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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von gehärteten Eisenbahnschienen
Man hat bereits erkannt, dass bei Eisenbahnschienen die günstigsten Eigenschaften hinsichtlich Festigkeit und Abnutzung dann erhalten werden, wenn man dem Schienenkopf im wesentlichen das in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Gefüge gibt, wobei die Seitenflächen und die oberen seitlichen Abrundungen eine martensitische Struktur aufweisen (Zonen A), entsprechend einer sehr scharfen Härtung, welche Zonen progressiv im Wege weiterer Schichten B, C mit Zwischeugefüge (Troostit, Troostit-Sorbit, Sorbit, Sorbit-Perlit) mit einem perlitischen Kern D verbunden sind, der den Anschluss an den Schienensteg und die schrägen Laschenstützflächen bildet.
Die Mittelzone L der Lauffläche weist dabei ein mittelhartes, vorzugsweise sorbitisches Gefüge auf, entsprechend einer milden oder sehr milden Härtung in dieser Zone.
Die bisher verwendeten Härteverfahren, welche zur Lenkung des Härtungsverlaufes mit die Schiene ganz oder teilweise umhüllenden Abschirmblechen oder federnden, gegen die Seitenflächen des Schienenkopfes wirkenden Abschirmlamellen arbeiten, lass-fil den vorgenannten
Strukturverlauf und vor allt : m die sehr wesentliche, mittelharte Längsmittelzone nicht erhalten, da sie nur auf eine bestimmte Aussenhärte des gesamten Schienenkopfes oder der beiden Seitenflächen desselben allein abzielen.
Hier schafft nun das erfindungsgemässe Ver- fahren Abhilfe, dessen wesentliches Kennzeichen darin besteht, dass die Schiene auf Härtetemperatur gebracht und die mittlere Längszone der Lauf- fläche durch eine auf diese aufgelegte Stange mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt gegen eine unmittelbare Beeinflussung durch die kalte Abschreckflüssigkeit abgeschirmt wird, um in dieser Zone eine Herabsetzung der Härte- geschwindigkeit zu erreichen.
Man hat es dabei in der Hand, durch entsprechende Wahl der
Abmessungen (Dicke) der Abschirmstange oder des Materials derselben, noch eine zusätzliche feine Abstufung des Härteverlaufes herber : führen
Weitere Merkmale der Erdung beziehen sich auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, u. zw. insbesondere auf die
Ausgestaltung und Anordnung (Anbringung) der
Abschirmstange.
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Metall (Kupfer oder Stahl) bzw. Fiber, Bakelit, Kunststoff, Holz od. dgl. hergestellt sein und sitzt in gewissen Abständen auf federnden Halteorganen 22, welche ihrerseits unter Zwischen schaltung von verstellbaren Unterlagen 23 am Boden des Behälters 11 aufruhen. Auf diese Weise ist es möglich, die Entfernung der Oberfläche der genannten Stange 20 hinsichtlich des oberen Randes 24 des Behälters 11 genau einzustellen.
Der Behälter 11 ist an eine oder mehrere Zuflussleitungen 25 angeschlossen, durch welche das Abschreckwasser oder die sonstige Abschreckflüssigkeit zugeführt wird. Diese Zuflussleitungen 25 münden unterhalb eines Abdeckorgans (Filters) 26, das mit einer Vielzahl von kleinen Löchern 27 ausgestattet ist.
Die Wirkungsweise ist nun folgende :
Die gewalzte Schiene verlässt die Walzenstrasse bei einer Temperatur zwischen 950-1000 C. Sie wird sodann mit einer Warmsäge auf die gewünschte Länge geschnitten, worauf zwei oder drei der abgelängten Schienen in Gleitvorrichtungen zu den Härtemaschinen gebracht werden.
Geführt von den schrägen Rollen 2 und den Vertikalrollen 3 wird eine Schiene R mit dem Schienenkopf nach abwärts in die Härtemaschine durch entsprechende Transportwalzen eingeführt und gelangt so über den Härtebehälter 11, der sich in diesem Augenblick in der oben erwähnten abgesenkten Lage befindet. In dieser Lage wird der Behälter mit reinem, fliessendem Wasser aus der Leitung 25 gespeist, welches durch das in der Mitte unterhalb der Abschirmstange 20 angeordnete Filter 26 hindurch in den Behälter eintritt. Gleichzeitig wird die Schiene unter Vermittlung der Hebel 5 und der Pressfüsse 4 blockiert, so dass sie während der nun folgenden Härtung am Ort bleibt.
Nun wird mit Hilfe geeigneter Instrumente, z. B. Ardometern, welche seitlich an der Maschine angebracht und optisch auf einen Punkt der Seitenfläche des Schienenkopfes eingestellt sind, das Absinken der Temperatur der Schiene beobachtet. Sobald die richtige Härtetemperatur (etwa 800 C C) erreicht ist, wird der Härtebehälter 11 angehoben und dadurch die Abschirmstange 20 fest gegen die Mittellängszone der Lauffläche des Schienenkopfes (Zone L gemäss Fig. 1) angepresst. Die federnden Halteorgane 22 gewährleisten dabei im Zusammenhang mit den einstellbaren Unterlagen 23 die Erreichung eines bestimmten Anpressdruckes.
Die Tiefe der Härtung ist abhängig von der Dicke der Unterlagen 23. Letztere sind normalerweise derart eingestellt, dass das den Behälter -'1 vollkommen ausfüllende Wasser die Kopfschrägflächen (Laschenstützflächen) s der Schiene erreichen kann. Während der Härtung führt die Leitung (Leitungen) 25 dem Härtebehälter dauernd Wasser seiner ganzen Länge nach zu. Die Wassermenge wird je nach der Grösse der zu behandelnden Schiene eingestellt. Bei normalen Vollbahnschienen werden etwa 50-80 Liter pro Minute auf den Laufmeter gebracht.
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Die kalten Wasserstrahlen 27 a (Fig. 2) werden durch die Stange 20 seitlich abgelenkt, so dass diese Strahlen die Seitenflächen des Schienen- kopfes bespülen, wo eine martensitische Struktur gewünscht wird. Das durch die Härtung erwärmte Wasser fliesst in Richtung der Längsachse des Schienenkopfes, woselbst sich beiderseits der Abschrägungen 21 der Stange 20 Dampfsäcke 28 bilden, welche eine allmähliche Abnahme der Härtewirkung herbeiführen.
Die Dauer des Tauchens hängt von der Art des zu härtenden Stahles ab. Sie schwankt zwischen 40 und 60 Sekunden. Sobald diese Zeit abgelaufen ist, wird der Behälter 11 abgesenkt und hierauf durch Verschwenken entleert. Das Abschwenken des Behälters hat zugleich den Zweck, den Zunder, der sich am Boden des Behälters angesammelt hat, zu entfernen. Nach dem Absenken des Behälters 11 kann die gehärtete Schiene aus der Maschine abgezogen werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen von gehärteten Eisenbahnschienen, bei welchen die Seitenflächen und die oberen seitlichen Abrundungen des Schienenkopfes eine martensitische Struktur aufweisen, entsprechend einer sehr scharfen Härtung, wobei jede der beiden dünnen Schichten, welche das oberwäbnte Gefüge aufweisen, progressiv im Wege von weiteren Schichten mit Zwischengefüge (Troostit, Troostit-Sorbit, Sorbit, Sorbit-Perlit) mit einem perlitischen Kern verbunden ist, welcher den Anschluss an den Steg und die schrägen Stützflächen der Laschen bildet, während die Mittelzone der Lauffläche ein mittelhartes, vorzugsweise sorbitisches Gefüge aufweist, entsprechend einer milden oder sehr milden Härtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene auf Härtetemperatur gebracht und die mittlere Längszone (L)
der Lauffläche durch eine auf diese aufgelegte Stange (20) mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt gegen eine unmittelbare Beeinflussung durch die kalte Abschreckflüssigkeit abgeschirmt wird, um in dieser Zone eine Herabsetzung der Härtegeschwindigkeit zu erreichen.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Ver-