DK157357B - Jernbanehjul - Google Patents

Description

DK 157357 B

Den foreliggende opfindelse angâr et jernbanehjul ifplge indledningen til patentkrav 1. Et sâdant jernbanehjul er kendt fra "Patent Abstracts of Japan", Band 6, Nr. 90 (C-104), (968) af 27. maj 1982 samt JP-A-57 23 023.

5

Ved et sâdant jernbanehjul kan indersiden af hjulflangen pâ hjul og ringe (helhjul eller hjul med pâkrympede hjulringe) til skinnekpretp-jer nedslides hurtigt pâ grund af den gentagne glidning mod skinnen.

Dette gælder sâvel for et helhjul som for et hjul med pâkrympede hjul-10 ringe.

Det er kendt at fremstille jernbanehjul med varmhærdede flanger, hvor-ved hele flangen hærdes. Ulempen ved sâdanne hjul bestâr deri, at der ved varmhærdningen af de enkelte dele af hjulet opstâr forskellige 15 temperaturer, hvorved hærdningens kvalitet bringes i fare. Et yderli-gere problem ved denne varmhærdning bestâr deri, at der i overgangs-zonen til de ikke-hærdede dele af hjulet let kan opstâ afskalning og/-eller revnedannelse.

20 Fra "Patent Abstracts of Japan", Band 6, Nr. 90 (C-104),(968) af 27. maj 1982 og JP-A-57 23 023 er det kendt at hærde flangen ved dens mod Ipbebanen rettede side ved hjælp af en laserstrâle. I nævnte publika-tioner er der ogsâ angivet en indretning for gennemfprelse af denne hærdningsfremgangsmâde. I SE-A-8300015-8 (ikke tidligere offentlig-25 gjort) og i EP-A-0 115 046 foreslâs ogsâ at hærde den mod Ipbebanen rettede de! af flangen delvis ved en temperatur, der ligger under 600°C.

Formâlet med den foreliggende opfindelse er at udvikle et jernbanehjul af den ovennævnte art, hvilket jernbanehjul har forbedrede lpbeegen-30 skaber i forhold til det kendte jernbanehjul.

For at Ipse denne opgave foreslâs et jernbanehjul ifplge indledningen til patentkrav 1, hvilket er udfprt ifplge den kendetegnende del af patentkrav 1.

35

Udfprelsesformer og videreudviklinger for opfindelsen er angivet i de yderligere patentkrav.

Ifplge opfindelsen bliver foruden flangen ogsâ Ipbebanen for jernbane-

DK 157357 B

z hjulet helt eller delvist laserhærdet. Ved en foretrukken udfprelses-form for opfindelsen indrettes mindre separate hærdede afsnit af Ipbe-overfladen, sâledes at friktionen melleni hjulet og skinnen i lpberet-ningen af hjulet er stor og i sideretningen (vinkelret pâ Ipberetnin-5 gen) er lille. Herved opnâs en lang levetid for hjulet.

Ved konventionel hærdning af fl ange og lpbebane pà jernbanehjul bliver hærdningen rotationssymmetrisk. Med laserhærdningen kan dele af Ipbe-banen (og eventuelt flangen) hærdes pâ en ikke-rotationssymmetrisk 10 mâde, og det bliver herved muligt at opnâ, at friktionen mod skinnen bliver stor i ldberetningen og lille i hjulets sideretning.

En fordel ved laserhærdning bestâr deri, at hærdningen kan foregâ di-rekte i forbindelse med den mekaniske bearbejdning af hjulets Idbebane 15 ved drejning eller opdrejning. Pâ grund af laserstrâlens koncentration kan hærdningsdybden og hærdningsspredningen i h0j grad varieres. Til-fort energi pr. overfl adeenhed og tidsenhed kan let styres, og hærd-ningslagets tykkelse kan let tilpasses til produktets krav til hârdhed og slidstyrke.

20

Omhærdning kan let foretages i forbindelse med opdrejning, og opfindelsen kan tillempes sâvel helhjul som hjul med pâkrympede hjulringe. Lpbebanen kan ogsâ hærdes helt eller delvist.

25 Ifplge en foretrukken udforelsesform for opfindelsen varieres hærdningsdybden mellem forskellige hærdede dele af flangens mod ldbebanen rettede de! og lpbebanen.

Værktpj til laserhærdningen findes pâ markedet i flere fabrikater.

30

Opfindelse skal herefter forklares nærmere under henvisning til den medfplgende tegning, som viser et skematisk billede af profilet for et jernbanehjul.

35 En del af et helhjul er vist i figuren, men opfindelsen kan til lige anvendes pâ pâkrympede hjulringe. Hjulets kropdel er angivet ved 1, og hjulringen er angivet ved 2. Hjulet er forsynet med en Ipbebane 4 og en fl ange 3. Parti et (A) fra flangen 3's top eller dele af dette parti samt eventuelt lpbebanen 4 og dele af denne er laserhærdede. I det

DK 157357 B

3 mest udstrakte tilfælde er hele det nævnte flangeparti (A) og l0beba-nen 4 laserhærdede (se B). Flangen 3's bagside (C) forbliver uhærdet, da der ellers er ri si ko for skader pâ flangen ved hjulets gang over sporskifter m.v.

5

Den nævnte laserhærdning kan udfpres i forbindelse med drejning og ikke mindst ved opdrejning af hjulets Idbebane og eventuelt fl ange og i sidstnævnte tilfælde er dette særligt fordelagtigt, da hærdede dele af hjulet ellers skulle bortbearbejdes.

10

Ved laserhærdning er det pâ grund af strâlens koncentration muligt at variere hærdningsdybden og hærdningsspredningen i h0j grad. Laserhærd-ningen kan ske i forbindelse med drejning eller opdrejning eller umid-delbart efter denne operation. Hærdningsdybden henholdsvis hærdnings-15 spredningen kan for eksempel varieres ved styring af den tilfprte energi pr. overflade- og/eller tidsenhed, og det er sâledes muligt at afpasse for eksempel hærdningslagets tykkelse til produktets krav til hârdhed og slidstyrke.

20 Det er tillige muligt at hærde smâ adskilte partier og for eksempel fremstille disse med stprre udstrækning i sideretningen end i rota-tionsretningen. Herved opnâs en stor friktion i ldbebanens bevægelses-retning og lille friktion i sideretningen, hvilket giver hjulet en god levetid. Dette er særdeles fordelagtigt i forbindelse med lokomotiv-25 hjul. Afstanden mellem lasersvejseapparatet og overfladen kan vari eres, for eksempel for at styre hærdningsgraden. Laserværktojet b0r hensigtsmæssigt være indsti11 et vinkelret mod overfladen, men dette kan ogsâ varieres. Det er endvidere muligt, at variere laserværktojets sideforskydningsretning med henblik pâ at variere hærdningsdybden og 30 hærdningsudstrækningen. Det er endvidere muligt at lade laserstrâlen reflektere mod et spejl og sâledes styre svejsningen gennem drejning eller forskydning af nævnte spejl. Afstanden mellem laserværktojet og overfladen kan varieres fra 0 til en storre afstand, men i sidstnævnte tilfælde opnâs dog visse tab ved luftopvarmning.

35

Delen A pâ tegningen skal sâledes være hârd, men i0vrigt skal flange-overfladen ikke hærdes. I visse tilfælde hærdes sâledes som nævnte ogsâ lobebanen eller dele af denne. Delen C af flangen skal heller ikke hærdes. Der kan frembringes en specielt stor hærdningsdybde, hvor

DK 157357 B

4 slitagen er stor dog b0r hele Ipbebanens overflade ikke hærdes, da hele l0bebanen i givet fald vil komme under trækspænding.

Som materiale til nævnte jernbanehjul kan aile forekommende stâlmate-5 rialer til skinnekdretdjer anvendes.

Jernbanehjulet ifplge opfindelsen kan hâve forskellige udfprelsesfor-mer inden for rammen af efterfplgende patentkrav.

1° 15 20 25 30 35

Claims (7)

1. Jernbanehjul med l0bebane og hjulflange, hvor flangens mod l0be-banen rettede de! (A) eller en de! af denne er laserhærdet, k e n - 5 detegnet ved, at l0bebanen (4) eller en de! eller dele af denne ogsâ er laserhærdede.

2. Jernbanehjul if0lge krav 1, kendetegnet ved, at smâ ad-skilte dele af l0bebanen er hærdet, hvorved disse dele er indrettet, 10 sâ at friktionen mellem skinnen og hjulet bliver stor i l0beretningen og lille i retningen vinkelret derpâ (i sideretningen).

3. Jernbanehjul ifdlge krav 2, kendetegnet ved, at de ad-skilte hærdede dele har st0rre udstrækning i sideretningen end i l0be- 15 retningen.

4. Jernbanehjul ifplge ethvert af de foregâende krav, kendetegnet ved, at hærdningen er foretaget i forbindelse med hjulbanens mekaniske bearbejdning (drejning). 20

5. Jernbanehjul if0lge ethvert af de foregâende krav, kendetegnet ved, at hærdningsdybden er varieret mellem forskellige hærdede dele af flangens mod l0bebanen rettede del eller Ipbebanen.

6. Jernbanehjul if0lge krav 5, kendetegnet ved, at hærdnings dybden er varieret gennem styring af tilfprt energi pr. overflade-eller tidsenhed.

7. Jernbanehjul ifplge ethvert af de foregâende krav, kendeteg-30 n e t ved, at flangens yderside ikke er hærdet. 35