DE10107746A1

DE10107746A1 - Rail comprises a rail head having an enlarged rail head width and having an upper side in the vertex region with a specified arc radius

Info

Publication number: DE10107746A1
Application number: DE10107746A
Authority: DE
Inventors: Dieter Schreck
Original assignee: Schreck Mieves GmbH
Current assignee: Schreck Mieves GmbH
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2003-04-03

Abstract

Rail of the R 65/2 type comprises a rail head (2) having an enlarged rail head width (B) of more than 65 mm. The upper side (5) of the rail head in the vertex region (6) has an arc radius (R1) of more than 550 mm. The vertex region extends by more than 25 mm over the width of the rail head. Preferred Features: The vertex arc radius is more than 750 mm and the vertex region extends by more than 30 mm over the width of the rail head. The rail is made from a material having alloying additions of (in wt.%) 0.69-0.82 carbon (C), 0.13-0.28 silicon (Si), 0.75-1.05 manganese (Mn), maximum 0.035 phosphorus (P), maximum 0.04 sulfur (S), and 0.1-0.2 arsenic (As).

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiene für schienengebundene Tagebaugroßgeräte, insbesondere eine Schiene des Typs R 65/2, mit einem Schienenkopf, mit einer größten Schienenkopfbreite von größer 65 mm. The invention relates to a rail for rail-bound Large-scale opencast mining equipment, in particular a rail of the type R 65/2, with a rail head, with a largest rail head width of more than 65 mm.

Aus der Praxis ist es bekannt, im Bereich von Tagebauanlagen schienengebundene Tagebaugroßgeräte einzusetzen. An diese Schienen werden besondere Anforderungen gestellt, die sich im wesentlichen aus den sehr hohen, mechanischen Beanspruchungen und den extremen Umgebungsbedingungen ergeben. Die außerordentlichen, mechanischen Beanspruchungen rühren zum einen aus den sehr hohen Radlasten der Tagebaugroßgeräte und zum anderen aus den starken Schienenverbiegungen bei den in der Regel ein- bis zweimal in der Woche stattfindenden Gleisrückvorgängen. Unter den extremen Umweltbedingungen sind jahreszeitlich und durch die Sonneneinstrahlung bedingt große Temperaturunterschiede von -25°C bis 70°C zu nennen sowie ein erheblicher Verschmutzungseinfluß insbesondere durch Sand. It is known from practice in the field of opencast mining systems to use rail-bound surface mining equipment. Be on these rails special requirements, which are essentially due to the very high, mechanical stresses and the extreme Environmental conditions. The extraordinary mechanical stresses stir on the one hand from the very high wheel loads of the large opencast mining equipment and on the other others from the strong rail bending in the usually one to Track retractions take place twice a week. Among the extreme environmental conditions are seasonal and due to the Sun exposure requires large temperature differences from -25 ° C to 70 ° C as well as a considerable influence of pollution, in particular by sand.

Bisher sind Schienen mit der Bezeichnung R 65/2 in Tagebauanlagen am weitesten verbreitet. Schienen des Typs R 65/2 zeichnen sich dadurch aus, daß sie einen Schienenkopf mit einem Scheitelbereich aufweisen, der einen Scheitelbogenradius von 500 mm aufweist. Der Scheitelbereich erstreckt sich dabei über eine Breite des Schienenkopfes von 20 mm. An den Scheitelbereich schließt sich beidseitig ein Übergangsbereich mit einem Radius von 80 mm an. Der Übergangsbereich erstreckt sich dabei jeweils über eine Breite des Schienenkopfes von 16,6 mm. An jeden Übergangsbereich schließt sich jeweils ein Abrundungsbereich mit einem Radius von 13 mm an, wobei jeder der Abrundungsbereiche sich jeweils über eine Breite des Schienenkopfes von 9,85 mm erstreckt. Schließlich schließt sich an die Abrundungsbereiche jeweils eine Flanke mit einer Kopfflankenneigung von 1 : 20 an. So far rails with the designation R 65/2 are in opencast mining systems on most common. R 65/2 rails are characterized by that they have a rail head with an apex area that a Crown radius of 500 mm. The apex area extends thereby over a width of the rail head of 20 mm. To the The apex area closes on both sides with a transition area with a radius of 80 mm on. The transition area extends over a width of the rail head of 16.6 mm. Every transition area is connected each have a rounding area with a radius of 13 mm, each the rounding areas are each over a width of the rail head extends from 9.85 mm. Finally, the rounding areas follow one flank each with a head flank inclination of 1:20.

Aufgrund der eingangs beschriebenen, hohen, mechanischen Beanspruchungen und der extremen Umweltbedingungen zeigen die bekannten Schienen nach vergleichsweise kurzen Einsatzzeiten erhebliche Verschleißerscheinungen mit zum Teil starken Schienenschäden bis hin zu Brüchen. Dies führt zu erheblichen Beeinträchtigungen des Tagebaubetriebes, verbunden mit erheblichen Kosten. Zum einen sind relativ häufig Reparaturen und Ausbesserungen bis hin zum Austausch ganzer Gleise erforderlich. Schon hierdurch ergeben sich Kosten für das Material sowie das dafür erforderliche Personal. Zum anderen haben Reparaturen am Gleis zur Folge, daß die Tagebaugroßgeräte nicht weiter betrieben werden können und es sich hierdurch ein Produktionsausfall ergibt. Because of the high, mechanical The well-known rails show stresses and the extreme environmental conditions considerable after comparatively short operating times Signs of wear with sometimes severe rail damage to breakages. this leads to considerable impairments to the opencast mining operation, associated with considerable cost. For one, repairs are relatively common Repairs to the replacement of entire tracks required. This way this results in costs for the material and the personnel required for it. To the others have repairs to the track that the large opencast mining equipment can no longer be operated and this is a result Production loss results.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Schiene der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die auch unter hohen, mechanischen Beanspruchungen und extremen Umgebungsbedingungen hohe Einsatzzeiten hat und nur geringe Verschleißerscheinungen zeigt. The object of the present invention is therefore a rail of the beginning to provide the type mentioned, even under high, mechanical Stresses and extreme environmental conditions high Has operating times and shows only slight signs of wear.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Oberseite des Schienenkopfes im Scheitelbereich einen Scheitelbogenradius von mehr als 550 mm aufweist und daß sich der Scheitelbereich über eine Breite des Schienenkopfes von mehr als 25 mm erstreckt. This object is essentially achieved in that the Top of the rail head in the apex area an apex radius of more than 550 mm and that the apex area over a Width of the rail head extends more than 25 mm.

Der Erfindung liegen umfangreiche Untersuchungen von und an Schienen zugrunde. Es ist festgestellt worden, daß im belasteten Zustand der Schiene im Kontaktbereich von Rad und Schiene elastische Verformungen in Form von Eindellungen und Abplattungen auftreten. Dabei nähern sich die Mittellinien beider Kontaktpartner um einen entsprechenden Verschiebungsbetrag an. An der Kontaktstelle bildet sich eine Druckfläche aus. Diese Druckfläche überträgt die eingeleitete Kraft. Unter dem Gesichtspunkt der geringsten Flächenpressung erscheint zunächst eine Paarung eines zylindrischen Rades auf einer in Querrichtung ebenen Schiene das beste zu sein, weil - unter Berücksichtigung theoretischer Überlegungen - hierbei die Pressung auf ein Mindestmaß reduziert wäre. Dies gilt jedoch nur unter idealen Voraussetzungen. Die Räder dürfen dabei in keiner Weise in vertikaler Ebene schräg eingeleiteten Kräfte unterliegen, weil hierdurch Verkantungseffekte entstehen, so daß sich keine idealerweise linienförmige Berührung ergeben würde. Im übrigen ist festgestellt worden, daß zu den Enden der Schiene hin beim Kontakt eines zylindrischen Körpers mit einer Ebene Effekte auftreten, die an den Kantenenden der zylindrischen Linienberührung zu Spannungsspitzen führen. Unter Berücksichtigung der vorgenannten Umstände kommt der Optimierung des Schienenprofils erhebliche Bedeutung zu. The invention is based on extensive studies of and on rails based. It has been found that in the loaded condition of the rail elastic deformations in the contact area between wheel and rail of indentations and flattening occur. The approach Center lines of both contact partners by a corresponding shift amount on. A pressure surface forms at the contact point. This printing area transmits the force introduced. From the point of view of the least Surface pressure first appears a pairing of a cylindrical wheel to be the best on a rail that is level in the transverse direction because - under Consideration of theoretical considerations - here the pressure on one Minimum would be reduced. However, this only applies under ideal conditions. The wheels must not be inclined in any way in the vertical plane are subject to induced forces, because this causes jamming effects, so that ideally there would be no linear contact. Furthermore it has been found that towards the ends of the rail when a cylindrical body with a plane effects that occur on the Edge ends of the cylindrical line contact lead to voltage peaks. Taking the above circumstances into account, the optimization comes the rail profile to significant importance.

In Verbindung mit dem zylindrischen Fahrflächenprofil der Fahrwerksräder der Tagebaugroßgeräte ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung geringere Kontaktflächenbeanspruchungen im Scheitelbereich gegenüber dem Stand der Technik, die durch die bessere Anschmiegung an das weniger stark gewölbte Schienenkopfprofil begründet sind. Da sich der Scheitelbereich nicht über die gesamte Schienenkopfbreite erstreckt und der Schienenkopf seitlich in Abrundungsbereiche mit kleinen Radien übergeht, treten auch keine relevanten Spannungsspitzen an den Rändern des Schienenkopfes auf. Bei der erfindungsgemäßen Schiene, bei der letztlich ein größerer Radius über eine größere Breite des Schienenkopfes vorgesehen ist, führt die modifizierte Schienenkopfform im Ergebnis zu einer weniger konzentrierten Lasteinleitung, was in einem verringerten Verschleiß mit weniger starker plastischer Verformung und dementsprechend mit verringerten Materialermüdungserscheinungen im Fahrflächenbereich einhergeht. In connection with the cylindrical running surface profile of the landing gear wheels the large-scale open-cast mines result from the invention Design of lower contact surface stresses in the apex area compared to the prior art, which is due to the better conformity to the less strongly curved rail head profile are justified. Since the The apex area does not extend over the entire width of the rail head and the Rail head laterally merges into rounded areas with small radii, there are no relevant voltage peaks at the edges of the Rail head on. In the rail according to the invention, in the end a a larger radius is provided over a larger width of the rail head, the modified rail head shape results in one less concentrated load transfer, resulting in reduced wear with less strong plastic deformation and accordingly with reduced Signs of material fatigue in the driving area area.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Scheitelbogenradius größer 750 mm ist und vorzugsweise zwischen 780 und 820 mm liegt, insbesondere etwa 800 mm beträgt. Der Scheitelbereich erstreckt sich dabei über eine Breite des Schienenkopfes von mehr als 30 mm und beträgt vorzugsweise etwa 31,88 mm. Bei Versuchen ist festgestellt worden, daß bei Verwendung eines Scheitelbereichs der vorgenannten Art die geringsten Verschleißerscheinungen am Schienenkopf auftreten. In a particularly preferred embodiment of the invention provided that the crown radius is greater than 750 mm and preferably is between 780 and 820 mm, in particular approximately 800 mm. The The apex area extends over a width of the rail head of more than 30 mm and is preferably about 31.88 mm. When trying is it has been found that when using an apex region the the aforementioned type, the slightest signs of wear occur on the rail head.

Zur weiteren Optimierung der Pressungsbeanspruchungen auf der Oberseite des Schienenkopfes ist weiterhin vorgesehen, daß sich beidseitig an den Scheitelbereich jeweils ein Übergangsbereich mit einem Übergangsradius von mehr als 50 mm und einer Breite zwischen 2 mm und 12 mm anschließt. Im einzelnen ist hierbei vorgesehen, daß der Übergang des Scheitelbereichs zum Übergangsbereich zwischen 15 mm und 17 mm, vorzugsweise etwa 15,94 mm von der Schienenmittelachse beabstandet ist, während der Übergangsradius zwischen 75 mm und 85 mm, und insbesondere etwa 80 mm beträgt. Dabei erstreckt sich der Übergangsbereich über eine Breite des Schienenkopfes zwischen 7 mm und 7, 5 mm und beträgt insbesondere etwa 7,22 mm. To further optimize the compression stresses on the top the rail head is further provided that on both sides of the Vertex area each a transition area with a transition radius of more than 50 mm and a width between 2 mm and 12 mm. in the individual is provided here that the transition from the apex area to Transition area between 15 mm and 17 mm, preferably about 15.94 mm is spaced from the rail center axis during the transition radius between 75 mm and 85 mm, and in particular about 80 mm. there the transition area extends over a width of the rail head between 7 mm and 7.5 mm and is in particular about 7.22 mm.

Schließlich sollte der Mittelpunkt des Übergangsradius zwischen 12 mm und 17 mm, vorzugsweise etwa 14,4 mm von der Schienenmittelachse beabstandet sein. Finally, the midpoint of the transition radius should be between 12mm and 17 mm, preferably about 14.4 mm from the rail center axis be spaced.

Zur weiteren Optimierung des Schienenkopfes ist vorgesehen, daß sich beidseitig an den Übergangsbereich jeweils ein Abrundungsbereich mit einem Abrundungsradius von mehr als 10 mm anschließt, wobei sich der Abrundungsbereich über eine Breite des Schienenkopfes zwischen 11 mm und 15 mm erstreckt. Dabei ist der Übergang des Übergangsbereichs zum Abrundungsbereich zwischen 22 mm und 24 mm, vorzugsweise etwa 23,16 mm von der Mittelschienenachse beabstandet. Der Abrundungsradius selbst sollte zwischen 14 mm und 16 mm liegen, vorzugsweise etwa 15 mm betragen, wobei sich der Abrundungsbereich etwa über eine Breite des Schienenkopfes zwischen 13 mm und 14 mm, insbesondere etwa 13,3 mm erstrecken sollte. To further optimize the rail head, it is provided that a rounding area with a Rounding radius of more than 10 mm connects, the Rounding area over a width of the rail head between 11 mm and 15 mm extends. The transition from the transition area to Rounding range between 22 mm and 24 mm, preferably about 23.16 mm from spaced from the center rail axis. The rounding radius itself should are between 14 mm and 16 mm, preferably about 15 mm, the rounding area extending approximately over a width of the rail head should extend between 13 mm and 14 mm, in particular about 13.3 mm.

Schließlich sollten sich bei der erfindungsgemäßen Schiene an den jeweiligen Abrundungsbereich zur weiteren Optimierung des Schienenkopfes jeweils seitliche Flanken mit einer Flankenkopfneigung zwischen 1 : 15 bis 1 : 25 und vorzugsweise mit etwa 1 : 20 anschließen. Der Übergang des Abrundungsbereichs zur jeweiligen Flanke sollte dabei zwischen 35 mm und 38 mm, vorzugsweise etwa 36,5 mm von der Schienenmittelachse beabstandet sein. Finally, in the rail according to the invention, the respective Rounding area for further optimization of the rail head in each case side flanks with a flank head inclination between 1:15 to 1:25 and preferably connect with about 1:20. The transition of the Rounding area to the respective flank should be between 35 mm and 38 mm, preferably spaced about 36.5 mm from the rail center axis his.

Bei einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Scheitelbereich einen Scheitelbogenradius zwischen 450 mm und 550 mm, insbesondere von etwa 500 mm aufweist. Eine andere Alternative sieht vor, einen Scheitelbogenradius zwischen 900 mm und 1100 mm, vorzugsweise von etwa 1000 mm zu verwenden. In beiden Fällen bietet es sich zur Erzielung von niedrigen Pressungswerten an der oder den Kontaktflächen an, daß sich unmittelbar an den Scheitelbereich ein Abrundungsbereich anschließt, also ein Übergangsbereich der zuvor beschriebenen Art nicht vorgesehen ist. In an alternative embodiment it is provided that the apex area an apex radius between 450 mm and 550 mm, in particular from has about 500 mm. Another alternative is one Crown radius between 900 mm and 1100 mm, preferably of about 1000 mm to use. In both cases, it is useful for achieving low Pressure values on the contact surface (s) indicate that immediately a rounded area adjoins the apex area, that is, a Transitional area of the type described above is not provided.

Wie eingangs beschrieben worden ist, unterliegen Schienen der in Rede stehenden Art erheblichen Beanspruchungen. Aus diesem Grund bietet es sich an, nicht nur die Schienenkopfform in geometrischer Hinsicht zu optimieren, sondern auch das Schienenmaterial in werkstofftechnischer Hinsicht optimal zu wählen. Es ist festgestellt worden, daß für Schienen der in Rede stehenden Art folgende, chemische Zusammensetzung eingehalten werden sollte:
C 0,69-0,82 Gew.- % Si 0,13-0,28 Gew.-% Mn 0,75-1,05 Gew.-% P max. 0,035 Gew.-% S max. 0,04 Gew.-% As 0,1-0,2 Gew.-% As described at the beginning, rails of the type in question are subject to considerable stresses. For this reason, it is advisable not only to optimize the shape of the rail head from a geometric point of view, but also to optimally choose the rail material in terms of material technology. It has been found that the following chemical composition should be observed for rails of the type in question:
C 0.69-0.82% by weight Si 0.13-0.28% by weight Mn 0.75-1.05% by weight P Max. 0.035% by weight S Max. 0.04% by weight ace 0.1-0.2% by weight

Des weiteren bietet es sich an, zur Verminderung der Neigung zur Reckalterung einen Aluminiumgehalt von mindestens 0,01 Gew.-% vorzusehen. Auch die Legierung mit Titan mit einem Mindestgehalt von 0,05 Gew.-% zeigt im Hinblick auf die Reckalterung einen positiven Effekt. It also lends itself to reducing the tendency to Stretch aging to provide an aluminum content of at least 0.01 wt .-%. Also the alloy with titanium with a minimum content of 0.05% by weight shows in A positive effect with regard to stretching aging.

Des weiteren ist festgestellt worden, daß die erfindungsgemäße Schiene besonders gut hohe Pressungs- und Biegebeanspruchungen aufnehmen kann, wenn der Werkstoff der Schiene eine hohe Werkstoffreinheit aufweist und zumindest im Bereich des Schienenkopfes ein feinlamellares, perlitisches Gefüge aufweist. Darüber hinaus sollte zumindest der Schienenkopf vergütet sein, was ebenfalls die Belastungsfähigkeit der Schiene verbessert. Furthermore, it has been found that the rail according to the invention can withstand particularly high compression and bending stresses, if the material of the rail has a high material purity and at least in the area of the rail head, a fine-lamellar, pearlitic Has structure. In addition, at least the rail head should be tempered be, which also improves the load capacity of the rail.

Die erfindungsgemäße Schiene selbst ähnelt von ihrem Schienenquerschnittsprofil her sehr stark einer Schiene des Typs R 65/2. Die größte Schienenkopfbreite ist größer 70 mm und beträgt vorzugsweise etwa 75 mm. Die Höhe der Schiene ist größer 160 mm und beträgt insbesondere etwa 180 mm. Die kleinste Stegdicke der Schiene ist größer 15 mm und beträgt vorzugsweise etwa 18 mm, während die Fußbreite der Schiene größer 130 mm ist, vorzugsweise etwa 150 mm beträgt. Schließlich ist die Querschnittsfläche der Schiene größer 80 cm² und liegt vorzugsweise zwischen 82 cm² und 83 cm². Letztlich handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Schiene um eine modifizierte R-65-Schiene. The rail cross-section profile of the rail itself is very similar to a rail of the type R 65/2. The largest rail head width is greater than 70 mm and is preferably about 75 mm. The height of the rail is greater than 160 mm and in particular is approximately 180 mm. The smallest web thickness of the rail is greater than 15 mm and is preferably approximately 18 mm, while the foot width of the rail is greater than 130 mm, preferably approximately 150 mm. Finally, the cross-sectional area of the rail is larger than 80 cm ² and is preferably between 82 cm ² and 83 cm ² . Ultimately, the rail according to the invention is a modified R-65 rail.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei zeigt: Further features of the invention result from the following Description of an embodiment with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Schiene, Fig. 1 is a cross sectional view of a rail according to the invention,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Schienenkopfes der Schiene beim Überfahren und Fig. 2 is a schematic representation of the rail head of the rail when driving over and

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht, ebenfalls beim Überfahren der Schiene. Fig. 3 is a view corresponding to FIG. 2, also when driving over the rail.

In Fig. 1 ist eine Schiene für schienengebundene Tagebaugroßgeräte dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine Schiene des Typs R 65/2 mit gewissen profilgeometrischen Modifikationen, auf die nachfolgend noch näher eingegangen wird. Die Schiene 1 weist einen Schienenkopf 2 mit einer größten Schienenkopfbreite B von größer als 65 mm, vorliegend von ca. 75,0 mm auf. Die Höhe H der Schiene 1 ist größer als 160 mm und beträgt vorliegend knapp 180 mm, nämlich ca. 179,4 mm. An den Schienenkopf 2 schließt sich nach unten hin ein Schienensteg 3 an, dessen kleinste Stegdicke größer 15 mm ist, vorzugsweise etwa 18 mm beträgt. Nach unten hin schließt sich an den Schienensteg 3 ein Schienenfuß 4 an, dessen Fußbreite FB größer 130 mm ist und vorzugsweise etwa 150 mm beträgt. Die gesamte Querschnittsfläche der Schiene 1 ist größer 80 cm² und liegt vorzugsweise zwischen 82 cm² und 83 cm². Wie sich im übrigen aus Fig. 1 ergibt, ist die Schiene 1 spiegelsymmetrisch zur Schienenmittelachse A. In Fig. 1, a rail for rail-bound open-cast mining equipment is shown. This is a type R 65/2 rail with certain profile geometrical modifications, which will be discussed in more detail below. The rail 1 has a rail head 2 with a largest rail head width B of greater than 65 mm, in the present case of approximately 75.0 mm. The height H of the rail 1 is greater than 160 mm and in the present case is almost 180 mm, namely approximately 179.4 mm. A rail web 3 adjoins the rail head 2 at the bottom, the smallest web thickness of which is greater than 15 mm, preferably about 18 mm. At the bottom, a rail foot 4 adjoins the rail web 3 , the foot width FB of which is greater than 130 mm and is preferably approximately 150 mm. The total cross-sectional area of the rail 1 is larger than 80 cm ² and is preferably between 82 cm ² and 83 cm ² . As can be seen from Fig. 1, the rail 1 is mirror-symmetrical to the central axis A.

Wesentlich ist nun, daß die Oberseite 5 des Schienenkopfes 2 im Scheitelbereich 6 einen Scheitelbogenradius R₁ von mehr als 450 mm aufweist und daß sich der Scheitelbereich 6 über eine Breite B₁ des Schienenkopfes 2 von mehr als 25 mm erstreckt. Konkret ist nun vorgesehen, daß der Scheitelbogenradius R₁ etwa 800 mm beträgt und daß sich der Scheitelbereich 6 über eine Breite B₁ des Schienenkopfes 2 von etwa 31,88 mm erstreckt. Der Scheitelbereich 6 liegt dabei mittig zur Schienenmittelachse A. It is essential that the top 5 of the rail head 2 in the apex region 6 has an apex radius R ₁ of more than 450 mm and that the apex region 6 extends over a width B _{1 of} the rail head 2 of more than 25 mm. Specifically, it is now provided that the crown radius R _{1 is} approximately 800 mm and that the crown region 6 extends over a width B _{1 of} the rail head 2 of approximately 31.88 mm. The apex area 6 lies in the middle of the rail center axis A.

An den Scheitelbereich 6 schließt sich beidseitig jeweils ein Übergangsbereich 7, 8 mit einem Übergangsradius R₂ von mehr als 50 mm an. Jeder der Übergangsbereiche 7, 8 erstreckt sich dabei über eine Breite B₂ des Schienenkopfes 2 zwischen 7 mm und 7,5 mm und vorzugsweise von etwa 7,22 mm. Der Übergang vom Scheitelbereich 6 zum jeweiligen Übergangsbereich 7 ist dabei um etwa 15,94 mm von der Schienenmittelachse A beabstandet. Der Mittelpunkt M₂ des Übergangsradius R₂ liegt außerhalb der Schiene 1 benachbart des Schienensteges 3. Der Mittelpunkt M₂ ist dabei im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 14,4 mm von der Schienenmittelachse A beabstandet. The apex region 6 is adjoined on both sides by a transition region 7 , 8 with a transition radius R ₂ of more than 50 mm. Each of the transition areas 7 , 8 extends over a width B _{2 of} the rail head 2 between 7 mm and 7.5 mm and preferably of about 7.22 mm. The transition from the apex area 6 to the respective transition area 7 is spaced about 15.94 mm from the rail center axis A. The center M _{2 of} the transition radius R ₂ lies outside the rail 1 adjacent to the rail web 3 . The center M ₂ is spaced about 14.4 mm from the rail center axis A in the illustrated embodiment.

Beidseitig an den jeweiligen Übergangsbereich 7, 8 schließt sich ein Abrundungsbereich 9, 10 an. Jeder der Abrundungsbereiche 9, 10 hat einen Abrundungsradius R₃ von mehr als 10 mm und erstreckt sich jeweils über eine Breite B₃ des Schienenkopfes zwischen 11 mm und 15 mm. Konkret weist jeder Abrundungsbereich 9, 10 einen Abrundungsradius R₃ von etwa 15 mm auf und erstreckt sich jeweils über eine Breite B₃ von 13,3 mm. Der Mittelpunkt M₃ des Abrundungsradius R₃ befindet sich innerhalb des Schienenkopfes 2. Der Übergang der Übergangsbereiche 7, 8 zum jeweiligen Abrundungsbereich 9, 10 ist jeweils um etwa 23,16 mm von der Schienenmittelachse A beabstandet. A rounding area 9 , 10 adjoins the respective transition area 7 , 8 on both sides. Each of the rounding areas 9 , 10 has a rounding radius R ₃ of more than 10 mm and in each case extends over a width B _{3 of} the rail head between 11 mm and 15 mm. Specifically, each rounding area 9 , 10 has a rounding radius R ₃ of approximately 15 mm and extends in each case over a width B ₃ of 13.3 mm. The center point M _{3 of} the rounding radius R ₃ is located within the rail head 2 . The transition from the transition regions 7 , 8 to the respective rounding region 9 , 10 is spaced in each case by approximately 23.16 mm from the rail center axis A.

An den Abrundungsbereich 9, 10 schließt sich jeweils eine seitliche Flanke 11, 12 des Schienenkopfes 2 an. Jede der Flanken 11, 12 weist eine Kopfflankenneigung von etwa 1 : 20 auf. Im übrigen erstreckt sich jede der Flanken 11, 12 über eine Breite B₄ des Schienenkopfes 2 von etwas mehr als 1 mm, nämlich von 1,01 mm. Der Übergang des jeweiligen Abrundungsbereichs 9, 10 zur jeweiligen Flanke 11, 12 ist etwa 36,5 mm von der Schienenmittelachse A beabstandet. A lateral flank 11 , 12 of the rail head 2 connects to the rounding area 9 , 10 . Each of the flanks 11 , 12 has a head flank inclination of approximately 1:20. Otherwise, each of the flanks 11 , 12 extends over a width B _{4 of} the rail head 2 of slightly more than 1 mm, namely 1.01 mm. The transition from the respective rounding area 9 , 10 to the respective flank 11 , 12 is spaced about 36.5 mm from the rail center axis A.

Da der Schienenkopfgeometrie und damit den Abmaßen der Oberseite 5 des Schienenkopfes 2 erhebliche Bedeutung zukommt, wird nochmals auf die einzelnen Bereiche bzw. deren Abmaße eingegangen. Während die Breite B₁ 31,88 mm beträgt, erstrecken sich der Scheitelbereich 6 und die beiden Übergangsbereiche 7, 8, und damit die Summe aus den Breiten B₁ und B₂ über eine Breite B₅ von 46,32 mm. Die Breite B₆, die den Scheitelbereich 6, die beiden Übergangsbereiche 7, 8 und die Abrundungsbereiche 9, 10 erfaßt, beträgt 72,98 mm. Since the rail head geometry and thus the dimensions of the top 5 of the rail head 2 are of considerable importance, the individual areas and their dimensions will be discussed again. While the width B _{1 is} 31.88 mm, the apex region 6 and the two transition regions 7 , 8 , and thus the sum of the widths B ₁ and B _2, extend over a width B ₅ of 46.32 mm. The width B ₆ , which covers the apex area 6 , the two transition areas 7 , 8 and the rounding areas 9 , 10 , is 72.98 mm.

An die seitlichen Flanken 11, 12 schließt sich nach unten hin jeweils ein scharfer Radius R₇ zwischen 2 mm und 4 mm, vorzugsweise von etwa 3 mm an. Am Übergang des Schienenkopfes 2 zum Schienensteg 3 ist zunächst ein weiterer, relativ scharfer Radius R₈ zwischen 5 mm und 9 mm, vorzugsweise von etwa 7 mm vorgesehen, an den sich ein Radius R₉ zwischen 10 mm und 20 mm, vorzugsweise von etwa 15 mm anschließt. Daran schließt sich ein Radius R₁₀ mit einem Radius zwischen 350 mm und 450 mm, vorzugsweise von etwa 370 mm an, der in einen Radius R₁₁, der etwas größer sein kann, übergeht. Vorliegend beträgt der Radius R₁₁ etwa 400 mm. A sharp radius R ₇ between 2 mm and 4 mm, preferably of about 3 mm, adjoins the side flanks 11 , 12 at the bottom. At the transition from the rail head 2 to the rail web 3 , a further, relatively sharp radius R ₈ between 5 mm and 9 mm, preferably of approximately 7 mm, is provided, to which a radius R _{9 of} between 10 mm and 20 mm, preferably of approximately 15 mm connects. This is followed by a radius R ₁₀ with a radius between 350 mm and 450 mm, preferably of about 370 mm, which merges into a radius R ₁₁ , which can be somewhat larger. In the present case, the radius R _{11 is} approximately 400 mm.

Es darf darauf hingewiesen werden, daß es grundsätzlich auch möglich ist, für den überwiegenden Teil des Schienensteges 3 nur den Radius R₁₀ oder nur den Radius R₁₁ zu verwenden. Der Schienensteg 3 läuft schließlich in den Schienenfuß 4 über einen Radius R₁₂ zwischen 20 und 30 mm, vorzugsweise von etwa 25 mm aus. It should be pointed out that in principle it is also possible to use only the radius R ₁₀ or only the radius R ₁₁ for the predominant part of the rail web 3 . The rail web 3 finally runs into the rail foot 4 over a radius R _{12 of} between 20 and 30 mm, preferably of about 25 mm.

Nicht dargestellt ist, daß der Radius R₁ auch 500 mm oder aber 1000 mm betragen kann. Soweit der größere Radius betroffen ist, kann ein Übergangsbereich mit Radien der vorgenannten Art vorgesehen sein, was jedoch nicht notwendigerweise erforderlich ist. Es ist auch möglich, den Scheitelbereich in diesen Fällen unmittelbar in den jeweiligen Abrundungsbereich übergehen zu lassen. Auch bei diesen Ausgestaltungen lassen sich noch günstige Ergebnisse erzielen. It is not shown that the radius R _{1 can} also be 500 mm or 1000 mm. As far as the larger radius is concerned, a transition area with radii of the aforementioned type can be provided, but this is not necessarily necessary. In these cases, it is also possible to have the apex area pass directly into the respective rounded area. Favorable results can also be achieved with these configurations.

Neben der zuvor beschriebenen Profilgeometrie des Schienenkopfes 2 spielt die Materialqualität der erfindungsgemäßen Schiene 1 eine wesentliche Rolle. Neben den Festigkeitskriterien, die eine möglichst hohe Streckgrenze bei gleichzeitig günstiger Dehnungsfähigkeit im Bereich höchster Beanspruchungen des Schienenwerkstoffs bedingen (Streckgrenzverhältnis), um den Anforderungen beim Rücken der Schienen gerecht zu werden, gilt es ferner, die Widerstandsfähigkeit gegenüber den Beanspruchungen aus den Pressungs- und Verschleißbeanspruchungen zu stärken. Wesentlich ist hierbei eine hohe Schienenmaterialqualität, die vor allem auf eine hohe Werkstoffreinheit und Homogenität einer feinlamellaren, perlitischen Struktur zumindest im Schienenkopfbereich abzielt, wobei insbesondere auch kopfvergütete Schienen von Vorteil sind. Wichtig ist auch, daß die Sprödbruchempfindlichkeit gering ist, was durch einen Schwefelgehalt unter 0,03 Gew.-% möglich ist. Darüber hinaus sollte für die erfindungsgemäße Schiene 1 nachfolgende Zusammensetzung eingehalten werden:
C 0,69-0,82 Gew.-% Si 0,13-0,28 Gew.-% Mn 0,75-1,05 Gew.-% P max. 0,035 Gew.-% As 0,1-0,2 Gew.-% In addition to the profile geometry of the rail head 2 described above, the material quality of the rail 1 according to the invention plays an important role. In addition to the strength criteria, which require the highest possible yield strength and at the same time favorable stretchability in the area of the highest stresses on the rail material (yield strength ratio) in order to meet the requirements for the back of the rails, it is also important to be resistant to the stresses from the compression and wear stresses to strengthen. What is important here is a high quality of the rail material, which is aimed above all at high material purity and homogeneity of a fine-lamellar, pearlitic structure, at least in the region of the rail head, head-tempered rails also being particularly advantageous. It is also important that the sensitivity to brittle fracture is low, which is possible due to a sulfur content of less than 0.03% by weight. In addition, the following composition should be observed for the rail 1 according to the invention:
C 0.69-0.82% by weight Si 0.13-0.28% by weight Mn 0.75-1.05% by weight P Max. 0.035% by weight ace 0.1-0.2% by weight

Des weiteren sollte die Schiene 1 einen Anteil an Aluminium von wenigstens 0,01 Gew.-% und/oder an Titan von wenigstens 0,05 Gew.-% aufweisen. Furthermore, the rail 1 should have a proportion of aluminum of at least 0.01% by weight and / or of titanium of at least 0.05% by weight.

In Fig. 2 ist eine Schiene 1 beim Überfahren dargestellt. Auf der Oberseite 5 des Schienenkopfes 3 liegt ein Rad 13 auf. Das Rad 13 liegt hierbei mittig auf der Oberseite 5 des Schienenkopfes 2 auf und hat im wesentlichen Kontakt nur am mittigen Kontaktbereich K₁ im Scheitelbereich 6. In Fig. 2, a rail 1 is shown when driving over. A wheel 13 rests on the top 5 of the rail head 3 . The wheel 13 lies centrally on the top 5 of the rail head 2 and has essentially contact only at the central contact area K ₁ in the apex area 6 .

In Fig. 3 ist das Rad 13 gegenüber dem in Fig. 2 dargestellten Zustand quer verschoben, und zwar nach links. Hierbei ergeben sich dann im Gegensatz zu der Darstellung gemäß Fig. 2 nicht ein, sondern zwei Kontaktbereiche K₁ und K₂. Ein erster Kontaktbereich K₁ befindet sich zwischen der Oberseite 6 des Schienenkopfes 2 und der im wesentlichen zylindrischen Lauffläche 14 des Rades 13. Allerdings ist dieser Kontaktbereich K₁ nicht, wie bei der Berührungssituation gemäß Fig. 2, im Bereich der Schienenmittelachse A, sondern rechts davon, und zwar nahe des sich an den Scheitelbereich 6 anschließenden Übergangsbereichs 8. Ein weiterer Kontaktbereich K₂ zwischen dem Schienenkopf 2 und dem Rad 13 befindet sich am Abrundungsbereich 10, an dem der Radkranz des Rads 13 anliegt. Zwischen den beiden Kontaktbereichen K₁ und K₂ befindet sich ein Zwischenraum Z. In Fig. 3, the wheel 13 is shifted transversely from the state shown in Fig. 2, namely to the left. In contrast to the illustration according to FIG. 2, this does not result in one but two contact areas K ₁ and K ₂ . A first contact area K ₁ is located between the top 6 of the rail head 2 and the substantially cylindrical tread 14 of the wheel 13 . However, this contact area K _{1 is} not, as in the contact situation according to FIG. 2, in the area of the central rail axis A, but rather to the right thereof, namely close to the transition area 8 adjoining the apex area 6 . Another contact area K ₂ between the rail head 2 and the wheel 13 is located at the rounding area 10 , against which the wheel rim of the wheel 13 bears. There is a space Z between the two contact areas K ₁ and K ₂ .

Claims

1. rail ( 1 ) for rail-bound open-cast mining equipment, in particular rail of the type R 65/2, with a rail head ( 2 ) with a largest rail head width (B) of greater than 65 mm, characterized in that the top ( 5 ) of the rail head ( 2 ) in the apex area ( 6 ) has an apex radius (R ₁ ) of more than 550 mm and that the apex area ( 6 ) extends over a width (B ₁ ) of the rail head ( 2 ) of more than 25 mm.

2. Rail according to claim 1, characterized in that the crown radius (R ₁ ) is greater than 750 mm and that the apex region ( 6 ) extends over a width (B ₁ ) of the rail head ( 2 ) of more than 30 mm.

3. Rail according to claim 1 or 2, characterized in that the crown radius (R ₁ ) is between 780 and 820 mm, preferably about 800 mm and that the apex area ( 6 ) over a width (B ₁ ) of the rail head ( 2nd ) between 31 mm and 33 mm, preferably of about 31.88 mm.

4. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that a transition region ( 7 , 8 ) with a transition radius (R ₂ ) of more than 50 mm adjoins the apex region ( 6 ) on both sides and that the transition region ( 7 , 8 ) extends over a width (B ₂ ) of the rail head ( 2 ) between 2 mm and 12 mm.

5. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that each transition region ( 7 , 8 ) has a transition radius (R ₂ ) between 75 and 85 mm, in particular of about 80 mm, and that the transition region ( 7 , 8 ) over a width (B ₂ ) between 7 mm and 7.5 mm, in particular of about 7.22 mm, extends.

6. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the transition from the apex region ( 6 ) to the transition region ( 7 , 8 ) is spaced between 15 mm and 17 mm, preferably approximately 15.94 mm, from the central rail axis (A).

7. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the center point (M ₂ ) of the transition radius (R ₂ ) between 12 mm and 17 mm, preferably about 14.4 mm from the rail center axis (A) is spaced.

8. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that a rounding region ( 9 , 10 ) with a rounding radius (R ₃ ) of more than 10 mm adjoins the transition region ( 7 , 8 ) on both sides and that the rounding region ( 9 , 10 ) over a width (B ₃ ) of the rail head ( 2 ) between 11 mm and 15 mm.

9. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that each rounding area ( 9 , 10 ) has a rounding radius (R ₃ ) between 14 mm and 16 mm, in particular of about 15 mm, and that the rounding area ( 9 , 10 ) extends over a width (B ₃ ) between 13 mm and 14 mm, in particular of approximately 13.3 mm.

10. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the transition of the transition region ( 7 , 8 ) to the rounding region ( 9 , 10 ) between 22 mm and 24 mm, preferably about 23.16 mm from the rail center axis (A) is spaced ,

11. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the apex region ( 6 ) has an apex radius between 900 mm and 1100 mm, in particular of about 1000 mm.

12. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the apex region ( 6 ) merges directly into the rounded region ( 9 , 10 ).

13. Rail ( 1 ) for large track-bound opencast mining equipment, in particular rail of the type R 65/2, with a rail head ( 2 ) with a largest rail head width (B) of greater than 65 mm, the upper side ( 5 ) of the rail head ( 2 ) in the apex area ( 6 ) has an apex radius (R ₁ ) of between 450 mm and 550 mm, in particular of about 500 mm, and rounded areas ( 9 , 10 ) with a rounded radius (R ₃ ) of less than 50 mm are provided on both sides of the apex area, characterized in that that the apex area ( 6 ) extends over a width (B ₁ ) of the rail head ( 2 ) of more than 25 mm and that the apex area ( 6 ) merges directly into the rounding area ( 9 , 10 ) without a transition area.

14. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that each rounding area ( 9 , 10 ) has a rounding radius (R ₃ ) between 14 mm and 16 mm, in particular of about 15 mm, and that the rounding area ( 9 , 10 ) over a width (B ₃ ) between 11 mm and 15 mm, in particular of about 13.3 mm, extends.

15. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that at the rounding area ( 9 , 10 ) each have a lateral flank ( 11 , 12 ) of the rail head ( 2 ) and that each of the flanks ( 11 , 12 ) has a head flank inclination between 1:15 to 1:25, preferably from about 1:20.

16. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the transition of the transition region ( 7 , 8 ) to the respective flank ( 11 , 12 ) is spaced between 35 mm and 38 mm, preferably 36.5 mm from the rail center axis (A) ,

17. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the rail ( 1 ) has a share in:
C from 0.69-0.82% by weight Si from 0.13-0.28% by weight Mn from 0.75-1.05% by weight P by Max. 0.035% by weight S by Max. 0.04% by weight ace from 0.1-0.2% by weight

having.

18. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the rail ( 1 ) has a proportion of aluminum of at least 0.01 wt .-% and / or titanium of at least 0.05 wt .-%.

19. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the rail ( 1 ) has a sulfur content of less than 0.03% by weight.

20. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that a high material purity of the material of the rail ( 1 ) is provided.

21. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the material of the rail ( 1 ) has a fine-lamellar, pearlitic structure at least in the region of the rail head.

22. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that at least the rail head ( 2 ) is tempered.

23. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the largest rail head width (B) of the rail ( 1 ) is greater than 70 mm, in particular is approximately 75 mm.

24. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the height (H) of the rail ( 1 ) is greater than 160 mm, in particular is approximately 180 mm.

25. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the smallest web width of the rail ( 1 ) is greater than 15 mm, preferably about 18 mm.

26. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the foot width (FB) of the rail ( 1 ) is greater than 130 mm, preferably about 150 mm.

27. Rail according to one of the preceding claims, characterized in that the rail ( 1 ) has a cross-sectional area greater than 80 cm ² , preferably between 82 cm ² and 83 cm ² .