DE2943737A1

DE2943737A1 - Mould for alumino-thermite welding - of two railway rails which possess widely different cross=sections, and are sepd. from each other by gap filled by weld metal

Info

Publication number: DE2943737A1
Application number: DE19792943737
Authority: DE
Inventors: Reinhard Dipl.-Ing. Daus; Herbert 5810 Witten Finck
Original assignee: Elektro Thermit GmbH
Current assignee: Goldschmidt ETB GmbH
Priority date: 1979-10-30
Filing date: 1979-10-30
Publication date: 1981-05-14

Abstract

Mould is made in two halves which are placed round the ends of the two rails being joined together. Near the ends of the rails, the mould possesses two recesses which create a bulge where the weld metal joins the end of each rail; and the remainder of the mould cavity forms a short stepless rail section made of solidified weld metal. The advantage is that it is not necessary to machine one of the rails so its cross-section matches that of the other rail; and the initial rail gap can be 7-25 cm.

Description

Gießform zur aluminothermischen Verbindungs- Casting mold for aluminothermic joining

schweißung von Schienen unterschiedlicher Querschnitte Patentanspruch: Seite 2 Beschreibung: Seite 3 bis 8 Die Erfindung betrifft eine aus zwei Formhälften bestehende vorgefertigte Gießform zur aluminothermischen Verbindungsschweißung von mit einer Lücke ve;legten Schienen unterschiedlicher Querschnitte, wobei die zusammengesetzte Gießform über den Schienen einen Einguß bildet, der in einen Gießformhohlraurllt der die Schienenenden umschließt, mündet und dessen innere Wandungen eine die Schienenenden umschließende Ausnehmung aufweisen, die nach dem Einguß des aluminothermisch erzeugten Stahls eine Schweißwulst formt, welche den Übergang zwischen den unterschiedlichen Schienenquerr#'-~nitten bildet. welding of rails of different cross-sections patent claim: Page 2 Description: Pages 3 to 8 The invention relates to a Prefabricated casting mold consisting of two mold halves for aluminothermic joint welding of rails of different cross-sections laid with a gap, the Composite mold forms a sprue over the rails, which rains into a mold cavity which surrounds the rail ends, opens and its inner walls one of the rail ends have enclosing recess, generated after the pouring of the aluminothermic Stahls forms a weld bead, which is the transition between the different Rail transverse # '- ~ nitten forms.

Bei dci aluminothermischen Schienenverbindungsschweißung werden die Enden zweier, mit einer festgelegten Lücke verlegten Schienen mit einer mehrteiligen Gießform umgeben.With dci aluminothermic rail connection welding, the Ends of two rails laid with a defined gap with a multi-part Surrounding mold.

Ublichcrweise werden die Schienenenden und die zusammengesetzte und meist seitlich mit Klebsand abgedichtete Gießform mit Hilfe eines Brenners von oben her vorgewärmt. Anschließend werden die Schienenenden durch Einguß einer aluminothermisch erzeugten Stahlschmelze in die Form aufgeschmolzen und miteinander verbunden. Eine solche Verfahrensweise ist seit vielen Jahren bekannt und wird in großem Umfang benutzt.Usually the rail ends and the composite and Usually the side of the casting mold is sealed with adhesive sand with the help of a burner from above preheated. Then the rail ends are cast aluminothermic generated molten steel melted into the mold and connected to each other. One such a procedure has been known for many years and is being used on a large scale used.

Bei der aluminothermischen Schlenenverbindungsschweißung von Schienen mit unterschiedlichem Profil müssen zunächst mittels mechanischer Bearbeitung durch Schmieden, Stauchen, Hobeln oder Brennen die Maße des einen Profils an die des anderen so angepaßt werden, daß es möglich ist, mit Hilfe einer üblichen Gießform die Verbindungsschweißung durchzuführen. Diese mechanische Bearbeitung geschieht in Werkstädten und auf eigens dafür hergestellten Maschinen und ist entsprechend zeitraubend und teuer. Bekannt ist auch die Verbindungsschweißung von Schienen unterschiedlichen Profils ohne mechanische Bearbeitung mit Hilfe eines Übergangsstoßes, der an seinen Enden entsprechend dem jeweiligen Schienenprofil angepaßt ist. Die Notwendigkeit eines solchen Übergangsstoßes ist jedoch auf relativ geringe Maßabweichungen in Höhe und Breite der beiden unterschiedlichen Profile begrenzt. Größere Abweichungen müssen durch Einschweißen eines in seinen Abmessungen geeigneten Paß stückes mit Hilfe von zwei Verbindungsschweißungen ausgeglichen werden. Diese Art der Verfahrensdurchführung ist ebenfalls umständlich und teuer.In the aluminothermic Schlenen connection welding of rails with different profiles must first by means of mechanical processing Forging, upsetting, Planing or firing the dimensions of one profile be adapted to those of the other so that it is possible with the help of a usual Casting mold to carry out the joint welding. This mechanical processing happens in workshops and on specially manufactured machines and is accordingly time consuming and expensive. The connection welding of rails is also known Profile without mechanical processing with the help of a transition joint that is attached to his Ends is adapted according to the respective rail profile. The need such a transition joint is, however, due to relatively small dimensional deviations in The height and width of the two different profiles are limited. Larger deviations must by welding a fitting piece suitable in its dimensions With the help of two joint welds, it can be compensated for. This way of performing the procedure is also cumbersome and expensive.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, mit einer einzigen Verbindungsschweißung Schienen stark voneinander abweichender Profile miteinander zu verbinden, ohne vorher durch mechanische Bearbeitung ein Profil dem anderen in seinen Maßen anzugleichen.The invention is therefore based on the object of providing a possibility to find rails that differ greatly from one another with a single joint weld To connect profiles to each other without prior mechanical processing To adjust the profile to the other in its dimensions.

Erfindungsgemäß gelingt dies mit Hilfe einer aus zwei Formhälften bestehenden vorgefertigten Gießform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die inneren Wandungen des Gießformhohlraumes zwei, im Bereich der Schienenenden befindliche Ausnehmungen aufweisen, die nach dem Einguß zwei Schweißwülsten entsprechen und wobei der Gießformhohlraum zwischen den beiden Ausnehmungen einen, den beiden unterschiedlichen Profilen entsprechenden stufenlosen Übergang bildet.According to the invention, this is achieved with the aid of one of two mold halves existing prefabricated casting mold, which is characterized in that the inner Walls of the casting mold cavity two, located in the area of the rail ends Recesses have, which correspond to two welding beads after pouring and wherein the mold cavity between the two recesses one corresponding to the two different profiles smooth transition forms.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Gießform gelingt es, Schienenenden unterschiedlichen Profils ohne vorherige mechanische Bearbeitung in einem Arbeitsgang aluminothermisch zu verschweißen. Durch die Anpassung der Form an die Endteile der Schienen unterschiedlichen Profils wird mit einer Schweißung ein stufenloser, langgestreckter Übergang wischen diesen erreicht.With the aid of the casting mold according to the invention it is possible to produce rail ends different profile without prior mechanical processing in one operation to be welded aluminothermally. By adapting the shape to the end parts of the Rails of different profiles become a stepless, elongated one with one weld Transition wipe this reached.

Im Gegensatz zu der normalen Schienenverbindungsschweißung überbrückt die erfindungsgemäß eingesetzte Gießform eine größere Lücke, als sie im Normalfall vorgesehen ist. Sind im Normalfall Lücken zwischen den zu verschweißenden Schienenenden von 12 bis 25 mm vorgesehen, so werden erfindungsgemäß Schienenenden stark unterschiedlichen Profils miteinander verschweißt, zwischen denen eine Lücke von 70 bis 250 mm besteht.In contrast to the normal rail connection welding, bridged the mold used according to the invention has a larger gap than it normally does is provided. Normally there are gaps between the rail ends to be welded of 12 to 25 mm are provided, according to the invention, rail ends are very different Profile welded together, between which there is a gap of 70 to 250 mm.

Die bei der Schweißung im Schienenstoßbereich mit Schweißmasse ausgefüllte Lücke ist deshalb breiter als im Normalfall und weist aufgrund der zwei Ausnehmungen, die in den inneren Wandungen des Gießformhohlraumes eingelassen sind, je eine Schweißwulst im Bereich der beiden Schienenenden auf.The one filled with welding compound during the welding in the rail joint area The gap is therefore wider than normal and, due to the two recesses, which are embedded in the inner walls of the mold cavity, each with a welding bead in the area of the two rail ends.

Durch den zwischen diesen beiden Schweißwülsten in Schienenlängsrichtung gebildeten stufenlosen Übergang ergibt sich an der Anschlußstelle der beiden unterschiedlichen Profile ein wesentlich geringerer Knickwinkel im Verlauf der Außenkontur und damit ein wesentlich günstigerer Kraftlinienverlauf.By between these two weld beads in the longitudinal direction of the rail formed stepless transition results at the junction of the two different Profiles have a much smaller kink angle in the course of the outer contour and thus a much more favorable force line course.

Die erfindungsgemäße Gießform ist in den Fig. 1 bis 4 näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 - die beiden miteinander zu verschweißenden Schienen unterschiedlichen Profils Fig. 2 - eine der beiden symmetrischen Formhälften Fig. 3 - die Formhälfte, welche an die beiden Schienenenden angesetzt ist und wobei in die Formhälfte ein Gießriegel eingesetzt ist Fig. 4 - eine unter Verwendung der erfindungsgemäßen Form erhaltene Schweißstelle Fig. 1 zeigt die beiden unterschiedlichen Schienenprofile, die in einem bestimmten, Schweiß- oder Stoßlücke (3) genannten Abstand voneinander verlegt sind. Die Schienen werden jeweils nach einer Fahrkante (4) ausgerichtet.The casting mold according to the invention is explained in more detail in FIGS. 1 shows that the two rails to be welded together are different Profile Fig. 2 - one of the two symmetrical mold halves Fig. 3 - the mold half, which is attached to the two rail ends and where in the mold half Cast bar inserted is Fig. 4 - one using the mold according to the invention obtained welding point Fig. 1 shows the two different rail profiles, the distance from each other mentioned in a certain weld or joint gap (3) are relocated. The rails are each aligned with a running edge (4).

In Fig. 2 ist die Gießform mit (5) bezeichnet. Sie zeigt die der Form zugehörige Hälfte des Gießformhohlraumes (14), welcher das aluminothermische Schweißgut aufnimmt. Die Steigerkanäle (12) erstrecken sich in der Form nach unten zum Schienenfuß. Die Steiger (12) münden in den Gießformhohlraum (14) im Bereich der Ausnehmung (7), die die zusätzlichen Ausnehmungen (11) zur Ausbildung der Schweißwülste (15, 16) aufweisen. Im oberen Teil der Gießform ist eine Auflage (8) angeordnet, auf welcher der Gießriegel (9) aufgelegt werden kann.In Fig. 2, the mold is denoted by (5). It shows that of the form associated half of the mold cavity (14), which the aluminothermic weld metal records. The riser channels (12) extend downward in the form to the Rail foot. The risers (12) open into the mold cavity (14) in the area of the Recess (7) which contains the additional recesses (11) for forming the weld beads (15, 16). In the upper part of the mold there is a support (8), on which the pouring bar (9) can be placed.

Bei der Durchführung der Schweißung werden die Form und die Schienenenden durch von oben in die Gießform schlagende Flammen auf 900 bis 12000C vorgewärmt. Die Vorwärmung erfolgt mittels zweier Vorqärmebrenner über den Einguß (6), über die Ausnehmung (11), entlang den Schienenenden, wobei die Flamme durch die Steiger (12) geführt wird.When performing the weld, the shape and the rail ends preheated to 900 to 12000C by flames hitting the mold from above. The preheating takes place by means of two preheating burners via the sprue (6) the recess (11), along the rail ends, the flame through the riser (12) is performed.

Anschließend wird der Gießriegel (9) auf die Auflage (8) gelegt und das aluminothermische Reaktionsgemisch im Gießriegel gezündet. Nach abgeschlossener aluminothermischer Reaktion und Trennung der Schlacke von der Metallschmelze wird der hier nicht dargestellte Gießtiegel abgestochen. Die Metallschmelze fließt über den Einguß (6) auf den Gießriegel (9) durch die Eingußkanäle (10) in die Schweißlücke. Der Stahl steigt in den Steiger (12) auf und nach Füllung der Gießform (5) läuft die Schlacke über den Schlackenüberlauf (13) ab. Nach Verfestigung des Metalls wird die Form entfernt. Die Steiger können dann mit Hilfe eines Preßluftmeißels abgearbeitet werden. Man erhält, wie in Fig. 4 dargestellt, eine Schienenverbindungsschweißung, bei der zwei Wülste (15, 16) im Bereich der beiden Schienenenden ausgebildet sind, zwischen denen die breite Stoßlücke (3) mit Schweißcut ausgefüllt ist. Nach Entfernen des überstehenden Schweißmaterials kann die Schweißstelle jetzt den üblichen Verkehrsbelastungen ausgnsrtzt werden.Then the pouring bar (9) is placed on the support (8) and ignited the aluminothermic reaction mixture in the pouring bar. After completed aluminothermic reaction and separation of the slag from the molten metal the pouring pot, not shown here, tapped. The molten metal overflows the sprue (6) on the casting bar (9) through the sprue (10) into the weld gap. The steel rises into the riser (12) and after filling the casting mold (5) runs the slag via the slag overflow (13). After the metal has solidified removed the shape. The risers can then be worked off with the help of a compressed air chisel will. As shown in FIG. 4, a rail connection weld is obtained, at the two Beads (15, 16) in the area of the two rail ends are formed, between which the wide joint gap (3) is filled with a weld cut is. After removing the protruding welding material, the welding point can now normal traffic loads.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claim Prefabricated casting mold consisting of two mold halves for aluminum-thermal connection welding of rails laid with a gap different cross-sections, with the assembled mold over the rails forms a sprue that enters a mold cavity that encloses the rail ends, opens and its inner walls a recess surrounding the rail ends have, which after the casting of the aluminothermically produced steel has a weld bead which forms the transition between the different rail cross-sections forms, characterized in that the inner walls of the mold cavity (14) have two recesses (11) located in the area of the rail ends, which correspond to two welding beads (15, 16) after pouring and wherein the casting mold cavity (14) between the two recesses (11) one, the two different profiles corresponding stepless transition forms.