DE594852C

DE594852C - Railway wheel with replacement of worn material by welding

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Publication number: DE594852C
Application number: DES103706D
Authority: DE
Original assignee: Individual
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Priority date: 1932-03-16
Filing date: 1932-03-16
Publication date: 1934-03-23

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AIO 23. MÄRZ 1934ISSUED AIO MARCH 23, 1934

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

M 594852 KLASSE 2Od GRUPPE M 594852 CLASS 2Od GROUP

Gustav Sembdner in Berlin-TempelhofGustav Sembdner in Berlin-Tempelhof

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. März 1932 abPatented in the German Empire on March 16, 1932

Die Erfindung hat zum Gegenstand ein Raid für Schienenfahrzeuge, bei welchem der durch den Lauf auf den Schienen abgenutzte Werkstoff des Radreifens an den Stellen größter Abnutzung, besonders am Spurkranz, durch aufgeschweißte dünne Stahlbänder ersetzt ist, bevor das richtige Radreifenprofil durch Drehen oder Schleifen wiederhergestellt wird.The subject of the invention is a raid for rail vehicles in which the through the run on the rails worn material of the wheel tire in the places greatest Wear, especially on the wheel flange, replaced by thin welded steel strips is before the correct wheel tire profile is restored by turning or grinding will.

Bisher konnte der verschlissene Werkstoff derartiger Räder nur durch das elektrische Auftragsschweißverfahren ersetzt werden, wobei eine Anzahl von Schweißraupen in flüssiger Form auf den durch den elektrischen Lichtbogen bis zum Schmelzen, erwärmten Radraifenstellen aufgetragen werden.So far, the worn material of such wheels could only be through the electric Deposition welding processes are replaced, whereby a number of weld beads in liquid form are applied by the electrical Arc to melt, heated wheel tire areas can be applied.

Hiervon wird namentlich bei abgenutzten Spurkränzen von Eisenbahngüterwagenrädeni Gebrauch, gemacht trotz der hohen Kosten dieses Verfahrens, weil eine wesentlich längere Lebensdauer der Radreifen erzielt wird. Hierbai haben sich wegen des verhältnismäßig weichen Reifenwerkstoffes und kleinen Raddurchmessers keine wesentlichen Schwierigkeiten ergeben.This applies in particular to worn wheel flanges from rail freight wagons Use, made in spite of the high costs of this procedure, because it is much longer Service life of the wheel tires is achieved. Hierbai have become because of the proportionate soft tire material and small wheel diameter no significant difficulties result.

Bei Lokomotivrädern, die größeren Durchmesser, ungleichmäßigere Materialverteilung und härteres Reifenmaterial haben, und bei Personenwagen- und Straßenbahnrädern aus Stahl von höherer Festigkeit und Härte konnte das AuftragKßchweißen bisher nicht befriedigend angewandt werden, weil infolge der Schrumpfspannungen durch den Schweißvorgang ein Reißen der Schweißraupen eintrat, das sich in .den Radreifen fortsetzte und zum Platzen der Radreifen führte. Auch war die Verschleißfestigkeit der Raupen ungenügend, da Raupen aus verschleißfestem, hartem Stahl ganz besonders zum Reißen neigten.In the case of locomotive wheels, the larger diameters, more uneven material distribution and harder tire material, and on passenger car and tram wheels Steel of higher strength and hardness has so far not been able to perform hot-spot welding satisfactorily are used because the welding bead tore as a result of the shrinkage stresses caused by the welding process, which continued in the tire and led to the tire bursting. Even the wear resistance of the caterpillars was insufficient because the caterpillars were made of wear-resistant, hard steel were particularly prone to cracking.

Weitere Nachteile des elektrischen Auftragsschweißens sind: Hoher Strom- und Schweißdrahtverbrauch infolgeNiederschmelzens erheblicher Materialmengen, die bedeutend größer sind als zum Ausfüllen der Abnutzungsistellen nötig wäre, weil die Schweißraupen eine sehr unregelmäßige Form besitzen. Dies erfordert auch unbedingt ein Nachbearbeiten des Radprofils mit erheblicher Spanabnahme, was namentlich für ein Bearbeiten durch Schleifen sehr ungünstig ist. Bei größerer Abnutzung, die eine höhere Zahl von Schweißraupen erfordert, wird die Arbeitszeit unwirtschaftlich lang, da die Schwaißgiöschwindigkeit nur gering ist.Other disadvantages of electrical build-up welding are: High electricity and welding wire consumption due to melting down considerable amounts of material, which are significantly larger than to fill in the areas of wear would be necessary because the weld beads have a very irregular shape. This also absolutely requires a Post-processing of the wheel profile with considerable chip removal, what a Machining by grinding is very inconvenient. With greater wear and tear, the greater Number of weld beads requires, the working time becomes uneconomically long as the Schwaißgiösch Speed is only low.

Der Erfindungsgegenstand vermeidet alle diese Nachteile des Auftragsschweißens, weil der Werkstoff zum Ersatz der Abnutzung nicht in flüssigem Zustand, sondern in fester Form als dünnes Stahlband oder als bandförmige Platten auf den Abnutz-ungsstellen aufgeschweißt wird.The subject of the invention avoids all of these disadvantages of build-up welding because the material used to replace wear and tear is not in a liquid state, but in a solid state Form as a thin steel band or as band-shaped plates on the areas of wear is welded on.

Hierbei können die schädlichen Schrumpfspannungen und die zum Platzen des Radreifens führenden Rißbildungen nicht auftreten; daher spielen auch der Durchmesser, die Form und der Werkstoff des Rades keine Rolle.This can result in the damaging shrinkage stresses and the bursting of the wheel tire leading cracks do not occur; therefore the diameter also play the shape and material of the wheel do not matter.

Die Abnutzungsstellen z. B. am Spurkranz brauchen in der Regel vor dem Aufschweißen des Stahlbandes nicht bearbeitet zu werden, weil sich der in rotwarmem Zustand vor demThe wear points z. B. on the flange usually do not need to be processed before welding on the steel strip, because he is in a red-warm state in front of the

Schweißen angewalzte ader angeschmiedete Bandstahl seiner Unterlage genau anpaßt.Welding rolled vein forged-on steel strip precisely adapts to its base.

Das Schweißen selbst erfolgt zweckmäßig duroh elektrische Punkt- oder Rollenschrittschweißung, wobei die Schweißstellen je nach dem Verwendungszweck und der Beanspruchung des Rades beliebig dicht angeordnet werden können.The welding itself is expediently carried out using electrical spot or roller step welding, The welds are arranged as densely as desired, depending on the intended use and the stress on the bike can be.

Der elektrische Stromverbrauch ist wesent-ίο lieh niedriger als beim Auftragsschweißen, weil nur die Schweißwärme erzeugt zu werden braucht und ein Niederschmelzen nicht in Frage kommt.Electric power consumption is essential borrowed lower than with build-up welding, because only the welding heat has to be generated needs and melting down is not an option.

Das Stahlband kann in seinen Abmessungen der Abnutzung des Rades so angepaßt werden, daß beim Anwalzen mit entsprechend profilierter Walze das Radprofil genau wiederhergestellt wird.The dimensions of the steel band can be adapted to the wear and tear of the wheel that when rolling with a correspondingly profiled roller, the wheel profile is exactly restored will.

Die aufgeschweißten Stellen brauchen daher nur wenig oder gar nicht nachgearbeitet zu werden, was für das Schleifen der Radprofile besonders wichtig ist.The welded-on areas therefore need little or no rework to become what is particularly important for grinding the wheel profiles.

Während beim Raupenaufschweißen je nach Zahl der Raupen etwa drei bis zehn Umdrchungen des aufzuschweißenden, Rades nötig sind, was bei der geringen Schweißgeschwindigkeit eine erhebliche Arbeitsdauer bedingt, wird beim Aufschweißen des Stahlbandes unabhängig von der Größe der Abnutzung nur eine einzige Radumdrehung erforderlich, bei etwa gleicher Schweißgeschwindigkeit. Die Arbeitszeit des Aufschweißens beträgt infolgedessen nur etwa ¹Z₃ bis ¹Z₁₀ der Raupen schweißzeit.While welding on beads requires about three to ten rotations of the wheel to be welded on, depending on the number of beads, which requires a considerable amount of work time at the low welding speed, when welding on the steel strip only a single wheel rotation is required, regardless of the amount of wear, with about the same Welding speed. The working time of the welding is consequently only about ¹ Z ₃ to ¹ Z _{10 of} the caterpillars welding time.

Der Aufplattungsring kann aus hochwertigem, verschleißfestem Stahl bestehen, so daß eine erneute Abnutzung erst nach wesentlich längerer Betriebszeit des Rades zu erwarten ist. Aus diesem Grunde kann es vorteilhaft sein, schon die Radbandage eines neuen Rades mit einer entsprechenden verschleißfesten Bandstahlverstärkung an den Stellen der größten Abnutzung zu versehen, um von vornherein eine wesentlich längere Betriebszeit des Rades zu erzielen.The plating ring can be made of high quality, wear-resistant steel, like this that renewed wear can only be expected after the wheel has been in operation for a significantly longer period of time is. For this reason it can be advantageous to already have the wheel bandage one new wheel with a corresponding wear-resistant steel strip reinforcement on the Provide the greatest wear and tear in order to start with a much longer one Achieve operating time of the wheel.

Die aufzuschweißenden Ringe oder Ringstücke können nach irgendeinem gebräuchlichen Verfahren hergestellt werden. Zweckmäßig wird der Anfang eines dünnen Stahlbandes von entsprechendem Querschnitt an einem Punkt des Radumfanges elektrisch angeheftet. Dann wird während langsamer Drehung des Rades das in geeigneter Weise, etwa elektrisch, rotwarm gemachte Stahlband mittels profilierter Walzen gegen die Abnutzungsstelle des Rades gewalzt, so daß bei einer einzigen Radumdrehung ein genau passender Aufschweißring entsteht.The rings or ring pieces to be welded on can be any conventional Process are produced. The beginning of a thin steel band is useful of a corresponding cross-section attached to a point on the wheel circumference. Then, while slowly rotating the wheel, the steel strip, which has been heated red in a suitable manner, for example electrically rolled against the wear point of the wheel by means of profiled rollers, so that at a single turn of the wheel creates a precisely fitting weld-on ring.

Das Anschweißen des Ringes im elekirischen Punkt- oder Rollenschrittverfahren kann während des Anwalzens des Stahlbandes oder auch nach dessen Fertigstellung erfolgen. The welding of the ring in the electrical point or roller step process can be done during the rolling of the steel strip or after its completion.

Sehr vorteilhaft kann auch ein Rad mit Schlagstellen in der Lauffläche nach dem Eriindungsgedanken wiederhergestellt werden. Diese Schlagstellen entstehen durch das Gleiten des festgebremsten Rades auf der Schiene, und sie erstrecken sich nur auf einen Teil des Radumfanges.A wheel with impact points in the running surface according to the concept of the invention can also be very advantageous to be restored. These impact points are caused by the locked wheel sliding on the Rail, and they only extend over part of the circumference of the wheel.

Zu diesem Zweck wird das aufzuschweißende, der Form der Schlagstelle angepaßte Stahlbandstück durch Hammerschläge der Unterlage angepaßt. Das Anschweißen geschieht auch hier durch Punkt- oder Rollenschrittschweißung, jedoch mit besonders dicht nebeneinanderliegenden Schweißpunkten, um eine unlösbare Bindung zu erzielen. Wenn ein nach dem Erfindungsgedanken aufgeschweißtes Rad nach längerer Zeit neu berichtigt werden muß, so wird der abgenutzte Stahlring, falls nötig, entfernt und durch einen neuen entsprechend ersetzt.For this purpose, the welded-on is adapted to the shape of the impact point Piece of steel band adapted to the base by striking with a hammer. The welding is done also here by spot or roller welding, but with special weld points that are close to each other in order to achieve an indissoluble bond. If a wheel welded on according to the concept of the invention has to be corrected after a long time, the worn one will be worn out Steel ring, if necessary, removed and replaced with a new one.

Als Anwendungsbeispiel sei ein Eisenbahnwagenrad gewählt (Abb. 1), an dessen Spurkranzflanke ein ringartig gebogenes Stahlband ι und an dessen Lauffläche auf einer Schlagstelle ein dünnes Stahlbandstück 6 aufgeschweißt sind.A railway wagon wheel is chosen as an application example (Fig. 1), on its flange flank a ring-like curved steel band ι and on its running surface on a Impact point a thin piece of steel band 6 are welded.

Abb. 2 zeigt das ursprüngliche Radreifenprofil 2, das scharf gelaufene Profil 3 und das nachgedrehte Profil 4. Die schraffierte Fläche zeigt den großen Materialverlust an, der entsteht, wenn das Rad ohne Aufschweißen nachgedreht wird.Fig. 2 shows the original wheel tire profile 2, the sharpened profile 3 and the re-turned profile 4. The hatched area shows the large loss of material, which occurs when the wheel is turned without welding.

Aus Abb. 3 ist ersichtlich, wieviel geringer der Verlust an Radreifenwerkstoff ist, wenn bei einem nachzudrehenden Rad der an der Spurkranzflanke fehlende Werkstoff durch Aufschweißen ersetzt wird. Das Stahlband 1 ist an den Stellen 5 durch elektrische Punktschweißung befestigt. Das berichtigte Profil 4 muß hierbei so tief unter dem abgenutzten Profil 3 liegen, wie es das notwendige Unterstechen der harten Lauffläche bedingt.From Fig. 3 it can be seen how much less the loss of wheel tire material is when In the case of a wheel to be re-turned, the missing material on the flange flank passes through Welding is replaced. The steel strip 1 is at the points 5 by electrical spot welding attached. The corrected profile 4 must be so deep below the worn one Profile 3 lie as it requires the necessary undercutting of the hard running surface.

Abb. 4 zeigt den Querschnitt des aufgeschweißten Stahlbandringes I bei einem durch Schleifen berichtigten Radreifen. Hierbei ist der Verlust an wegzuschleifendem Material am geringsten, weil beim Schleifen das neue Profil 4 so gelegt werden kann, daß es die tiefste Stelle de's abgenutzten Profils 3 berührt. Es tritt als weiterer Vorteil hinzu, daß die während des Betriebes nach Art der Prägepolierung gehärtete Lauffläche im wesentüchen erhalten bleiben kann.Fig. 4 shows the cross section of the welded steel band ring I in a wheel tires corrected by grinding. Here is the loss of what is to be ground away The least material, because when grinding the new profile 4 can be placed so that it touches the deepest point of the worn profile 3. Another advantage is that that the tread hardened during operation in the manner of embossing polishing is essential can be preserved.

In Abb. 5 wird das Ausfüllen einer Schlagsteile in der Lauffläche des Rades durch ein Stahlbandstück 6 gezeigt, das an den dicht nebeneinander liegenden Schweißstellen 5 mit dem Radreifen unlösbar verbunden ist. Dies kann besonders bei gekuppelten Lokomotiv-In Fig. 5, a striking part in the tread of the wheel is filled in by a Steel band piece 6 shown, which at the welds 5 lying close to one another with the wheel tire is inextricably linked. This can be particularly the case with coupled locomotive

rädern sahr vorteilhaft sein, weil hierdurch vermieden wird, daß einer einzigen Schlagstelle wegen sämtliche Räder entsprechend abgedreht werden müssen, um sie auf gleichen Durchmesser zu bringen.bicycles can be very beneficial because of this it is avoided that a single impact point because of all wheels accordingly must be turned off to bring them to the same diameter.

Claims

Patent claims:

i. Railway wheel, in which the material worn out during operation the places of greatest wear, especially on the flange, by welding is replaced, characterized in that a thin steel band is welded on.

2. Railway wheel according to claim i, characterized in that the steel belt on the tire, he Avie out of farms comes, d. H. without this being worked on beforehand, is welded on.

3. Railway wheel according to claim 1 and s, characterized by the use of a high-quality, wear-resistant steel band Stole.

1 sheet of drawings