DE952643C - Verfahren zur Verbesserung der Dauerfestigkeit von geschweissten Schienenstoessen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verbesserung der Dauerfestigkeit von geschweißten Schienenstößen Es ist bekannt, zur Herstellung eines geschweißten Schienenstoßes die zu verschweißenden Schienenenden am unteren Ende des Schienensteges parallel zum Schienenfuß zu schlitzen, die dadurch erhaltenen Lappen des Schienenfußes, gegebenenfalls nach Anwärmung mit einem Schweißbrenner od. dgl., nach abwärts zu biegen, worauf dann die beiden zu verschweißenden Schienenenden bis auf einen Spalt von z. B. etwa 15 mm einander genähert werden und dar gesamte Spalt zwischen den Schienen sowie der Schlitz zwischen Schienenfuß und Schienensteg beim Verschweißen ausgefüllt werden. Die Verschweißung erfolgt meist elektrisch mit geeigneten Elektroden, jedoch ist auch die autogene Schweißeng anwendbar. Auf der Oberseite des Schienenfußes kann dabei durch Auftragsschweißeng eine Querschnittsverstärkung 'hergestellt werden. Es wurde auch vorgeschlagen, zur Verbesserung der Dauerfestigkeit die Übergänge von der Schweiße zum Schienenwerkstoff durch Schleifen zu bearbeiten, so daß die Kerbwirkung an diesen Stellen möglichst weitgehend vermindert wird.
• Da eine Schweißeng niemals mit Sicherheit völlig fehlen- und porenfrei ausgeführt werden, kann und auch das Gefüge der Schweiße selbst eine Verminderung der Dauerfestigkeit des geschweißten Schienenstoßes gegenüber der ungeschweißten Schiene bewirken kann, stellt die in solcher Weise erzielte Verstärkung im Bereich des Schweißstoßes eine zweckmäßige Erhöhung der Festigkeit des Schweißstoßes dar, welche die in den Schweißungen nie mit Sicherheit zu. vermeidenden Fehler teilweise ausgleichen kann. Die Verstärkung der Schiene am Fuß ist deswegen am günstigsten, weil bei den Betriebsbeanspruchungen der Schiene im- Gleis der Schienenfuß die größten statischen und schwingenden Zugbeanspruchungen aufzunehmen hat. Es hat sich gezeigt, daß ein derartiger Schienenstoß bei einer Belastungsschwankung von o bis i9 kg/mm' im Daue..rversüch über a ooo ooo Lastwechsel aushät, während vergleichsweise die stärksten gelaschten Stöße bei dieser Beanspruchung nur etwa ioo ooo Lastwechsel aushalten.
• Die genaue UnteTs.uchung von: nach den bekannten Verfahren geschweißten Schienenstößen hat jedoch ergeben, daß es praktisch nicht möglich ist, den Zusatzwerkstoff im Grund des Schlitzes zwischen Schienenfuß und Schienensteg unter Vermeidung von. Poren, Einbrandkerben und in der Schweißeng verbleibenden .Schlackenresten- einzubringen. Diese Poren, Einbrandkerben und SchlackeneinschJüsse stehlen Kerben dar, welche die Ursprungsfestigkeit eines derartigen Schweißstoßes herabmindern. Die bei den. Untersuchungen festgestellte Tatsache, daß der Dauerbruch praktigch bei allen derartigen am Pulsator auf ihre Ursprungsfestigkeit geprüfte. Schweißstöße durch solche Fehlstellen im Schlitzgrund geht bzw. augenscheinlich von solchen Fehlstellen seinen Ausgang nimmt, obwohl in diesem Querschnitt nicht das größte biegende Moment auftritt, bestätigt diesen Mangel der bekanntem. Schienenschweißverfahren.
• Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Verbesserung der Dauerfestigkeit von geschweißten Schienenstößen, bei welchem an den zu verschweißenden Schienenenden oberhalb des Schienenfußes ein Schlitz in den Schienensteg eingearbeitet und der Schienenfuß nach unten abgebogen wird, worauf der Zwischenraum zwischen den Schienenenden sowie die Schlitze im Schienensteg mit Schweiße ausgefüllt werden,, das erfindungsgemäß darin besteht, daß der Schlitz zu einer keilförmigen Ausnehmung mit gegen das Schienenende zu ansteigender oberer Begrenzung erweitert und/oder die Schlitzbreite im Schlitzgrund vor dem Abbiegen des Schienenfußes auf über io mm, vorzugsweise auf mindestens 15 mm, vergrößert wird. Eine besonders günstige Wirkung kann hierbei erzieht werden, wenn sowohl die obere Begrenzung des Schlitzes abgeschrägt als auch der Schlitzgrund verbreitert wird. Versuche haben gezeigt, da.ß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geschweißte Schienenstöße bei einigermaßen sorgfältiger Schweißeng eine völlig dichte und fehlerfreie Schweiße auch im Bereich des Schlitzgrundes aufwiesen, und es wurden demgemäß wesentlich erhöhte Ursprungs.festigkei.ten im Pulsatorversuch festgestellt. Beispielsweise konnte mit erfindungsgemäß ausgeführten Schweißstößen an Schienen in Normalgüte eine Ursprungsfestigkeit von etwa 3o kg/mm2 und mehr erzielt werden, welche knapp an die Ursprungsfestigkeit - der ungeschweißten Schiene herankommt. Der Bruchverlauf ging dabei nicht wie bei den nach bekannten Verfahren geschweißten Schienenstößen durch den Schlitzgrund.
• Es ist vorteilhaft, bei Schienen mit einem Gewicht von mehr als 3o kg pro laufenden Meter den Schlitzgrund nach einem Kreisbogen mit einem Radius von über 5 mm, vorzugsweise von mindestens 7,5 mm, abzurunden, so daß sich an keiner Stelle ein scharfer einspringender Winkel bildet, in welchem die Gefahr einer mangelhaften Schweißung erhöht ist. Für die keilförmige Abschrägung der Schlitze hat es sich als günstig erwiesen, wenn die obere Begrenzung des eingearbeiteten Schlitzes mit der Schienenlängsachse einen Winkel von mehr als 1o°, vorzugsweise mindestens ao.°, einschließt. Durch die Abschrägung der oberen Begrenzung des Schlitzes ergibt sich ein besonders günstiger Spannungsverlauf. Hierbei kann in an sich bekannter Weise durch Auftragsschweißung an der Oberseite des Schienenfußes der Schienenquerschnitt an der Schweißstelle verstärkt werden, jedoch ermöglicht es die erfindungsgemäße Maßnahme wegen der Vermeidung von Fehlern in der Schweiße, auf eine solche Querschnittsvt2rrstärkung, welche bei den bekannten Schweißstößen dieser Art erforderlich war, zu verzichten.
• In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert. Fig. i zeigt die beiden vorbereiteten Schienenenden vor der Schweäßung; Fig. z zeigt den geschweißten Schienenstoß, -,wobei der Übersichtlichkeit halber die beiden Schienenenden in Ansicht, die Schweiße und die Unterlegplatte jedoch im Schnitt durch die Schienenachse dargestellt sind.
• An den beiden miteinander zu verschweißenden Schienenden i, z werden oberhalb des Schienenfußes 3 Schlitze 4 in den Schienensteg 5 eingearbeitet. Diese Schlitze 4 sind so ausgebildet, daß die Breite d im Profilgrund 6 zumindest io mm oder sogar 15 mm beträgt. Der Schlitzgrund selbst ist hierbei mit einem Radius von 5 bis 7,5 mm je nach der gewählten Schlitzbreite ausgerundet. Die obere Begrenzung 7 der Schlitze 4 ist hierbei schräg ausgebildet, so daß sich ein gegen das Schienenende offener Keilwinkel a ergibt.
• Hierauf worden die durch die Schlitze 4 vom Steg 5 getrennten Enden 3' der Schienenfüße in der in Fig. a dargestellten Weise nach unten. abgebogen. Die miteinander zu verschweißenden. Schienenenden worden bis auf einen Spalt b von ungefähr 15 mm einander genähert, wobei zur Erleichterung des Schweißens eine Unterlegplatte 8 aus Kupfer od. dgl. an der Schweißstelle unterlegt wird. Hierauf werden der Zwischenraum b sowie die durch das Abbiegen der Schienenfußenden 3' erweiterten Schlitze 4' mit Schweiße 9 gefüllt. Hierbei kann durch eine Auftragsschweißung auf der Oberseite des Schienenfußes, deren Begrenzung durch die gestrichelte Linie io angedeutet ist, der Schienenquerschnitt an der Schweißstelle verstärkt werden. In einem solchen Falle ist es vorteilhaft, an den Übergangsstellen i i durch Schleifen od. dgl. einen glatten übergang herzustellen, so daß eine Kerbwirkung an diesem Stellen vermieden wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Verbesserung der Dauerfestigkeit von geschweißten Schienenstößen, bei welchen an den zu verschweißenden Schienenenden oberhalb des Schienenfußes ein Schlitz in den Schienensteg eingearbeitet und der Schienenfuß nach unten abgebogen wird, worauf der Zwischenraum zwischen, den Schienenenden sowie die Schlitze im Schienensteg mit Schweiße ausgefüllt werden:, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz zu einer keilförmigen Ausnehmung mit gegen das Schienenende zu ansteigender oberer Begrenzung erweitert und/oder die Schlitzbreite im Schlitzgrund vor dem Abbiegen des Schienenfußes auf über io mm, vorzugsweise auf mindestens 15 mm, vergrößert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitzgrund bei Schienen mit einem Gewicht von mehr als 30 kg pro laufendem Meter nach einem Kreisbogen mit einem Radius von über 5 mm, vorzugsweise von mindestens 7,5 mm, abgerundet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Begrenzung der eingearbeiteten Ausnehmung bei Schienen mit einem Gewicht von mehr als 3o kg pro laufenden Meter mit der Schienenlängsachse, einen Winkel von, mehr als io°, vorzugsweise -mindestens 2o°, einschließt. In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 163 045; schweizerische Patentschrift Nr. 246 926.