AT408731B - Reaktionstiegel für eine aluminothermische schienenschweissvorrichtung - Google Patents

Description

AT 408 731 B

Die Erfindung betrifft einen Reaktionstiegel für eine aluminothermische Schienenschweißvorrichtung, der im ebenen Tiegelboden eine zentrale Öffnung aufweist und auf eine Gießform absetzbar ist.

Bei aluminothermischen Schienenschweißverfahren, den sogenannten ThermiWD-Schmelz-schweißverfahren, wird eine chemische Reaktion zur Erzeugung eines heißflüssigen Zusatzwerkstoffes ausgenutzt, d.h. die große Affinität des Aluminiums zum Sauerstoff, um Schwermetalloxide, bevorzugt Eisenoxid, zu reduzieren.

Die Thermit®-Schweißportion, deren Grundbestandteile Eisenoxid und Aluminium sind, wird in einen Reaktionstiegel eingebracht, der oberhalb der zu verschweißenden, von einer Gießform umgebenen Schienenenden angeordnet wird. Die aluminothermische Reaktion läuft nach dem punktförmigen Entzünden mit einem Spezialzündstab in dem Tiegel in wenigen Sekunden unter starker Wärmeentwicklung ab. Die etwa 2500°C heißen Reaktionsprodukte trennen sich danach, wobei die spezifisch leichtere Schlacke auf dem Eisen schwimmt. Der heißflüssige Thermit®-Stahl wird sodann aus dem unteren Ende des Reaktionstiegels, welches mit einem schmelzbaren Pfropfen versehen ist, in die Gießform gegossen und verschweißt die Schienenenden durch Zwischen-und Umguß.

Im Prinzip können nach dem Thermit®-Schweißverfahren Werkstücke aller Art mit beliebigen Querschnitten neu oder zur Reparatur verschweißt werden. Seine größte Verbreitung hat das aluminothermische Schweißverfahren wegen seiner einfachen und von äußeren Energiequellen unabhängigen Ausführung bei der Schienenschweißung gefunden. Die in den Reaktionstiegel eingebrachte Schweißportion ist in ihrer Menge und Zusammensetzung auf das Schienenprofil und den Schienenwerkstoff abgestimmt. Der Reaktionstiegel wird üblicherweise aus Magnesit hergestellt und mit einem entsprechenden Tiegelstöpsel ausgestattet. Nach dem Zünden der Schweißportion wird auf den konisch ausgebildeten Reaktionstiegel eine Abdeckhaube aus Metall aufgesetzt und mit dem Reaktionstiegel fest verbunden. Zur Befestigung des Reaktionstiegels, der nach der Reaktion mehrfach wieder benutzt werden kann, ist eine relativ aufwendige, schwere und komplizierte Haltevorrichtung vorgesehen, die an der Schiene montiert wird und ein Verschwenken des Reaktionstiegels um eine vertikale Achse in den Bereich der Gießform ermöglicht. Insgesamt ist für den Einsatz des Reaktionstiegels eine Vielzahl von Vorrichtungsbestandteilen notwendig, die zur Schweißstelle transportiert und dort zeitaufwendig zusammengesetzt werden müssen.

Aus der EP-B-0 407 240 ist eine aluminothermische Schweißvorrichtung bekannt, die aus einem Reaktionstiegel und einer diesem Tiegel angepaßten Gießform besteht. Er ist im Boden leicht konisch ausgebildet und für eine einmalige aluminothermische Schweißung ersetzbar. Er weist keine äußere Schutzhülle auf und ist daher sehr bruchanfällig. Außerdem ist er relativ schwer und dadurch im Gleis schwierig zu handhaben. Eine ähnliche Konstruktion ist aus der US 5,151,202 A bekannt.

Die Erfindung zielt darauf ab, einen Reaktionstiegel zu schaffen, der wesentlich einfacher als die bisherigen Reaktionstiegel ausgebildet ist und außerdem eine aufwendige Haltevorrichtung vermeidet und dabei leichter zu handhaben ist.

Der erfindungsgemäße Reaktionstiegel ist dadurch gekennzeichnet, daß er eine zylindrische Tiegelhülle aus Metallblech aufweist, die in ihrem Inneren mit einer feuerfesten Auskleidung ausgestattet ist und mit einem Deckel sowie einem Tragegriff versehen ist und zugleich den gegebenenfalls an der Gießform festlegbaren Transportbehälter für die Schweißportion bildet, wobei die zentrale Öffnung mit einem Dichtungsmaterial versehen ist.

Durch die Erfindung wird somit ein Transportbehälter für die Schweißportion geschaffen, der zugleich als Reaktions- bzw. Schmelztiegel dient und der unmittelbar an der Gießform form-und/oder kraftschlüssig festgelegt werden kann, wodurch sowohl die Ausbildung eines speziell geformten und kostenaufwendigen Tiegels als auch eine gesonderte Haltevorrichtung für diesen vermieden wird.

Die Schweißportion kann beispielsweise in einem Sack oder in einer Dose verpackt in dem Tiegel transportiert werden, wobei nach dem Zünden der Schweißportion die Verpackung schmilzt bzw. verbrennt.

Vorzugsweise wird ein Reaktionstiegel verwendet, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine Höhe von 200 bis 800 mm aulweist und die Wandstärke der feuerfest ausgekleideten Tiegelhülle und des Tiegelbodens 5 bis 60 mm und sein Durchmesser 100 bis 1000 mm beträgt. 2

Claims (3)

1. AT 408 731 B Zweckmäßig ist die zentrale Öffnung im ebenen Tiegelboden 5 bis 40 mm groß und wird dabei von einem Tiegelstöpsel verschlossen, der beim Kontakt mit dem flüssigen, heißen, aluminothermi-schen Reaktionsgemisch durchgeschmilzt und dann das flüssige Reaktionsgemisch in die darunter befindliche Gießform laufen läßt. Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die angeschlossene Zeichnung näher erläutert, welche in Fig. 1 einen Reaktionstiegel gemäß der Erfindung zeigt. Der dargestellte Reaktionstiegel besteht aus einer zylindrischen Tiegelhülle 1 aus Metallblech, z. B. aus Weißblech, die mit einem Tragegriff 2 und einem Deckel 3 versehen ist. In die zylindrische Tiegelhülle 1 wird der eigentliche Reaktionstiegel in Form einer Auskleidung 4 aus einem Sandgemisch eingestampft oder eingeschossen und in eine zentrale Bodenöffnung 5 der zylindrischen Tiegelhülle 1 und der Auskleidung 4 ein Dichtungsmaterial anstatt eines Tiegelstöpsels eingearbeitet. In die Auskleidung der zylindrischen Tiegelhülle wird die Schweißportion entweder in einer handelsüblichen Blechdose oder in einem üblichen Kunststoffsack oder in einer sonstigen Umhüllung verpackt eingebracht, wobei die Portion etwa % des Reaktionstiegels füllt. Nach dem Aufsetzen des Reaktionstiegels auf eine Gießform und dem form- und/oder kraftschlüssigen Festlegen des Reaktionstiegels an der Gießform, z. B. mit Hilfe eines Anschlagrandes an der Gießform, wird Deckel 3 abgenommen und die Schweißportion mit Hilfe eines Spezialzündstabes gezündet, worauf der Deckel wieder angebracht wird. Sobald die Reaktion stattfindet, schmilzt das Dichtungsmaterial in der Bodenöffnung des Reaktionstiegels und der schmelzflüssige Stahl strömt in die Gießform. In der Praxis hat sich gezeigt, daß infolge der zylindrischen Gestalt und des ebenen Bodens des Reaktionstiegeis die Schweißportion besonders ruhig reagiert. Nach dem Beenden des Schweißvorgangs kann die Tiegelhülle 1 vorteilhaft alle im Verlaufe des Schweißvorgangs angefallenen Abfälle, wie Formenreste, Schlacke usw. aufnehmen, wodurch deren Entsorgung vereinfacht wird. Die Erfindung ermöglicht es, mit einem wesentlich geringeren Aufwand an Vorrichtungen, Gewicht und Personal auszukommen als bisher. Es versteht sich, daß die Größe der Tiegelhülle den jeweiligen Schweißerfordernissen angepaßt werden kann. PATENTANSPRÜCHE: 1. Reaktionstiegel für eine aluminothermische Schienenschweißvorrichtung, der im ebenen Tiegelboden eine zentrale Öffnung aufweist und auf eine Gießform aufsetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß er eine zylindrische Tiegelhülle (1) aus Metallblech aufweist, die in ihrem Inneren mit einer feuerfesten Auskleidung (4) ausgestattet ist und mit einem Deckel (3) sowie einem Tragegriff (2) versehen ist und zugleich den gegebenenfalls an der Gießform festlegbaren Transportbehälter für die Schweißportion bildet, wobei die zentrale Öffnung (5) mit einem Dichtungsmaterial versehen ist.
2. 2. Reaktionstiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Höhe von 200 bis 800 mm aulweist und die Wandstärke der feuerfest ausgekleideten Tiegelhülle (1) und des Tiegelbodens 5 bis 60 mm und sein Durchmesser 100 bis 1000 mm beträgt.
3. 3. Reaktionstiegel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Öffnung (5) im ebenen Tiegelboden 5 bis 40 mm groß ist. HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN 3