VON RADSÄTZEN VON SCHIENENFAHRZEUGEN

GEBIET DER ERFINDUNG Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur lokalen Festigung von Radsätzen von Schienenfahrzeugen, wie beispielsweise Radsätze von Eisenbahnzügen, U-Bahnzügen, Straßenbahnzügen, S-Bahnzügen und dergleichen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Die Räder von heutzutage gebräuchlichen Radsätzen von Eisenbahnzügen umfassen in der Regel jeweils an der zur Gleismitte gerichteten Seite einen etwa drei Zentimeter hohen vertikalen in Umfangsrichtung verlaufenden Wulst auf, der als Spurkranz bezeichnet wird. Der Spurkranz besteht im Wesentlichen aus einer Spurkranzkuppe und einer Spurkranzflanke bzw. Spurkranzfläche, die sich in der Regel in einem Winkel von ca. 70 Grad an die Spurkranzkuppe anschließt, bevor der Spurkranz über die Hohlkehle in die Lauffläche bzw. Rollfläche des Rades übergeht, wie dies auch in Figur 9 schematisch angedeutet ist.

Beim Betrieb eines Schienefahrzeugs laufen dessen Räder auf einer Schiene. Dabei kommt es zu einem direkten Kontakt insbesondere der Lauffläche und des Spurkranzes eines Rades mit dem Schienenkopf der Schiene, so dass diese Teile eines Rades am stärksten verschleißen, was in der Regel dazu führt, dass ein Radsatz ersetzt oder repariert werden muss. Beispielsweise gibt es Bestimmungen hinsichtlich der Betriebssicherheit von Radsätzen für Personen- und Güterzugwagen, die vorschreiben, dass bei einem Verschleiß des Spurkranzes bis zu einer Dicke des Spurkranzes von weniger als 24 mm das Rad bzw. der Radsatz erneuert bzw. ersetzt werden muss. Ferner gibt es Bestimmungen, die maximal bis zu sieben entsprechende Reparaturen eines Radsatzes erlauben. Danach sind die Radsätze unbrauchbar und müssen entsorgt werden. Die Durchführung derartiger Reparatur- arbeiten, die oftmals sehr zeitaufwendig sind, führt in der Regel dazu, dass das entsprechende Schienenfahrzeug für die Zeit der Reparatur nicht verwendet werden kann und somit stillsteht. Aus dem oben Dargelegten folgt, dass die Erhöhung der Laufleistung bzw. Lebensdauer von Eisenbahnradsätzen ein aktuelles Problem darstellt.

Aus der RU 2153008 ist ein Verfahren zur lokalen Festigung von Eisenbahnradsät- zen bekannt, das die Erwärmung der Arbeitsfläche, d.h. Lauffläche und Spurkranz, des Rads unter Stromdurchleitung über bewegliche Elektroden vorsieht, die an die zu behandelnde Fläche unter Druck angedrückt werden. Mittels der Elektroden werden an der Arbeitsfläche des Rades wärmebehandelte Stellen in Form von Streifen gebildet. Dieses Verfahren weist die folgenden Nachteile auf. Erstens ist es an- hand der Offenbarung der RU 2153008 nicht möglich, Radpaare zu erhalten, die die gleichen Charakteristiken der gefestigten Zonen aufweisen, da die Technologien ihrer Wärmebehandlung nicht angegeben werden. Im Falle der wesentlichen Me- tallüberhitzung über den Punkt Acβ (Der Punkt Ac3 bestimmt beim Prozess der Stahlerwärmung die Temperatur der Umwandlung der Perlitstruktur in die Auste- nitstruktur. Diese Temperatur hängt von der chemischen Stahlzusammensetzung ab und kann zwischen 727 und 911°C schwanken. Zur Härtung werden die Stahldetails bis zu den Temperaturen über den Punkt AC3 um 20 - 40 ⁰ C erwärmt.) werden die lokalen Zonen der Strukturumwandlungen groß sein, was die hohen Restbeanspruchungen im Detail zur Folge haben wird. Darüber hinaus können die Rad- sätze einen unzulässig hohen Härtegrad und zugleich eine niedrige Plastizität aufweisen, was zu Sprδdbrüchen der gefestigten Stellen im Prozess des Betriebs führen kann. Im Falle der Untererwärmung unter dem Punkt AC3 werden die erwünschte Härte des Metalls und somit der angekündigte Effekt nicht erreicht. Zweitens wird das Verhältnis der Härte zwischen den Arbeitsflächen der Radsätze und der Schie- nen nicht berücksichtigt. Und drittens werden in der RU 2153008 nicht die Stellen der lokalen Wärmeeinwirkung und deren Parameter genannt, die die Eigenschaften der behandelten Zonen und folglich die Betriebsdauer der Räder bestimmen.

Aus der RU 2153007 ist ein weiteres Verfahren zur lokalen Festigung von Eisen- bahnradsätzen bekannt, bei denen jedes Rad in Form einer zylindrischen Arbeitsfläche und eines Kranzes ausgeführt ist, der mit ihr durch einen Radiusübergang verbunden ist, umfassend die Härtung des Metalls mittels Stromdurchleitung über die rotierende Kontaktrolle, die an die zu behandelnde Oberfläche angedrückt wird, wobei die Oberfläche in Form von Streifen gehärtet wird. Dieses Verfahren weist die folgenden Nachteile auf. Erstens kommt es bei einer lokalen Erwärmung auf Standardtemperaturen der Härtung (andere Temperaturen sind in der RU 2153007 nicht angegeben) zu einer großen Wärmeabführung in die Masse des Radsatzes. Deshalb vollziehen sich in der sich erwärmenden Metallmasse, die direkt unter der Elektrode liegt, die Phasenumwandlungen der Perlitstruktur in die Austenitstruktur mit ihrem nachfolgenden Übergang in ein Martensit-Härtegefüge nicht in vollem Umfang, was zu einer unbedeutenden Erhöhung der lokalen Festigkeit führt. Fer- ner sind keine Kühlungstechnologien angegeben, von denen jedoch die Art der erhaltenen Struktur abhängt, die das Härteniveau bestimmt. Zweitens sind bei diesem Verfahren nicht die konkreten Stellen angegeben, an denen die lokale Wärmebehandlung zur Erhöhung der Laufleistung des Radsatzes vorgenommen werden sollen. Es kann auch passieren, dass der Streifen des gehärteten Metalls auf dem Radiusübergang liegen wird, und zwar zwischen Spurkranz und Lauffläche, wo die Beanspruchungen während des Betriebs am größten sind. Oder diese Zone wird bei Einwirkung von Temperaturen im Bereich von 650 - 750 ⁰ C der Entfestigung ausgesetzt. In beiden Fällen werden die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer bzw. Laufleistung der Radsätze wesentlich herabgesetzt. Demzufolge kann das vorgenannte Verfahren nicht die Herstellung von Eisenbahnradsätzen mit hoher und stabiler Qualität ermöglichen, die die Erhöhung der Lebensdauer bzw. Laufleistung gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur lokalen Festigung bzw. Härtung von Radsätzen bereitzustellen, um die Lebensdauer bzw. Laufleistung derartiger Radsätze zu steigern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und durch das Verfahren gemäß Anspruch 15.

Die Vorrichtung umfasst einen Radsatzträger zur Aufnahme des Radsatzes, wobei der Radsatzträger eine Drehvorrichtung aufweist, um den aufgenommen Radsatz mit vorgegebener Geschwindigkeit um die Rotationsachse des Radsatzes zu rotie- ren. Ferner umfasst die Vorrichtung wenigstens eine verfahrbare Festigungsstation mit einem Paar von vorzugsweise ebenfalls verfahrbaren Festigungsköpfen, die jeweils mit einer drehbar gelagerten, im Betrieb stromführenden Festigungsrolle ausgestattet sind. Die Festigungsstation ist derart ausgestaltet, das Paar von Festigungsköpfen und deren Festigungsrollen derart zu verfahren, dass im Betrieb die stromführenden Kontaktflächen des Paars von Festigungsrollen an die Arbeitsfläche (Lauffläche und/ oder Spurkranz) des Rades eines aufgenommenen Radsatzes angedrückt werden. Vorzugsweise beträgt im Betrieb der Abstand zwischen den Kon- taktflächen der stromführenden Festigungsrollen mit der Arbeitsfläche eines zu bearbeiten Rades entlang der Oberfläche des Radumfangs zwischen 100 und 1000 mm, weiter bevorzugt zwischen 150 und 200 mm.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Bearbeitung von Radsätzen sowohl auf der Lauffläche als auch auf dem Spurkranz eines Rades. Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung, je nach dem tatsächlichen Verschleißverhalten eines Radsatzes die Position der lokalen Bearbeitungszonen, die vorzugsweise die Form eines Ringstreifens aufweisen, sowie den Abstand zwischen den Bear- beitungszonen auszuwählen. Dies ist vorteilhaft, da der Verschleiß eines Rades eines Radsatzes von vielen Faktoren abhängt, insbesondere der Eisenbahnstrecke auf der ein Radsatz eingesetzt wird (Geschwindigkeit, Achsbelastungen, Vorhandensein von Kurven, Steigungen, Neigungen usw.).

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten erfϊndungsgemäßen Ausführungsform einer Vorrichtung zur lokalen Festigung von Radsätzen.

Figur 2 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrich- tung.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Figur 4 zeigt einen detaillierten Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht der er- findungsgemäßen Vorrichtung, der insbesondere den Radsatzträger und teilsweise die Festigungsstationen zeigt.

Figur 5 zeigt einen weiteren detaillierten Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung von hinten, der insbesondere eine der Festi- gungsstationen mit einer Festigungsrolle für die Härtung eines Bereichs der Lauffläche und einer Festigungsrolle für die Härtung eines Bereichs des Spurkranzes zeigt.

Figur 6 zeigt einen weiteren detaillierten Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der insbesondere eine der Festigungsstationen und einen erfindungsgemäßen Aspekt des Radsatzträgers zeigt. Figur 7 zeigt einen weiteren detaillierten Ausschnitt einer perspektivischen Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, der insbesondere eine der Festigungsstationen und teilweise das Bedienpult zeigt.

Figur 8 zeigt eine perspektivische Darstellung einer einzelnen Festigungsstation mit zwei Festigungsköpfen mit jeweils einer drehbar gelagerten Festigungsrolle.

Figur 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Schnittansicht eines Rades eines Radsatzes, der für die Bearbeitung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung geeig- net ist.

Figur 10 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Rades eines Radsatzes, wobei das Rad auf zwei Wellen des Radsatzträgers der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufliegt und jeweils zwei Festigungsrollen von zwei Festigungsköpfen von zwei un- terschiedlichen Festigungsstationen an der Lauffläche bzw. dem Spurkranz des Rades anliegen.

Figur 11 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines Festigungskopfes mit einer Festigungsrolle (Elektrode).

Figur 12 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausfuhrungsform eines Festigungskopfes mit einer Festigungsrolle (Elektrode) der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Die Figuren 1 bis 3 zeigen verschiedene Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform einer Vorrichtung 10 zur lokalen Festigung von Radsätzen, wie diese beispielsweise bei Eisenbahnzügen eingesetzt werden. Die Vorrichtung 10 weist mehrere nachstehend detaillierter beschriebene Komponenten auf, die vorzugsweise über ein Gestell 20 miteinander verbunden sind. Die wesentlichen Komponenten der Vorrichtung sind ein Radsatzträger 30 zur Aufnahme und Rotation eines zu bearbeitenden Radsatzes sowie vier Festigungsstationen 40a, 40b, 40c und 4Od, die jeweils mit einem Paar von Festigungsköpfen ausgestattet sind, wie beispielsweise den in Figur 8 dargestellten zwei Festigungsköpfen 42d, 44d der Festigungsstation 4Od. Wie dies nachstehend detaillierter beschrieben wird, weist jeder Festigungskopf an seinem Ende eine drehbar gelagerte, im Betrieb stromführende Festigungsrolle (Elektrode) auf (z.B. die Festigungsrollen 43d und 45d in Figur 8). Der Fach- mann wird anhand der detaillierten Beschreibung der erfϊndungsgemäß bevorzugten Ausführungsform erkennen, dass anstatt der bei dieser bevorzugten Ausführungsform aus Symmetriegründen verwendeten vier Festigungsstationen 40a, 40b, 40c und 4Od erfindungsgemäße Vorrichtungen sowohl mit weniger als auch mit mehr als vier Festigungsstationen denkbar sind, beispielsweise zwei Festigungsstationen oder auch nur eine Festigungsstation. Wesentlich ist lediglich, dass eine Festigungsstation ein Paar von Festigungsköpfen mit jeweils einer Festigungsrolle (Elektrode) aufweist, die in einer nachstehend detaillierter beschriebenen Art und Weise relativ zueinander und relativ zu dem zu bearbeitenden Rad räumlich ange- ordnet und ausgerichtet werden können.

Zusätzlich zu den Figuren 1 bis 3 zeigen die Figuren 4 bis 7 Ausschnittsansichten der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur lokalen Festigung von Radsätzen, welche die wesentlichen, nachstehend detaillierter beschriebenen Komponenten der Vorrichtung 10 besser illustrieren.

Das tragende Gestell 20 besteht vorzugsweise aus einer geschweißten Rahmenkonstruktion aus Profilrohren, die an Stützfüßen mit regelbarer Höhe befestigt sind (siehe z.B. Figuren 7 und 8). Das Gestell 20 ist derart ausgestaltet, dass im We- sentlichen die folgenden Funktionen von dem Gestell 20 wahrgenommen werden können. Das Gestell 20 erlaubt die Montage von senkrecht angeordneten Schlittenbahnen aus Stahl und eines Schraubengetriebes, so dass die nachstehend detaillierter beschriebenen Festigungsstationen 40a, 40b, 40c und 4Od in mehreren Dimensionen und insbesondere auf- und abwärts verfahren werden können. Die Auf- und Abwärtsbewegung einer Festigungsstation wird vorzugsweise durch einen Elektromotor bewirkt, der das Drehmoment auf das Schraubengetriebe überträgt.

Auf dem Gestell 20 befinden sich ferner vorzugsweise ein Kühltank zur Aufnahme einer Kühlflüssigkeit und entsprechende Kühlleitungen (nicht dargestellt). Ferner kann auf dem Gestell 20 eine Kühlpumpe montiert sein, deren Leitungsfähigkeit so bemessen ist, dass alle Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Stromausbildung und Stromzuführung mit der erforderlichen Menge an Kühlflüssigkeit versorgt werden können. Dabei kann die Kühlflüssigkeit aus dem Kühltank und/ oder aus einer externen Kühlflüssigkeitsquelle stammen. Weiterhin können auf dem Gestell 20 Gebläse bzw. Ventilatoren angeordnet sein, um Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu kühlen. Ventilatoren können jedoch auch nicht mit dem Gestell 20 verbunden sein, wie dies bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ventilatoren 25a und 25b der Fall ist, die jeweils zwei Gebläse aufweisen und derart angeordnet und ausgerichtet sind, dass die jeweiligen Gebläse im Wesentlichen die Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Stromausbildung und Stromzuführung kühlen können.

Der Radsatzträger 30 dient zur Aufnahme eines Radsatzes und sodann zur Rotation eines aufgenommenen Radsatzes. Ein Radsatz kann beispielsweise mittels eines Ladekrans (nicht dargestellt) auf die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 bzw. den Radsatzträger 30 aufgebracht werden und von dieser wieder entfernt werden. Hier- zu weist der Radsatzträger 30 vorzugsweise einen U-förmigen bzw. V-förmigen Radsatzfänger 32 auf, der die Achse eines aufgenommen Radsatzes umschließt und somit die seitliche Bewegungsfreiheit des Radsatzes bei dessen Aufstellung auf die Dreh- und Antriebsrollen der Drehvorrichtung begrenzt, so dass der aufgenommene Radsatz nicht von dem Radsatzträger 30 herunterrollen kann. Der Radsatzfänger 32 ist vorzugsweise eine Fertigteilkonstruktion aus Metallprofil.

Ferner weist der Radsatzträger 30 eine Drehvorrichtung zur Lagerung und zur regelbaren Rotation eines Radsatzes mit vorgegebener Geschwindigkeit auf. Die Drehvorrichtung umfasst vorzugsweise eine Antriebswelle 34, die von einem Motor 36 in Rotation versetzt werden kann, und eine Drehwelle 38 sowie eine entsprechende Lagereinheit. Zwei Antriebsrollen 34a, 34b sind an den jeweiligen Enden der Antriebswelle 34 befestigt und zwei Drehrollen 38a, 38b sind an den jeweiligen Enden der Drehwelle 38 befestigt. Dabei haben die Rollen vorzugsweise die Form eines "Stumpfkegels" zur Sicherung der vorgegebenen Berührungsfläche mit der Laufflä- che des Radsatzes in einem bestimmten Punkt. Die Oberfläche der Rollen ist vorzugsweise rau und gehärtet. Der Abstand zwischen den Antriebsrollen 34a, 34b und den Drehrollen 38a, 38b beträgt vorzugsweise 2/3 des Raddurchmessers (siehe Figur 10), da diese Ausgestaltung eine maximale Standfestigkeit des Radsatzes gewährleistet. Wie erwähnt, wird die Rotation der Antriebswelle 34 und somit der An- triebsrollen 34a, 34b durch den Lauf des Motors 36, vorzugsweise mit Reduktionsantrieb, gewährleistet, der seitlich an dem Gestell 20 montiert ist. Die Rotation eines aufgenommenen Radsatzes wird durch die Übertragung des Drehmoments der Antriebswelle 34 über die Antriebsrollen 34a, 34b bewirkt, die in Berührung mit den Rädern des Radsatzes stehen. Die Drehwelle 38 wird nicht von einem eigenen Motor angetrieben und ist lediglich drehbar gelagert, so dass die Drehrollen 38a, 38b der Drehwelle 38 im Wesentlichen nur zur Stabilisierung der Rotationsbewegung eines aufgenommen Radsatzes dienen. Die Drehvorrichtung 30 umfasst ferner vorzugsweise eine Zentriervorrichtung 39 zur symmetrischen Positionierung eines Radsatzes. Der Zentriervorrichtung 39 ist in der in den Figuren dargestellten bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungs- form an der zentralen Achse des Rahmens des Radsatzträgers 30 eingebaut. Die Zentriervorrichtung besteht aus einem Exzenter, zwei Stoßhebeln mit Rollaufsätzen, die mit der Stirnfläche der Räder in Berührung kommen und einem Druckluftzylinder.

Figur 8 zeigt beispielhaft eine der Festigungsstationen, nämlich die Festigungsstati- on 4Od, die ein Paar von Festigungsköpfen 42d, 44d mit jeweils einer drehbar gelagerten Festigungsrolle (Elektrode) 43d, 45d aufweist. Der Fachmann erkennt jedoch ohne weiteres, dass die nachstehende Beschreibung auch für die Festigungsstationen 40a, 40b und 40c gilt. Der Festigungskopf 42d der Festigungsstation 4Od ist noch einmal detaillierter in den Figuren 11 und 12 dargestellt. Wie sich dies den Figuren 11 und 12 entnehmen lässt, ist der Festigungskopf 42d mit Kühlmittelanschlüssen 46d, 47d und einem geeignet ausgestalteten Kühlkanal 48d versehen, so dass die drehbar gelagerte, stromführende Festigungsrolle 43d im Betrieb mittels eines Kühlmittels gekühlt werden kann.

Die Festigungsstation 4Od ist derart ausgestaltet und angeordnet, dass die stromführenden Festigungsrollen der Festigungsköpfe 42d, 44d, wie beispielsweise die in Figur 11 gekennzeichnete stromführende Festigungsrolle 43d, in gewünschte Positionen verfahren werden können, in denen der Umfang einer stromführenden Festigungsrolle die Lauffläche bzw. den Spurkranz eines Rades eines aufgenommenen Radsatzes berührt, wie dies in Figur 10 schematisch angedeutet ist. Der untere Teil der Festigungsstation 4Od, die Teil des Gestells 20 ist, stellt eine Rahmenkonstruktion dar, die aus eloxiertem industriellem Aluminiumprofil gebaut ist. An der oberen Fläche des Unterteils der Festigungsstation sind quer über die Längsachse Metallführungen aufgebaut. Mittels dieser erfolgt die Bewegung eines Schlittens, auf dem die Festigungsstation 4Od angebracht ist, quer über die Längsachse. Eine derartige Bewegung ermöglicht die Orientierung der stromführenden Festigungsrollen der Festigungsköpfe hinsichtlich der Querachse der Lauffläche des Radsatzes. Die Bewegung des Schlittens erfolgt über ein Schraubengetriebe.

Die Festigungsstation 4Od kann zusätzlich vor und zurück bewegt werden. Dazu sind jeweils vorzugsweise elektrische Schrittmotoren an dem Gestell 20 angebracht, die das Drehmoment an den Schraubentrieb übertragen. Der Rahmen des Schlit- tens der Festigungsstation 4Od ist aus eloxiertem industriellem Aluminiumprofil ausgebildet. An der Oberseite des Rahmens des Schlittens sind entlang der Längsachse der Festigungsstation 4Od Stahlführungen montiert. Mittels dieser bewegt sich derjenige Festigungskopf mit dessen Festigungselektrode, der auf dem Schlit- ten montiert ist, und zwar entlang der Längsachse der Festigungsstation. Diese Bewegung ermöglicht die Zuführung eines Festigungskopfs mit der Festigungsrolle in die Festigungszone, d.h. in eine anstoßende Berührung mit der Arbeitsfläche (Lauffläche bzw. Spurkranz) eines Rades eines aufgenommen Radsatzes. Die Bewegung eines Festigungskopfes mit dessen Festigungsrolle entlang der Längsachse der Fes- tigungsstation wird durch einen Druckluftzylinder bewirkt, der im Rahmen des Schlittens der Festigungsstation eingebaut ist. Der Fachmann wird erkennen, dass es sich bei dem hier beschriebenen Aufbau einer Festigungsstation um eine bevorzugte Ausführungsform handelt. Wesentlich für die Erfindung ist lediglich, dass eine Festigungsstation ein Paar von Festigungsköpfen mit jeweils einer Festigungs- rolle aufweist, die derart verfahrbar ausgestaltet sind, dass die stromführenden Festigungsrollen der Festigungsköpfe in Berührung mit der Arbeitsfläche (d.h. Lauffläche bzw. Spurkranz) eines Rades eines zu bearbeitenden Radsatzes gebracht werden können.

Die Festigungsstationen mit jeweils zwei Festigungsköpfen mit jeweils einer Festigungsrolle dienen zur "lokalen" Festigung der Arbeitsfläche eines aufgenommenen Radsatzes. Eine Festigungsstation besteht vorzugsweise femer aus folgenden Elementen: eine Trägerplatte, ein Kontakttransformator, ein Thyristorschutz, feste Leitungsschienen (Kupferlegierung, Streifen), festen flexible Leitungsschiene (gesetzt aus Kupferfolien), zwei Druckluftzylindern mit Führungen, einem induktiven Ableselement, Stangenträgern (Bronzelegierung) und Haltebügeln des Einlegeeisens (Bronzelegierung). Im hinteren Teil der Trägerplatte einer Festigungsstation ist ein Transformator montiert. An die Ausgangsklemmen des Transformators sind feste stromführende Schienen befestigt. An freien Enden der festen Schienen sind flexible Schienen mit vorgegebenem Schnitt befestigt, die die erforderliche Stromübertragung gewährleisten. Die Länge und die Konfiguration der flexiblen Schienen sind auf den Arbeitshub des Druckluftzylinders ausgelegt.

Im vorderen Teil der Trägerplatte einer Festigungsstation ist eine zweistufige Kon- struktion montiert, die für die Befestigung der Druckluftzylinder mit Führungen mit einer bestimmten Neigung hinsichtlich der Längsachse der Festigungsstation vorgesehen ist. Am oberen Träger wird das induktive Ableseelement montiert, welches ein Teil des Systems zur Sicherung einer Ebene der höhenmäßigen Positionierung der Befestigung der Festigungsköpfe ist. Am Ende der Druckluftzylinderstange und der Stangen der Führungen ist die verbindende Trägerplatte aufgestellt. Daran wird über das dielektrische Material der Stangenträger befestigt. Die Stromzuführung an stromführende Stangen von Ausgangsklemmen des Transformators erfolgt über die feste stromführende Schiene, die mit Bolzen mit einer flexiblen stromführenden Schiene verbunden ist. Weiter fließt der Strom über den Klemmbügel der stromführenden Stange, die als Leiter dient, an die stromführende Stange, an deren Achse die Buchse und die stromführende Festigungsrolle selbst montiert sind.

Die drehbar gelagerten, stromführenden Festigungsrollen (Elektroden) sind das stromführende Endelement des Systems der Stromzuführung an die Arbeitsfläche des Radsatzes, und deren ununterbrochene Rotation beim Prozess der Festigung des Radsatzes wird von der Rotation des Radsatzes übertragen durch die Kraft, mit der eine Festigungsrolle an die Arbeitsfläche des Radsatzes angedrückt wird, und die entstehende Reibungskraft. Vorzugsweise "arbeitet" ein Teil der stromführenden Festigungsrollen der Festigungsköpfe an der Lauffläche und ein anderer Teil der stromführenden Rollen an der Spurkranzfläche eines Rades eines aufgenommen Radsatzes. Beispielsweise liegen bei der in den Figuren dargestellten bevorzugten Ausführungsform im Betrieb die stromführenden Festigungsrollen der Festigungsköpfe der Festigungsstationen 40b und 40c an der Lauffläche eines Rades eines aufgenommenen Radsatzes an. Von den zwei Paaren von Festigungsköpfen der Festigungsstationen 40a und 4Od liegt im Betrieb jeweils eine stromführende Festigungsrolle an der Lauffläche und jeweils eine Festigungsrolle an der Spurkranzflä- che eines Rades eines aufgenommenen Radsatzes an. Dies ermöglicht die vorteilhafte Festigung des in Figur 9 schematisch angedeuteten bevorzugten Festigungsbereichs 60 entlang der Lauffläche und der Spurkranzfläche eines Rades eines aufgenommenen Radsatzes. Andere Ausgestaltungen sind jedoch möglich.

Die erfindungsgemäßen Festigungsstationen und deren jeweils zwei Festigungsköpfe sind vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die jeweiligen Kontaktflächen der Elektroden (d.h. die stromführende Festigungsrollen der Festigungsköpfe) die zu festigenden Bereiche der Lauffläche bzw. des Spurkranzes eines Rades mit einem hinreichenden Druck berühren, wobei die Rotationsachse einer Festigungsrolle im Wesentlichen parallel zu der zu festigenden Fläche verläuft. Mit anderen Worten, bei einer korrekten Ausrichtung eines Festigungskopfs bzw. dessen Festigungsrolle bildet sich zwischen der Vertikalachse der Festigungsrolle (Elektrode) und der Radoberfläche an deren Berührungsstelle ein Winkel von ca. 90°.

Die Festigungsstationen 40a, 40b, 40c und 4Od der erfindungsgemäßen Vorrich- tung 10 weisen, wie bereits erwähnt, jeweils ein Paar von Festigungsköpfen mit jeweils einer Festigungsrolle auf, so dass diese paarweise auf die Arbeitsfläche eines Rades eines Radsatzes einwirken können. Dabei hat sich überraschendweise ergeben, dass bei bestimmten Abständen der Kontaktflächen der stromführenden Festigungsrollen (Elektroden) eines Paares von Festigungsköpfen mit der Arbeitsfläche eines zu bearbeiten Rades besonders gute Ergebnisse erzielt werden. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen den Kontaktflächen der stromführenden Festigungsrollen (Elektroden) eines Paares von Festigungsköpfen mit der Arbeitsfläche eines zu bearbeiten Rades entlang der Oberfläche des Radumfangs zwischen 100 und 1000 mm. Besonders bevorzugt wird ein Bereich von Abständen zwischen 150 und 200 mm. Ursache für die besonders guten Härtungsergebnisse in diesen Abstandsbereichen könnte sein, dass in diesen Bereich der Fluss des elektrischen Stroms zwischen den Kontaktflächen eines Paares von Festigungsköpfen bzw. Festigungsrollen (Elektroden) durch das Rad hindurch und nicht entlang der Oberfläche, d.h. entlang des Umfangs, des Rades erfolgt.

Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 ferner ein Steuerpult 50 zur Bedienung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim automatischen und manuellen Betrieb auf. Das Steuerpult 50 weist vorzugsweise die folgenden Elemente auf. Ein LC-Display, an dem die Phasen und deren Reihenfolge der Vorgänge im Prozess der Festigung des Radsatzes sowie einige Arbeitsparameter der Baugruppen und Aggregate der Vorrichtung 10 angezeigt werden, und ferner die erforderliche Anzahl der Elemente zur Steuerung der Baugruppen und Aggregate der Anlage, die die Arbeit der Anlage beim automatischen und manuellen Betrieb gewährleisten.

Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur lokalen Festigung von Radsätzen folgendermaßen betrieben. Die funktionalen Möglichkeiten und die Arbeit der Vorrichtung 10 zur Festigung von Schienenradsätzen sollen das Verfahren zur "lokalen" Festigung der Arbeitsfläche des Radsatzes gewährleisten, wie dies in der PCT/IB2008/002096 beschrieben wird, auf die hiermit ausdrücklich Bezug ge- nommen wird. In der PCT/ IB2008/ 002096 werden beispielsweise Betriebsparameter, wie die Härtungstemperatur, beschrieben, die ebenso vorteilhaft bei der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung verwirklicht werden können und die ausdrücklich Teil der vorliegenden Beschreibung sein sollen.

Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 hochgefahren, so werden zugleich die Stromversorgung, die Steuerung und Überwachung, die Druckluftbeaufschlagung und die Kühlung eingeschaltet. Anschließend wird ein Radsatz mittels eines Hebe- und Transportmechanismus (z. B ein Ladekran) auf die Rollen der Drehvorrichtung aufgebracht. Dabei wird der Radsatz mittels der Zentriervorrichtung auf dem Radsatzträger zentriert. Anschließend werden die Festigungsstationen 40a, 40b, 40c und 4Od in ihre Arbeitsposition verfahren, wobei dies vorzugsweise automatisch erfolgt, jedoch auch "manuell" durch einen Benutzer mittels des Steuerpults 50 durchgeführt werden kann. Die Rotation des aufgenommenen Radsatzes wird gestartet. Die Festigungsköpfe werden derart in Position verfahren, dass die stromführenden Festigungsrollen aller Festigungsköpfe an die Arbeitsfläche (Lauffläche bzw. Spurkranz) an vorgegebenen Punkten des Radsatzes fest angedrückt werden. Der Festigungsprozess wird gestartet, indem den Paaren von Festigungsrollen paarweise Strom zugeführt wird, der die Erwärmung gewährleistet. Der Prozess der Festigung wird beendet, indem der Strom, der die Erwärmung gewährleistet, vorzugsweise nach einer vollen Radsatzumdrehung abgestellt wird. Die stromführen- den Festigungsrollen werden von der Radoberfläche weggeführt. Die Festigungsköpfe und Festigungsstationen werden in die Ausgangsstellung verbracht. Der Radsatz wird zum Stehen gebracht (die Rotation wird ausgeschaltet). Der Radsatz wird mit dem Hebe- und Transportmechanismus wieder von der Drehvorrichtung abgenommen

Vorzugsweise sind die Festigungsköpfe derart ausgestaltet, dass diese während des Festigungsprozesses entlang ihrer Längsachse mit einer wählbaren Geschwindigkeit vor- und zurück verfahren werden können. Diese Vorwärts- und Rückwärtsbewegung der Festigungsköpfe bzw. der stromführenden Festigungsrollen während des Festigungsprozesses hat zur Folge, dass an der Arbeitsfläche des Radsatzes (Lauffläche bzw. Spurkranz) z.B. sinusförmige oder sägezahnförmige Festigungsstreifen oder Festigungsstreifen mit anderen Formen ausgebildet werden können. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Strombeaufschlagung eines Paares von stromführenden Festigungsrollen nicht während des gesamten Festigungsprozesses konstant ist, sondern intermittierend erfolgt, so dass ein "Festigungsstreifen" aus einer Folge von "Festigungsstreifenstücken" besteht. Die vorstehende gegenständliche Beschreibung der Erfindung dient nur Erläuterungszwecken. Die Erfindung ist keinesfalls auf die beschriebene bevorzugte Ausführungsform beschränkt, sondern kann von einem Fachmann auf eine ihm zweckmäßig erscheinende Weise an individuelle Betriebsanforderungen angepaßt werden, die möglicherweise von beschriebenen Betriebsbedingungen abweichen.

Ferner wird der Fachmann erkennen, dass die hierin verwendeten Begriffe, wie "vorne" bzw. "hinten", "oben" bzw. "unten", "außen" bzw. "innen" und dergleichen, nicht dazu gedacht sind, die Orientierung der dadurch näher gekennzeichneten erfindungsgemäßen Elemente in irgendeiner Weise zu beschränken, sondern lediglich dazu dienen, diese Elemente von einander zu unterscheiden.