Verfahren zur Reprofilierung eines zu einem Eisenbahnradsatz gehörenden Schienβnradβs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reprofilierung eines zu einem Eisenbahnradsatz gehörenden gelaufenen Schienenrades durch spanabhebende Bearbeitung.

Bei Schienenrädern, die als Teil eines Radsatzes eines Schienenfahrzeugs eingesetzt werden, kommt es im Bereich der Flächen, die mit der Schiene in Kontakt kommen, zu Verschleiß, der sich unter anderem in Form von Materialabtrag und Unrundheiten äußert. Dieser Verschleiß macht nach einer gewissen Einsatzdauer eine so genannte "Reprofilierung" erforderlich. Bei dieser erhält das Schienenrad wieder eine Form, die ein ordnungsgemäßes Abrollen des Schienenrades auf der Schiene sicherstellt.

Die Reprofilierung der Schienenräder erfolgt in der Regel durch Drehbearbeitung auf einer Drehmaschine. Ebenso können Schleif- und Fräsoperationen durchgeführt werden, um das jeweils geforderte Radprofil zu erzeugen. Dazu werden im Stand der Technik beispielsweise Profilfräser eingesetzt, die walzenförmig ausgebildet sind und die Negativkontur des Profils aufweisen.

Den im Stand der Technik angewendeten Verfahren zur Reprofilierung gemeinsam ist, dass ein erheblicher Materialabtrag erforderlich ist, um das geforderte Profil am jeweils bearbeiteten Schienenrad wiederherzustellen.

Dies bringt nicht nur einen erhöhten Zeitaufwand für die Bearbeitung mit sich, sondern verkürzt auch die Zeit, über die das Schienenrad unter Berücksichtigung der jeweils erforderlichen Reprofilierungen insgesamt eingesetzt werden kann. Allgemein gilt dabei, dass das Eisenbahnrad auf der Schiene verschleißen soll und nicht durch Materialabtrag bei der Reprofilierung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Reprofilierung von gelaufenen Eisenbahnradsätzen möglichst sparsam durchzuführen, sodass möglichst wenig Material abgetragen werden muss, um die Laufzeit des betreffenden Eisenbahnradsatzes zu verlängern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass sich durch den Rad-Schienenkontakt im mittleren Bereich des Radsatzprofils, beidseits der Messkreisebene, eine Zone ausbildet, deren Härte geringer ist als die Härte des äußeren Bereichs und die Härte des an den Spurkranz angrenzenden inneren Bereichs des Radsatzprofils . Als Erklärung wird angenommen, dass das Material durch das Abrollen aus dem Bereich der Messkreisebene zu beiden Seiten des Profils hin verdrängt wird und sich dort verdichtet. Insbesondere in jenem Profilabschnitt, der zwischen dem mittleren Bereich und dem Spurkranz liegt, kann die Verdichtung derart groß werden, dass sie zu Rissbildungen führt. Sobald man diesen Profilabschnitt oberflächennah abträgt bis gegebenenfalls vorhandene Risse verschwunden sind, wird durch die in diesem Abschnitt bereits vorher eingetretene Verfestigung das

Neubilden von Rissen verhindert und somit die Lebensdauer des Profils wesentlich erhöht.

Gemäß der Erfindung wird in einem ersten, mittleren Bereich der Lauffläche des zu reprofilierenden Schienenrades, der sich zu beiden Seiten der Messkreisebene erstreckt, das Reprofilieren auf das Beseitigen von dort gegebenenfalls vorhandenen Uhrundheiten beschränkt. Sofern keine Unrundheiten vorliegen, wird in dem betreffenden Bereich auch kein Materialabtrag vorgenommen. Mit der "Messkreisebene" ist dabei die Ebene bezeichnet, welche die Mitte des Radprofils definiert und üblicherweise als Bezugsebene für die Vermessung des Schienenradeε herangezogen wird. Sie entspricht einem normal zur Drehachse des Schienenrades ausgerichteten und bezogen auf die Breite des Schienenrades mittig ausgerichteten Schnitt durch das Radprofil, wobei die Schnittebene in einem bestimmten, standardmäßig festgelegten Abstand zur inneren Stirnfläche des Rades angeordnet ist.

In einem zweiten Bereich, der sich von der Profilaußenkante bis zum mittleren Bereich erstreckt, stellt man die Sollkontur wieder her und in einem dritten Bereich, der sich vom mittleren Bereich bis zu einem vor dem Reprofilieren festzulegenden Punkt im Bereich der Spurkranzflanke erstreckt, beschränkt man das Reprofilieren wiederum auf das Entfernen einer oberflächennahen Schicht. Dabei wird in Kauf genommen, dass die Spurkranzkuppe überhaupt nicht reprofiliert wird. Für die Spurkranzflanke wird, basierend auf den zuvor ermittelten Messwerten des Ist-Profils, ein neuer Konturverlauf ermittelt, der das Ist-Profil mit dem Grundprofil beziehungsweise mit der Profilvariante im

Rahmen der zulässigen Toleranzen verbindet. Es wird in Kauf genommen, dass der Spurkranz "wächst", was innerhalb der vorgegebenen Toleranzen für den Betrieb des Radsatzes unschädlich ist.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

In der Figur ist stark vereinfacht und nicht maßstäblich die Profilkontur 7 eines Schienenrades 4 dargestellt, das Teil eines hier nicht weiter gezeigten Eisenbahnradsatzes ist.

Beidseits der in einem definierten Abstand A von typischerweise 70 mm zur inneren Stirnseite 14 und normal zur Drehachse D des Schienenrades 4 angeordneten Messkreisebene 5 befindet sich ein Bereich 2, in welchem das Schienenrad 4 überwiegend auf der Schiene 6 abrollt. Tatsächlich erstreckt sich der Bereich 2 über einen Abschnitt 8, welcher beidseits der Messkreisebene 5 jeweils zwischen 1 und 2 cm beträgt. Härtemessungen haben ergeben, dass die Oberflächenhärte im Bereich 2 geringfügig bis wesentlich geringer ist, als in dem zweiten Bereich 1, der an der Vorderkante 13 des Schienenrades 4 beginnt und sich bis zum Bereich 2 erstreckt.

Zum Spurkranz 9 hin gibt es einen Bereich 3 , der sich zwischen dem Bereich 2 und der Innenseite 10 des Spurkranzes 9 erstreckt. Dieser Bereich 3 hat gegenüber dem Bereich 1 eine verhältnismäßig geringe Tiefe, ist aber gegenüber den Bereichen 1 und 2 am stärksten verfestigt .

Bei der spanabhebenden Bearbeitung des Schienenrades 4 wird nunmehr der zweite Bereich 1 bis auf die Sollkontur 11 des Schienenradprofils 7 abgetragen. über den Abschnitt 8 im Bereich 2 erfolgt praktisch, kein Spanabtrag.

Im Bereich 3 erfolgt nur ein oberflächennaher Spanabtrag, wodurch gerade eben die oberflächennahen Schichten mit dünnem Span "angeritzt" werden. Der Spanabtrag im Bereich 3 kann auch ganz unterbleiben, sofern in diesem Bereich 3 keine oberflächennahe Risse festgestellt wurden.

Die Steuerung der jeweiligen Radsatzbearbeitungsmaschine, sei es eine überflur- oder eine Unterflurdrehmaschine, wird derart eingestellt, wie es dem Spanabtrag in den zuvor geschilderten Bereichen 1, 2 und 3 entspricht. Das Ausbilden einer sichtbaren Kante 12 auf der Innenseite des Spurkranzes 9 wird von der Steuerung nach der Berechnung eines neuen Konturverlaufes vermieden.

Es können beide Schienenräder eines Eisenbahnradsatzes gleichzeitig reprofiliert werden. Die Steuerung der Reprofilierung des einen Schienenrades kann dabei gegenüber der Steuerung der Reprofilierung des zweiten Schienenrades unterschiedlich sein, falls beim Vermessen der Schienenräder vor dem Reprofilieren unterschiedliche Verschleißzustände festgestellt wurden.

Besmgsseichenliste

1 zweiter Bereich

2 mittlerer Bereich

3 dritter Bereich

4 Schienenrad für einen Eiεenbahnradsatz

5 Messkreisebene

6 Schienenkopf

7 Umrissprofil

8 Erstreckung des mittleren Bereichs

9 Spurkranz

10 Spurkranzinnenseite

11 Sollkontur

12 Bearbeitungslinie

13 Vorderkante

14 Innere Stirnfläche des Schienenrades 4

A Abstand zwischen der Stirnfläche 14 und der

Messkreisebene 5

D Drehachse des Schienenrades 4