erzielt. Im übrigen erfolgt dann der weitere Vorgang in der im Zusammenhang mit Fig. i und :2 geschilderten Weise.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Härtung von Schienenenden unter Verwendung einer elektrischen Abbrennstumpfschweißmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die zu härtenden Enden zweier Schienen auf der Stumpfschweißmaschine miteinander in metallische Berührung gebracht, unter Vermeidung eines Lichtbogens durch elektrischen Strom auf die Härtetemperatur erwärmt, nach Abschalten der Stromzufuhr voneinander entfernt und erforderlichenfalls durch ein Härtemittel abgeschreckt werden. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch Zwischenschaltung eines Zwischenstückes zwischen die Schienenenden aus einem Werkstoff mit guter elektrischer Leitfähigkeit, zweckmäßig aus dem Werkstoff der zu behandelnden Schienen, die elektrisch leitenden Berührungsflächen und damit die Erhitzung der Schienenenden auf den Bereich der Fahrfläche beschränkt werden. 3. Verfahren nach Anspruch i oder z, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ablenk- oder Abdeckflächen der Strom des Härtemittels von den außerhalb des Bereiches der Fahrfläche liegenden Teilen der Schienenenden abgelenkt wird. .4. Verfahren nach Anspruch i, z oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschrecken der erhitzten Schienenenden zwecks Erzielung einer Anlaßwirkung in gewünschtem Ausmaß zu einem zweckentsprechenden Zeitpunkt unterbrochen wird, bevor das Innere der Schienenenden abgekühlt ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 873 a53.