CH619183A5

CH619183A5 - Wheel for a rail vehicle

Info

Publication number: CH619183A5
Application number: CH301577A
Authority: CH
Inventors: Guenther Thym; Paul Weber
Original assignee: Elaugen Gmbh
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1977-03-10
Publication date: 1980-09-15
Also published as: AT358093B; ATA153377A; FR2343612A1; DE2610157A1; GB1560256A; BE852385A; DE2610157C2; FR2343612B1

Description

Die Erfindung hat eine Lösung gefunden, mit der die Verschleissfestigkeit der bislang in der Praxis angewendeten Schienenfahrzeugräder bedeutend erhöht werden kann und dennoch die vorerwähnten hohen Gefahren und grossen Schwierigkeiten vermieden werden können, und besteht darin, dass bei einem Schienenfahrzeugrad mit einer ringnutartigen Aussparung auf der Radlauffläche und einer die Aussparung ausfüllenden Einlage aus gegenüber dem Material des Radkörpers verschleissfesterem Material die der Randbandage zugewendete Stirn des Radspurkranzes mit einer im Querschnitt im wesentlichen rechteckförmigen Ringnut versehen ist, die einerseits ausserhalb des Bogenbereichs der Ausrundung zwischen Radbandage und Radspurkranz liegt und andererseits einen radialen Abstand vom Umfangsrand des Radspurkranzes aufweist und die durch Einschweissen eines gegenüber dem Radmaterial verschleissfesteren Schweiss-Werkstoffs ausgefüllt ist. Zweckmässig ist es, wenn auch der der Randbandage abgewendete Rücken des Radspurkranzes in einem gleichartigen radialen Abstand vom Umfangsrand des Radspurkranzes mit einer gleichartig im Querschnitt rechteckförmigen und durch den eingeschweissten Schweiss-Werkstoff ausgefüllten Ringnut versehen ist. The invention has found a solution with which the wear resistance of the rail vehicle wheels previously used in practice can be significantly increased and yet the aforementioned high dangers and great difficulties can be avoided, and consists in the fact that in a rail vehicle wheel with an annular groove-like recess on the wheel tread and an insert that fills the recess and is made of more wear-resistant material than the material of the wheel body, the end of the wheel flange facing the edge bandage is provided with an annular groove that is essentially rectangular in cross section, which is on the one hand outside the arch area of the fillet between the wheel band and wheel flange and on the other hand a radial distance from it Has circumferential edge of the wheel flange and which is filled in by welding a welding material that is more wear-resistant than the wheel material. It is expedient if the back of the wheel flange facing away from the edge bandage is provided at a similar radial distance from the circumferential edge of the wheel flange with an annular groove of a similar cross section and filled by the welded welding material.

Die erfindungsgemässe Ausbildung eines Schienenfahrzeugrades ist, im Vergleich zu der versuchten flächigen Auf-panzerungsummantelung des Spurkranzes, mit einer geringeren Menge an hochverschleissfestem Werkstoff und daher mit geringeren Materialkosten erreichbar, und auch die Nachbearbeitung nur des die ringförmige Nut ausfüllenden Schweiss-Zusatzwerkstoffes ist einfacher und billiger. The inventive design of a rail vehicle wheel can, in comparison to the tried-and-tested armor coating of the wheel flange, be achieved with a smaller amount of highly wear-resistant material and therefore with lower material costs, and the reworking of only the welding filler material filling the annular groove is simpler and cheaper .

Bei gleichem Verschleissverhalten, das heisst bei gleich gross angenommen bzw. erreichbaren Verschleisswerten und Standzeiten, ist die erfindungsgemässe Ausbildung eines Schienenfahrzeugrades daher wesentlich preisgünstiger und wesentlich wirtschaftlicher als die über ein Versuchsstadium nicht hinausgekommene Aufpanzerungsummantelung des Radspurkranzes. Wirtschaftlicher ist die erfindungsgemässe Ausbildung auch wegen der geringeren Folgekosten im Werk-stattbereich, d. h. weil zum Beispiel die Kilometerleistung zwischen den periodischen Inspektionen der Schienenfahrzeuge sich wesentlich erhöhen kann. Der ausschlaggebende und bedeutende Vorteil des erfindungsgemässen Schienenfahrzeugrades liegt in seiner Betriebssicherheit, die mit der versuchten Aufpanzerungsummantelung nicht erfüllt werden konnte und die daher einen Einsatz von Schienenfahrzeugrädern mit einer Aufpanzerungsummantelung des Spurkranzes im praktischen Bahnbetrieb bisher nicht zuliess. Die Betriebssicherheit ist dadurch gewährleistet, dass nur an der einem Abriebverschleiss mit Vignolschienen oder Rillenschienen ausgesetzten Zone des Spurkranzes die ringförmige Nut und der die Nut ausfüllende hochverschleissfeste Schweiss-Zusatzwerkstoff angeordnet sind, während bei den schlagbeanspruchten Zonen des Spurkranzes das Radreifen-grundmaterial in der Ursprungsqualität nicht verändert ist und daher an diesen Zonen kein Ausbröckeln oder Ausbrechen auftreten kann und mithin keine Entgleisungsgefahr entstehen kann. Vor allem bleibt an dem Übergangsrand zwischen der Umfangsfläche des Spurkranzes und der Stirn respektive auch dem Rücken des Spurkranzes, wo bei der Aufpanzerungsummantelung durch Stösse, z.B. beim Befahren von Kreuzungen, das Ausbrechen einsetzte und sich ausweitete, das Radreifengrundmaterial erhalten und unverändert. Beim erfindungsgemässen Rad wird der die ringförmige Nut ausfüllende Schweiss-Zusatzwerkstoff an den Nutflanken durch das Radreifengrundmaterial gegen Stosseinwir-kungen geschützt und gesichert, und die Anordnung des hochverschleissfesten Schweiss-Zusatzwerkstoffes nur in der ringförmigen Nut auf der Spurkranzstirn reicht aus, um eine bedeutende Erhöhung der Abtrieb-Verschleissfestigkeit des Spurkranzes bei der Berührung seiner Stirn mit einer Vignol-schiene und ausserdem, wenn gemäss der bevorzugten Ausbildung eine gleichartig ausgefüllte Ringnut auch auf dem Spurkranzrücken vorgesehen ist, bei der Berührung seines Rückens mit der Leitschiene einer Rillenschiene zu erreichen. With the same wear behavior, that is, with the same assumed or achievable wear values and service lives, the inventive design of a rail vehicle wheel is therefore considerably less expensive and significantly more economical than the armored sheathing of the wheel flange that did not go beyond a test stage. The training according to the invention is also more economical because of the lower consequential costs in the workshop area, i. H. because, for example, the mileage between the periodic inspections of the rail vehicles can increase significantly. The decisive and significant advantage of the rail vehicle wheel according to the invention lies in its operational safety, which could not be achieved with the tried and tested armor covering and which therefore has so far not permitted the use of rail vehicle wheels with a armoring covering of the wheel flange in practical railway operation. Operational safety is ensured by the fact that the ring-shaped groove and the highly wear-resistant welding filler material filling the groove are arranged only in the zone of the flange that is subject to abrasion wear with Vignol rails or grooved rails, while the base tire of the wheel tire is not of the original quality in the impact-stressed zones of the flange is changed and therefore no crumbling or breaking out can occur in these zones and therefore there is no risk of derailment. Above all, there remains at the transition edge between the circumferential surface of the wheel flange and the forehead and also the back of the wheel flange where when driving at intersections, the breaking out began and expanded, the basic tire material was preserved and unchanged. In the case of the wheel according to the invention, the welding filler material filling the annular groove is protected and secured on the groove flanks by the base material of the wheel tire against impacts, and the arrangement of the highly wear-resistant welding filler material only in the annular groove on the flange front is sufficient to significantly increase the The wear resistance of the flange to the abrasion when it touches its forehead with a Vignol rail and, if, according to the preferred embodiment, an annular groove of the same type is also provided on the back of the flange, to reach a grooved rail when its back touches the guardrail.

In besonders vorteilhafter Ausbildung des erfindungsgemässen Schienenfahrzeugrades ist auch die Bandage des Rades mit wenigstens einer ausgearbeiteten ringförmigen Nut versehen, die mit dem hochverschleissfesten Schweiss-Zusatzwerkstoff ausgefüllt ist. Auf diese Weise wird auch die Verschleissfestigkeit und Lebensdauer der Lauffläche In a particularly advantageous embodiment of the rail vehicle wheel according to the invention, the bandage of the wheel is also provided with at least one worked-out annular groove which is filled with the highly wear-resistant welding filler material. In this way, the wear resistance and durability of the tread

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der Bandage wesentlich erhöht und der vorstehend beschriebenen erhöhten Verschleissfestigkeit und Lebendsdauer des Spurkranzes angeglichen. Ausserdem wird mit dieser Massnahme an der Bandage des Rades vermieden, dass ungünstige verschleissbedingte Veränderungen in der Ausrundung zwischen der Bandage und dem Spurkranz auftreten. Diese Ausrundung ist für die Führungseigenschaften des Rades von Bedeutung. An dieser Ausrundung bei den bisher in der Praxis angewendeten herkömmlichen Schienenfahr-zeugrädern aufgrund des Abriebverschleisses auf der Lauffläche der Bandage eine in der Praxis als sogenannter zweiter Spurkranz bezeichnete Veränderung ein, die eine Entgleisungsgefahr mit sich brachte und daher durch Abdrehen abgearbeitet werden musste, was teure Reparaturen bedeutete. the bandage significantly increased and adjusted to the increased wear resistance and life span of the flange described above. In addition, this measure on the bandage of the wheel prevents unfavorable wear-related changes in the rounding between the bandage and the wheel flange. This fillet is important for the guiding properties of the wheel. At this rounding in the conventional rail vehicle wheels previously used in practice, due to the abrasion wear on the tread of the drum, a change, known in practice as the so-called second flange, introduced a risk of derailment and therefore had to be worked off by turning, which was expensive Repairs meant.

Das erfindungsgemässe Rad kann auf längere Zeit als bisher das gewünschte und verlangte optimale Verhältnis in den Wechselbeziehungen zwischen Rad und Schiene erhalten und ist daher für die Praxis von grosser wirtschaftlicher und vorteilhafter Bedeutung. The wheel according to the invention can maintain the desired and required optimal relationship in the interrelationship between wheel and rail for a longer period of time and is therefore of great economic and advantageous importance in practice.

Im folgenden wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. In the following an embodiment of the invention will be explained with reference to the drawing.

In der Zeichnung ist im Schnitt ein Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeugrades nach der Erfindung dargestellt. Der Spurkranz 1 des Rades ist auf seiner der Bandage 2 des Rades zugewendeten Stirn 3 mit einer ausgearbeiteten ringförmigen Nut 4 versehen, die mit einem hochverschleissfesten Schweiss-Zusatzwerkstoff 5 ausgefüllt ist. Für Rillenschienen, die bei Strassenbahnen in grossem Umfang angewendet werden, ist vorzugsweise auch der der Bandage 2 abgekehrte Rücken 6 des Spurkranzes 1 mit einer ausgearbeiteten ringförmigen Nut 7 versehen, die mit dem hochverschleissfesten Schweiss-Zusatzwerkstoff 8 ausgefüllt ist. Nach dem Ausfüllen der Nut 4 bzw. 7 braucht nur der die Nut ausfüllende Ring von Schweiss-Zusatzwerkstoff auf das Profil des Spurkranzes nachgearbeitet zu werden. Die Nuten 4 5 und 7 sind an dem verschleissbeanspruchten Flächenbereich der Stirn 3 respektive des Rückens 6 angeordnet und haben einen radialen Abstand vom Umfangsrand des Spurkranzes, so dass radial ausserhalb der Nuten 4 und 7 unverändertes Radreifengrundmaterial in der Ursprungsqualität stehen io bleibt, welches in der gleichen Weise wie bei den herkömmlichen Schienenfahrzeugrädern Stösse oder Schläge gegen den Spurkranz aufnimmt und das in den ringförmigen Nuten angeordnete hochverschleissfeste Material gegen Stoss-beanspruchungen und gegen die Gefahr eines Abplatzens schützt. Die Querschnittsabmessungen der ringförmigen Nuten 4 und 7 können je nach der Ausbildung des Radspurkranzes und der Art des angewendeten hochverschleissfesten Schweiss-Zusatzwerkstoffes bemessen werden. Da die Leitschiene einer Rillenschiene keinen Höhenverschleiss hat, kann, bezogen auf die Darstellung in der Zeichnung, an dem Rücken 6 die Nut 7 etwas höher angeordnet sein als die Nut 4 an der Stirn 3. Die Bandage 2 des Rades ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei ausgearbeiteten ringförmigen Nuten 9 versehen, die mit dem hochverschleissfesten Schweiss-Zusatzwerkstoff 10 ausgefüllt sind, wobei auch hier nach dem Ausfüllen der Nuten nur die Ringe aus eingefülltem Schweiss-Zusatzwerkstoff auf das Profil der Bandage nachgearbeitet zu werden brauchen. Die Nuten 9 sind an denjenigen Stellen der Bandage 2 angeordnet, an denen die hauptsächlichste Berührung der Lauffläche der Bandage 2 mit der in Zeichnung angedeuteten Schiene stattfindet. In the drawing, an embodiment of a rail vehicle wheel according to the invention is shown in section. The flange 1 of the wheel is provided on its forehead 3 facing the bandage 2 of the wheel with a machined annular groove 4 which is filled with a highly wear-resistant welding filler material 5. For grooved rails which are used to a large extent on trams, the back 6 of the flange 1 facing away from the bandage 2 is preferably also provided with a machined annular groove 7 which is filled with the highly wear-resistant welding filler material 8. After filling the groove 4 or 7, only the ring of welding filler material filling the groove needs to be reworked on the profile of the flange. The grooves 4 5 and 7 are arranged on the surface area of the forehead 3 and the back 6, which is subject to wear and tear, and have a radial distance from the circumferential edge of the wheel flange, so that radially outside the grooves 4 and 7, unchanged basic tire material remains in its original quality, which remains in the absorbs shocks or impacts against the wheel flange in the same way as with conventional rail vehicle wheels and protects the highly wear-resistant material arranged in the annular grooves against impact loads and against the risk of chipping. The cross-sectional dimensions of the annular grooves 4 and 7 can be dimensioned depending on the design of the wheel flange and the type of highly wear-resistant welding filler material used. Since the guide rail of a grooved rail has no vertical wear, based on the illustration in the drawing, the groove 7 on the back 6 can be arranged somewhat higher than the groove 4 on the forehead 3. The bandage 2 of the wheel is in the illustrated embodiment with Provide two elaborate annular grooves 9, which are filled with the highly wear-resistant welding filler material 10, with only the rings made of filled welding filler material needing to be reworked on the profile of the bandage after the grooves have been filled. The grooves 9 are arranged at those locations of the bandage 2 at which the main contact of the running surface of the bandage 2 with the rail indicated in the drawing takes place.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Rail vehicle wheel with an annular groove-like recess on the wheel tread and an insert filling the recess from material which is more resistant to wear than the material of the wheel body, characterized in that the forehead (3) of the wheel flange (1) facing the edge bandage (2) has an im The cross-section is essentially a rectangular annular groove (4), which on the one hand lies outside the curved area of the fillet between the wheel bandage and the wheel flange and on the other hand has a radial distance from the circumferential edge of the wheel flange and is filled in by welding in a welding material (5) which is more wear-resistant than the wheel material .

2. The rail vehicle wheel as claimed in claim 1, characterized in that the back (6) of the wheel flange (1) facing away from the wheel bandage (2) is also provided with an annular groove (7) of a rectangular cross section at a similar radial distance from the peripheral edge of the wheel flange. which is filled in by welding a welding material (8).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Rail vehicle wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the wheel bandage (2) outside the arc region of the fillet between it and the wheel flange (1) is provided at least one annular groove (9) which is substantially rectangular in cross section and which is welded in by welding -Material (10) is filled.

Rail vehicle wheels, like the rails themselves, are subject to wear. This wear occurs particularly when cornering on the so-called forehead of the wheel flange facing the bandage of the wheel. In the case of grooved rails, such as are used for trams, the so-called back of the wheel flange facing away from the bandage of the wheel is also subject to wear. Attempts have been made to provide the wheel flange of rail vehicle wheels with surface armor made of a highly wear-resistant material that covers the wheel flange in the manner of normal build-up welding. However, this measure has remained unsuccessful in practice. With these attempted armourings, there is a great risk that the casing of the wheel flange with the highly wear-resistant material will break out or crumble, in particular against the peripheral edge of the wheel flange, due to the bumps or blows that occur during driving operation. This creates a high risk of derailment. Rail vehicle wheels with such an armored flanged wheel therefore do not meet the required operational safety. In addition, such a coating of armor is not only very expensive in terms of the high price and the amount of the highly wear-resistant material required, but also the necessary reworking of the armor layer, for example by precise, profiled turning on a lathe, is complex, difficult and costly.