CN101081458B - 用于对其中至少一个磨损的铁轨进行铝热焊接的模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于铁轨铝热焊接的模具。关于液态焊接金属泄漏而使用以密封铸模的可压缩衬垫(58)被限制于待焊接的铁轨上的模具的部件(19)的接触表面(52)的与基部的底部、侧部和顶部、头部下方和腹部的侧部相对应的部分。所述部件(19)的刚性耐火材料在接触表面的与所述头部的侧部和顶部相对应的部分(67、71)中暴露，并且适于从后者选择性地清除。从而，使所述模具容易适用于具有不同磨损程度的铁轨。

Description

用于对其中至少一个磨损的铁轨进行铝热焊接的模具

技术领域

本发明涉及一种用于对彼此纵向对齐的铁轨进行铝热焊接的模具，所述模具的类型为包括刚性耐火材料制成的数个部件，其中所述部件适于临时组装为包围用于焊接的两个横向铁轨末端(end piece)，所述部件一起形成：

-铸模，所述铸模向上敞开，并设置为接收以液态灌注的焊接金属并包封所述两个末端、在所述两个末端之间形成的空间、以及各铁轨的紧靠相应末端的第一区域，从而当焊接金属凝固时使所述焊接金属呈现给定的形状；

-两个连续的表面，所述两个连续的表面设置与紧靠各铁轨第一区域、且相对于所述第一区域与相应的端相对的第二区域相接触，并承载附连的可压缩衬垫(lining)以相对于液态的焊接金属对所述接触形成密封。

背景技术

这种类型的模具被申请人成功地使用了数十年，在具体实施方法中，所述模具的部件以粘结沙(bonded sand)形成，从而有利于在使用一次后易于变形，所述部件总数主要为三个，即：

-两个大致相同的顶部铸造半部，其相对于两个待组装的铁轨共同的纵向中间平面构成彼此的镜像，并在所述两个铁轨的一侧分别包封所述铁轨的区域和两个铁轨之间形成的空间的区域，其中所述区域对应于基部(foot)的顶部，腹部(web)，以及头部的底部(bottom)、侧部和顶部，以及

-下部或底部部件，所述下部或底部部件大体为板的形状，并在铁轨的基部下方和在铁轨间形成的空间的相应区域的下方完成(complete)所述两个上部部件。

所述三个部件通过金属底盘而围绕将要组装的铁轨而固定在一起，所述金属底盘可以重复使用。

在观察模具的外观时，这样形成的模具代表着向前发展了一大步：即，由于存在可压缩的密封衬垫，在实践中通过允许耐火毡由耐火粘合剂附连至整个接触表面，从而在大多数情况时易于通过限制求助于泥封而获得铸模相对于液态焊接金属通路的密封，为此获得简单的额外预防作用。

由于密封衬垫的可压缩性以及接触表面适当选择的几何形状，所以不仅当铁轨是新的时，而且当铁轨在其头部上有一定的磨损度，即大体上只要所述铁轨由于磨损沿高度方向上损失不超过三毫米时，不论这种磨损出现在待焊接的两个铁轨上还是其中一个，都可以在各表面和相应铁轨的第二区域之间获得这种密封。

在此方面，当两个具有不同磨损度的铁轨焊接在一起时，即新的铁轨和已经被使用的铁轨，或是都已经被使用但具有不同磨损程度的铁轨焊接在一起时，必须仔细地通过沿高度方向对各自的基部进行补偿，以及相关的腹部和各自头部的顶部对齐构成铁路车辆行进表面的头部的顶部。其中术语“头部”在此应当以较宽泛的意义解释：即，包括铁轨上部的任何加宽的形状，而不论是“Vignoles”外形或类似的铁轨、或是槽形的铁轨。

另一方面，如果在至少一个铁轨头部上的磨损是比较明显的，可压缩密封衬垫就不再能够补偿，于是通常使用老式的模具，所述老式模具的接触表面不具有可压缩的密封衬垫并且对于所述接触表面相对于铁轨的密封仅通过泥封获得，而在模具相对于将要焊接的铁轨形成合适密封所需要的时间方面、在相对于液态焊接金属泄漏的安全方面、以及在焊接边缘的外观质量方面产生缺陷。

发明内容

本发明的目的是通过提出一种在前言中描述的类型的模具而解决或至少减轻这些缺陷，所述模具适合于用于具有比较明显磨损的铁轨，而保留可压缩密封衬垫存在的优点以实现接触表面相对于铁轨的密封。

为此，本发明提出在前言中描述的类型的模具，其特征在于：所述可压缩衬垫被限制于各接触表面的与相应的铁轨的基部的底部、侧部、和顶部的、与相应的铁轨的腹部的侧部以及相应的铁轨的头部下方的侧部相对应的部分；所述刚性耐火材料直接暴露于各接触表面的与相应的铁轨的头部的侧部和顶部相对应的部分中；在关于通常的使用条件的最大压缩状态，各接触表面在其与相应的铁轨的头部的顶部相对应的部分和其与在相应的铁轨的头部下方的对应部分的所述可压缩衬垫之间具有间隔，所述间隔小于在新的铁轨的头部的顶部和底部之间的间隔(h)；以及所述刚性耐火材料选择为或处理为至少在各接触表面的与相应的铁轨的头部的顶部相对应的部分中易于选择性去除，并且由此允许所述模具适于头部磨损的铁轨，并且所述接触表面在两个铁轨的基部的底部、侧部和顶部处、在两个铁轨的腹部的侧部处、以及在两个铁轨的头部的底部、侧部和顶部处连续接触。

当然，在根据本发明的模具中，正如在前言中描述的当前由申请人使用的类型的模具中，构成所述模具不同部件的刚性耐火材料有利的地由粘合沙形成，密封衬垫由耐火纤维毡制成，并所述耐火纤维毡由耐火结合物连接，通过耐火粘结剂粘附至所述部件上。

专业工程师将易于理解，在参考衬垫在正常使用条件下压缩的最大值对各接触表面的与相应的铁轨的头部的顶部相对应的部分和其在相应的铁轨的头部下的相应部分的可压缩衬垫之间间距的尺寸进行适当的确定后，通过从接触表面的与铁轨的头部的顶部相对应的一个或各部分清除选定厚度的构成模具的材料，能够容易地精密地使所述间距适于各铁轨的头部在其顶部和底部之间显示的尺寸，并且比在当前由申请人使用的相同类型的模具具有显著更大的适应范围。

可以明确地看到，所述接触表面的与铁轨的头部的顶部和所述头部的侧部相对应的部分、即与要接触铁路车辆车轮以支持并引导所述车轮的铁轨的部件相对应的部分，不再具有可压缩的衬垫，这表示仅通过泥封糊可以相对铁轨进行密封，所述泥封糊其实不提供密封，而只是在凝固时形成比用于焊接金属的可压缩衬垫精确度差的轮廓。总之，由于在铁轨的头部的顶部和侧部提供有过量的焊接金属，所述过量的焊接金属稍后进行切削以使所述焊接与铁轨对齐，而且还挫平焊接金属任何可能的毛边，而使车轮以需要的规律性、以减小的磨损和噪音以及提供舒适的交通工具的目的转动和引导，而不会带来不良后果。

在相对于铁轨的头部的顶部的接触表面的部分处，对构成所述模具的刚性耐火材料的选择性清除以本身已知的方式通过使用锉刀锉磨而容易地获得一一尤其是在所述材料是粘合沙的情况下。

根据依照本发明的模具的优选的具体实施方法，如果所述模具在各接触表面与相应的铁轨的头部的顶部相对应的部分中使各接触表面局部的尺寸减小，还可以促进所述清除步骤的进行。而且，为了允许在由此清除的刚性耐火材料通过相对于相应的铁轨的头部的顶部的接触表面的部分测量的整个厚度上进行最大的控制，根据本发明的模具可以有利地设置为沿各接触表面的与相应铁轨的头部的顶部相对应的的部分包括可选择性清除的标记。

可以以特别简单的方式通过设置所述可选择性清除的标记由在所述局部尺寸减小的部分中的台阶组成，而将所述两个有利的设置结合起来。

专业工程师易于理解，根据本发明的模具，可以容易地用于在头部相比前言中所描述的类型的、如本申请人当前使用时模具适用的铁轨显著磨损更多的铁轨而形成需要的相对于液态焊接金属通路的密封，且保留了有关在接触表面上形成可压缩密封衬垫的优点。由此可以不困难地通过根据本发明的模具而将铁轨焊接在一起，其中所述铁轨的头部沿高度方向形成的磨损程度高达15毫米，如果可以设计根据本发明的适于用于头部可能受到更多磨损的铁轨的模具，所述磨损度构成当前允许的安全前提的最大值。

可压缩密封衬垫位于两个接触表面的部分上、而非在与铁轨的头部的顶部和侧部相对应的部分上的形成，允许不困难地对两个将要焊接的铁轨的头部之间微小的磨损差值(诸如有大约三毫米厚度的磨损差值)进行补偿，，根据本发明，即使两个接触表面相对于至少大致与在两个铁轨末端之间对称的横向平面重合的平面相互对称。

这种根据本发明的模具的具体实施方法可以用于待焊接在一起的两个铁轨的头部之间的磨损差值非常小的情形以使所述差值通过模具接触表面相对铁轨的可压缩差值补偿，而不会使密封容量减小。在此认为磨损的小或大在不使密封减少的情况下分别根据所述磨损是否可以通过在可压缩密封衬垫中的可压缩差值补偿而定。

然而，还可以提供根据本发明的模具的第二具体实施方法，所述方法可以用于两个铁轨的头部之间有较大磨损差值的情况，诸如磨损差值在三和七毫米之间，这种磨损差值太大而不适合使用作为前述的第一具体实施方法的特征的具有对称性的模具。

为此，根据本发明的模具的第二具体实施方法的特征在于两个接触表面的与铁轨的顶部和头部的侧部相对应的部分关于至少大致与在两个铁轨末端之间横向中间对称平面重合的平面相互对称，并且其特征在于对应于基部的底部、侧部和顶部，腹部的侧部的接触表面的部分，以及对应于头部下方的分别在所述平面的各侧部上的接触表面的部分关于所述平面不相互对称，各自接触表面的与相应铁轨的头部的顶部相对应的部分的间距有差值。

因此，根据本发明的模具可以保留可压缩密封衬垫的优点，所述可压缩衬垫限于接触表面的与基部的底部、侧部和顶部相对应的，以及与腹部的在头部下方的侧部相对应的部分上，即与铁轨和焊接相对应的部分上，所述焊接从不接触铁路车辆的车轮，并且因此所述焊接保持通过铸模形成的原外观；而仅仅在接触表面的与头部的侧部和顶部相对应的部分中丧失了所述优点，所述头部的侧部和顶部即铁轨和焊接的在任何情况下将切削的部分，进行切削是为了保证不仅可以对严重磨损的铁轨、而且还可以对存在显著磨损差值的铁轨进行焊接。

在实施中，当需要焊接两个铁轨时，为了处理所有出现的情形而必须具有的模具的数目可以限制为三个，即由本申请人当前使用的类型的模具；如果铁轨沿高度方向的磨损较小并小于三毫米，两个根据本发明的模具分别根据前述的第一实施方法和第二实施方法，如果磨损较大，例如沿高度方向在15毫米的范围内，并且其中沿高度方向在两个铁轨上的磨损差值较小，例如低于3毫米；或较大，例如在3毫米和7毫米之间。其中所述数值仅作为非限制性实例给出。

除了作为本发明特征的设置，根据本发明的模具还可以以当前优选的方式包括任何已知的设计，并且特别是在诸如现有技术的模具中的根据本发明的模具中，其中：

-所述构成模具的部件可以有利地包括两个分别设置在各铁轨任一侧上的部件，所述部件相对于至少大致与两个铁轨末端的相应纵向中间对称平面重合的平面相互对称，并且构成所述表面的与铁轨的基部的侧部和顶部、腹部的侧部、以及铁轨的头部的侧部和顶部相对应的部分，以及

-所述部件还可以有利地包括第三部件，所述第三部件设置在各铁轨下方，并构成在铁轨基部下方的所述相应表面的部件。

当然，根据依照本发明的模具的第一和第二前述的实施方法，所述部件分别具有对称性或不对称性。

所述部件还可以呈现任何已知的设置方式，诸如关于灌注通道和/或至少一个管道的说明的设置，其中所述灌注通道用于将液态的焊接金属注入模具，其首先在模具的顶部面向上连通，并随后向下通向铸模的顶部部件；以及或者至少一个管到，所述管道用于返回气体或液态的焊接金属，其首先在模具的所述顶部面向上连通，并随后向下通向铸模的底部区域，以及如果适当，对应于铁轨的头部的高度，在铸模的中间高度处侧向连通。

附图说明

根据本发明的模具的其它特征和优点从以下与两个非限制性实例相关的说明以及说明所附的附图而表现出来。

图1示出了根据本发明的模具的视图，更特别地所述模具设计用于焊接头部不同程度磨损的铁轨，所述磨损例如沿高度方向达到15毫米的界限，并形成相对较小的、例如沿高度方向最大达到3毫米的磨损差值，其中根据在此方面通过现有技术模具的具体实施方法而直接得到启发的当前优选的具体实施方法的模具具有三个部件，并在此以位于待焊接在一起的两个铁轨的末端上的组装状态示出，并且以所述两个末端之间的对称横向平面切开的截面示出，所述平面在图2中由标记I-I表示。

图2通过两个铁轨的对称纵向平面以截面示出了所述模具的视图，以便其部件以正面图示出，并且所述平面在图1中标以II-II。

图3以与图2相同的正面图示出在所述模具的上半部的具体实施方法中两个构成部件中其中一个。

图4和图5示出了关于所述模具同一个部件的立体图，分别是从所述部件的一侧观察的整体图和从所述部件另一侧观察的放大细节图。

图6以与图2相同的截面图示出了根据本发明的模具，所述模具也具有三个部件，但所述模具更特别地设计用于头部不同程度磨损的铁轨的焊接，例如所述磨损沿高度方向达到15毫米的前述界限，并形成相对较大的沿高度方向在3到7毫米范围的磨损差值。

图7以与图6相同的正面图示出在所述模具的上半部的具体实施方法中两个构成部件中其中一个。

图8以更大的比例尺示出了图7的中部的细节。

图9示出了关于所述模具的同一个部件的立体分解图。

具体实施方式

在此，我们将方向1作为参考纵向，其中通过焊接相互组装的两个铁轨2至少在与末端3紧邻的附近处于方向1，而所述末端3在所述端部彼此相对，并且如已知的，在两个末端之间形成连续的确定纵向值的空间4，所述空间4将由通过坩埚5中的铝热焊接反应而以液态供应的焊接金属填充，其中在本发明上下文中所述坩埚5的性质是可进行选择的，但是例如，所述坩埚5可以是本申请人以“一次性坩埚”为名称在市场上所提供的类型，这种坩埚适于单次使用，并且根据本发明以其已知并在此方面所参考的欧洲专利0407240中所描述的方式直接设置在模具6上。

在已示出并且下面将描述的两种具体实施方法中，根据本发明的模具6设计用于“Vignole”类型的铁轨的相互焊接，所述铁轨相对于与剖面II-II重合的纵向平面7至少在末端3附近以局部方式呈现相应的对称，但是根据本发明还应当可以形成用于焊接将要嵌入路基的其它类型的铁轨和槽形铁轨的模具。根据将要进行描述的设置，专业工程师能够不困难地对将要描述的模具6进行修改以将其用于多种其它类型铁轨的焊接。

如前所述，“Vignoles”类型的铁轨具有三个关于平面7分别对称的并以单个部件形成的纵向部件，所述部件如下：

-具有大体与平面7垂直的取向的平面基部8，所述平面基部8以垂直切割平面7的下部或底部平面9为界；以两个大致平行于平面7并关于平面7相互对称的扁平边缘10为界；并且以两个凹入的上部或顶部半面11为界，其中所述上部或顶部半面11关于平面7相互对称，并且各自通过一个边缘10分别连接至基部的底部9。

-设置在平面7上的扁平腹部12，所述扁平腹部12位于基部8上方，并且在平面7的各侧分别以大致扁平的侧面13为界，所述侧面13大致平行于平面7并关于平面7相互对称，各所述侧面13分别向下连接至基部8的半顶部或顶部面11，以及

大致为长方形或椭圆形截面的头部14，所述头部14垂直于平面7并且形成有两个凹入下部或底部半面15，所述下部或底部半面15关于平面7相互对称，并且腹部12的其中一个侧面13向上连接至下部或底部半面15；形成有略凸的平坦上部或顶部面16，上部或顶部面16大致垂直于平面7而切割平面7并构成用于铁路车辆的行进表面，并且形成有两个大致为平面且大致平行于平面7并关于平面7对称的边缘17，各所述边缘17将面16分别连接至其中一个下部或底部半面15。

在此，顶部和底部的概念指的是铁轨2的工作位置，其中平面7为大致竖直的方向，并且构成进行焊接的方向。

这种铁轨2的横截面的细节本身对于本领域的技术人员是众所周知的，因此在此不再进行详细的描述。

几年来列车通过对两个铁轨造成的磨损主要发生在头部14的上部或顶部面16，垂直于基部8下的下部面9测量，在头部14的上部或顶面16的交会处例如和头部14的各边缘17和相应的下部或底部半面14之间的连接边缘之间测得的所述头部14的尺寸或高度h由此逐渐减小，但所述头部14保持关于平面7至少大致对称。

由于两个铁轨2的末端3是以已知的方式相互焊接在一起，所述末端3可以通过链锯(chainsaw)而平齐，从而所述末端3是平的且垂直于平面7，并且以相互平行的关系面对面设置，并且对于两个铁轨2如果高度h相同，所述末端3以未示出的方式并且关于与剖面I-I重合的横向平面18相互对称，在使所述焊接金属凝固以形成焊接之前，观察灌注有由坩埚5产生的液态焊接金属的前述的空间4。如果高度h不同，例如由于对两个铁轨2造成不同的磨损，其中一个是新的而另一个被磨损，或两个出自不同的前期使用起点，如所示出的，这种相互平行的关系被保持在两个末端3相对于平面18相同的位置处，但是其相互对称性仅保持在头部14的上部或顶部面16的高度处，所述头部14的上部或顶部面16纵向对齐，而头部14的下部半面15、腹部12和基部8沿高度的方向相互偏移量，偏移量为各自的高度h之间的差值Δh。

模具6具有以已知的方式在金属仍然是液态时保持由此灌注的金属的作用，并且以特定的方式在金属凝固时使金属定型的作用。

同样以已知的方式，在两个示出的具体实施方法中，所述模具6分别由三个主要部件组成，即特别是由两个部件或两个上半部19组成，所述主要部件大致相同，分别关于平面18大致对称，并关于平面7相互对称，沿所述平面7所述主要部件通过分别在铁轨2头部14上方和空间14的相应部件上方的扁平面20相互接合，同时各所述主要部件在面20下方对着平面7存在分别以将在下文进行描述的方式形成的面21，从而所述主要部件包封末端3附近的各铁轨，以及在与所述面、半面或边缘16、17、15、13、11、10相对应的区域中的空间4，所述面、半面或边缘16、17、15、13、11、10是分别在平面7的各侧部上的所有达到基部8的下部面9的高度的部件(除了所述下部面9)，其中所述面21关于平面7相互对称。

与所述下部面9相对，两个部件或两个上半部19由第三部件或底部部件22补充，所述第三部件或底部部件22具有垂直于平面7的大体为板的形状并以将在下文进行描述的方式形成的顶部面23向上限界，从而在末端3的附近沿两个铁轨的基部8的下部面9设置，并且与空间4的相应区域相对，并且沿相对平面7远离的方向连接至各面21的底限以划定界限，铸模设置为包围空间4和各铁轨2直接靠近其末端3的相应区域24，通过面21、23以将在下文进行描述的条件连续接触两个铁轨2，所述铸模25以对液态焊接金属密封的方式闭合，但具有将在下文进行描述的例外，在相对相应的末端3纵向地相对于前述区域24设置的这些铁轨2的相应区域26，容置在铸模25中。

在本发明的上下文中，各部件19、22还可以具有任意的形状，所述形状可以是平行六面的长方体，但是优选地形成有各部件的顶部扁平面27或上半部19，所述部件19、22垂直于平面18并且大致垂直于平面7，模具6的上部面28，适于直接容纳根据本申请人前述的欧洲专利的说明书的坩埚5。为此，如在将有利地进行参考的所述欧洲专利中所描述的，两个面27之间形成二面角，为了坩埚5自居中的目的，所述二面角的角度值不为180°，所述坩埚5以互补的方式定形。这些设置本身是众所周知的，因此在此不再进行描述。

同样以已知的方式，对应于铁轨2的头部14的上部或顶部面16及对应于空间4的相应区域，模具6的各上半部19在模具6的面21、20、27以及面21的上部区域30分别由通道32的半部29挖空，用于灌注从坩埚5产生的液态焊接金属通过通道32注入铸模25。当各半部29关于平面18大致对称，并且所述两个半部29关于平面7相互对称，通道32关于所述面18、7的交线形成的轴线33大体上对称，并且由此在所述轴线33上分别连通上部34和下部35接口件，首先在顶部面27向上连通，其次在面21的区域30中向下连通。

在根据本发明的模具6中，通道32的构造与现有技术的模具中的通道的构造保持一致，因此不再进行描述。有利地，通道32的半部29形成为分别在接口件34、35的高度之间的中间高度能够接收及固定额外的部件或塞子36(以诸如粘合沙之类的耐火材料与部件19、22类似地形成)以在通道32中在到铸模25的轴线33上构成圈套(chicane)，所述圈套能够防止液态焊接金属直接下落，并且可以选择其它结构而不超出本发明的范围。

同样，以已知的方式，在模具6的各部件或上半部19关于通道32的相应半部29与平面7相对的位置处，分别在位于平面18中的但向下接近平面7的轴37上挖空，而产生管状的管道38，所述管状管道38首先经由顶部接口件39分别在顶部面27中向上连通，接着经由顶部接口件40分别在相对基部8的相应上半部或顶部面11设置的面21的区域41中向下连通。而且，根据优选的具体实施方法，各管道38在顶部接口件39和底部接口件40之间的中间高度处分别在相对头部14的一个相应边缘17设置的面21的区域42中连通。为此，在垂直于平面7的同一轴线43上，并且设置在垂直平面7和18的平面44中，在各管道38和同一部件或后部半部19的面21的区域之间，形成分别经由接口件46或侧向接口件向相应区域42连通的管状通道45。

这些设置对于本领域的技术人员同样是众所周知的，而不再进行描述。通常，根据本发明的模具6的上半部19和底部部件22还可以包括其它本身已知的设置，但在本发明的上下文中可进行选择的，诸如形成在上部面27中的切除部47以允许从各管道38和通道2相应半部29之间的液态焊接金属的流动通路48在灌注液态焊接金属的端部处清除由铝热反应产生的氧化铝。在塞子36和通道32的底部接口件35的相应高度之间的中间高度处，在各上半部19中，或者从底部部件19、22的面23凸出的突出部49以便于围绕上半部19互锁的三个部件19、22的相互定位，分别沿相对平面18远离的方向的各侧部上。

在根据本发明的模具6的在图1至图5中示出的、现在将参考的具体实施方法中，形成铸模25的面21、23本身保持其已知的构造，在任意横截面、诸如平面I-I中，根据所述构造，面21、23对铁轨2的对应面、半面或边缘的轮廓形成互补的轮廓；一方面，所述轮廓由在这些面、半面或边缘上可以变化的相互间距(play spacing)放大，另一方面，沿纵向变化，从而相对铁轨2的区域26比在这些区域之间、即相对区域24和在空间4周围变弱。

至于模具6的上半部19，面21形成由凹入表面部件51限定的凹入的截面，在区域42中相对铁轨2的区域24和在空间4周围形成或多或少敞开的U形轮廓，并且在面21的其它区域中也是如此，即在对应于铁轨的基部8的上半部或顶部面11的前述的区域41中，在相对相应边缘10设置的区域53中，在相对腹部12的相应侧面13设置的区域54中、在相对头部14的相应下部或底部半面15设置的区域55中、以及在对应于边缘部件、对应于头部14的上部或顶部面16的边缘17沿相对平面7远离的方向与通道32的底部接口件35相连的区域56中，也是如此。。

在所述具体实施方法中，表面部件51关于平面18对称，并且沿相对平面18远离的方向通过相应边缘57以可以根据所述部件改变的角度连接至两个其它的表面部件52，各所述两个表面部件52分别构成与相应铁轨2的区域26相抵靠的所述面21的接触表面的一个部件。在截面中，表面部件52是垂直于平面18的直线的及共线的，并且表面部件51在其间形成或多或少必然根据面21的区域的空洞。在根据本发明的在图1至图5示出的模具6的具体实施方法中，和在现有技术的模具中一样，由此表面部件52关于平面18相互对称。

以已知的方式，表面部件52并非直接地接触铁轨2的相应区域，而是通过耐火衬垫58连续地接触铁轨2的相应区域，所述耐火衬垫58可以充分压缩以最优地配合相应的区域26，并由此对于液态焊接金属的泄漏提供围绕铸模25的密封。

然而，根据本发明，所述衬垫58被限制于表面部件52的与表面部件51的区域53、41、54、55相类似的区域63、64、65、和66，表面部件52的区域63、64、65、和66对应于边缘10以及铁轨2的基部8的上部或顶部半面11，腹部12的侧部13以及铁轨2的头部14的底部半部15，同时构成部件或半部19的刚性耐火材料直接抵靠头部14的侧部17和上部或顶部面16，与此相关，对于液态焊接金属的密封通过分别作用在相应的表面部件52的区域67和68中的位置上的泥封糊(luting paste)而以已知的方式获得。

同样，底部部件22的顶部面23以附连的方式在突出部49之间承载与衬垫58在各方面类似的衬垫59。

更确切而言，如在现有技术中，在图1至图5示出的模具6的实施方法中，面23是扁平的，并且所述面23具有扁平的外周表面部分60，所述外周表面部分60首先压靠各上半部19形成的扁平肩部61，扁平肩部61与平面18和7垂直并且转向下，在相应面21的区域53连接至平面7；接着分别在相应的区域26中压在两个铁轨2的基部8的下部面9。

所述平的外周部分60完全包围所述面23的表面部分62，表面部分62也是扁平的，所述表面部分62相对两个铁轨2的基部8的下部面9设置，在两个铁轨以及空间4的区域24中、且在空间4的下方，以对铸模25限界。

衬垫59以连续的方式在整个围绕表面部分62的表面部分60上延伸，以在两个铁轨2的区域26中获得与两个铁轨2的下部面9、以及各面21的区域53的衬垫58的接触密封，其中衬垫59优选地延伸至面23的外周部分60和各肩部61之间。

由此铸模25以密封的方式在表面部件52的区域63、64、65、和66中以及在表面23的外周部分60中通过衬垫58和59闭合，所述衬垫58和59的可压缩性沿高度的方向相对于各铁轨2的基部8的下部或底部面9、边缘10、以及上部或顶部半面11，并且相对于铁轨的腹部的侧部13以及相对于铁轨的头部的下部半面15提供一定的位置公差，同时获得对于液态焊接金属的通过所需的密封效果。

因此，通过非限制性实例，对于处于静止状态，即处于非压缩状态厚度e的值被设定为5mm的衬垫58、59。在不损失密封的情况下，可以允许在沿高度方向上在一个所述铁轨2的基部8的下部或底部面9和另一个所述铁轨2的基部8的下部面9之间的偏移量Δh至多可以达到3mm。所述偏移量Δh与所述两个铁轨2的腹部12的侧部13之间的同样的偏移量以及所述两个铁轨2的头部14的下部或底部半面15之间的同样的偏移量相匹配，以补偿由于这些头部14的磨损差异而导致的两个头部14的各自的高度值之间的相同的值Δh的差异，从而保持头部14的两个上面16纵向对齐，如图2所示。

如已知的，对铁轨2的头部14上的磨损一般仅导致尺寸减小得很少这种情况，所述尺寸减小出现于垂直于平面7的头部的边缘17之间，对在所述上部半部19的制造过程中，在模具6的上部半部19的面20的几何平面和表面部件52的区域67之间的差异进行适当的尺寸确定，并且对所采用的泥封进行适当的注意，以在铁轨2的头部14一般受到的各种磨损的条件下，在这些区域67和两个铁轨2的头部14的边缘17的齐平面之间获得密封，否则在考虑到焊接位点时，需要重新制作模具6的上部半部19。

另一方面，特别是考虑到在图1至图5中示出的具体实施方法，根据本发明的模具6存在以下设置，即允许模具6的几何形状适于满足各铁轨2的头部14在高度h方面的需求，使得，在模具的半部19的制造过程中，通过在模具6的分别构成各区域68的一半的局部区域中选择性清除构成模具6的各上部半部19的全部或部分过量材料，从而所述高度h可以是相同的(未在图中示出的情况)，也可以存在Δh的偏移量(在图中示出)。

图3至图5示出了模具的上部半部19，其中所述上部半部19被制造出来，且处于在焊点上将所述上部19用在将焊接在一起的两个铁轨2上之前的情况。

和另一半部19类似，所述半部19的面20、旨在对铸模25的一部分划定界限的整个表面部件51、和表面部件52的区域63、64、65、66具有限定构造，其中以附连的方式，这些区域63、64、65、66承载相应的可压缩的密封衬垫58，且靠近相应区域67的各区域66的部件分别呈现其限定的扁平构造，平行于所述面20的几何平面。另一方面，如果考虑到理论区域68a，与区域68相应的各表面部件52突出于区域68a的下方，其中区域68通过补充的形状被适应于新铁轨的头部14的上部或顶部面16，新铁轨示出了最大可能值h，模具6的图示的半部19类似于未图示出的所述另一半部19未处于新状态。对于各自相应的区域66、扁平盖板69平行于板18，且所述两个盖板69关于平面18相互对称，以在两个盖板之间划定未提及的浇道32的相应的半部29的延伸部的界限。各盖板69形成为与模具6的相应半部19单一的部件，并且以诸如粘合沙之类的相同的刚性耐火材料制造。

各盖板69由面20的各自的共面的延伸部70限界，并且由垂直于平面7和平面18的各自的一个平面边缘71朝向各自的相应的区域66这样划定界限，所述两个边缘71相互共面，并且关于考虑在正常的与相应的区域67一起使用条件下(如图5中混合虚线所示)处于最大压缩状态的衬垫58的连接件72，沿平行于平面7的、高度方向具有相同的间距hmin。在铁轨2的头部14的可接收的磨损条件下，这种间距hmin往往等于，最佳略微小于最小可能值h。

优选地，垂直于平面18，盖板69的未提及的厚度小于模具6的相应半部19的邻接部件的厚度，从而以所需的几何形状构成允许通过例如锉刀容易地清除充足形成的大量材料的机械薄弱部，由于磨损，旨在装配至铁轨的头部14的上部或顶部面16的区域68呈现给出值h。

为了便于此种对材料的清除，并且为了增加其精确度，与相应的模具6的半部19的邻接部件相关的盖板69变薄以台阶实施，逐渐地到达相应的边缘71。因此，如图5中所特别示出的，在各盖板69通过未提及的各面被优选地划定界限为平面18，其中各面为扁平的且平行于平面18。沿与平面18相距一定距离的方向，各盖板69分别由未提及的另一面限界。本实例中包括三个平面带，所述平面带平行于平面18，并且在连接部形成两个台阶68b、68c，所述两个台阶68b、68c相应于将形成的区域68的两个最有利的位置，其中区域68a本身在第三台阶中形成。在示出的实例中，台阶68b和台阶68c平行于边缘71，且它们与模具的半部19的面20的延伸部70的连接部在区域68a至面20的连接部和边缘71之间被沿高度方向等分，而在不脱离本发明的范围的情况下，自然也可以选择其它构造和其它设置。

根据以上参考图1-图5描述的具体实施方法，本领域的技术人员将易于理解如何使用根据本发明的模具6。

在使末端3成水平后，两个头14的上部或顶部面16相互对齐，且它们的基部8适宜地固定。在检查例如基部8的水平面的偏移量Δh是否与模具6的根据具体实施方法的使用一致之后，或者再次在观察由于头部14上和两个铁轨2上的磨损相同，偏移量Δh为零之后，从各盖板69清除构成模具的、用于形成各表面部件52的所需区域68所需的各上部半部19的大量的材料，所述区域68的几何形状被形成为尽可能地与铁轨2的头部14的顶部16的一部分和各边缘的最接近区域68的部分互补，随后以两个铁轨2的传统的方式将两个顶模具半部19和底部件22置放就位，底部件22以传统方式附连。如果值Δh不为0，则衬垫58、59被对着一个铁轨2或另一个铁轨2不同地压缩，并且同时相对于基部8，在腹部12和头部14的下部或底部半面15的区域60、63、64、65和66中仍对液体焊接金属提供连续的相互密封。在没有任何磨损偏移量Δh的情况下，其中磨损偏移量可以是任何偏移量，例如位于两个铁轨2的基部8的下部面9之间的偏移量，则衬垫58、59以相同的方式被压缩，且在相同的区域60、63、64、65和66中提供相同的密封。在这两种情况下，这种密封随后能够通过泥封处理完成，另一方面，泥封处理在各区域67、68和铁轨2的头部14之间单独提供密封。

随后，液态焊接金属的灌注能够受到使用条件的影响，其中坩埚5被有利地直接置放在模具6的顶面28上，接着，所有的坩埚和模具6能够在前述欧洲专利申请描述的条件下可以通过破坏而被清除。

本领域的技术人员将容易地理解，相应于构成模具6的各上部半部19的过量材料的盖板69通过沿高度方向适当地确定尺寸而允许使用者应付任何可接收的值h，所述值h为任何可接收的头部14磨损。只要磨损差Δh保持为足够小以至于能够被吸收，则通过分别位于平面18任一侧的压缩衬垫58、59的差值，不会损失密封。

另一方面，如果磨损差值Δh超过最大值，其中所述最大值与分别位于平面18的任一侧的压缩衬垫58、59的差值的吸收值相一致，则如以上所描述的模具6的具体实施方法不能使用。

因此提供根据本发明的模具6的第二具体实施方法，来处理值Δh的值超过其阈值的情况，下面将对此进行描述。

现将参考图6-图9描述第二具体实施方法，在图6-图9中，出于简化的原因，且由于考虑到与参考图1-图5描述的具体实施方法类似，相同的附图标记予以保留。

由于非常类似，因此我们将参考图6-图9仅描述这种具体实施方法与参考图1-图5已经描述的具体实施方法的差异，并且对于共同点将参考图1-图5的描述。

相同的元件特别包括，关于平面7和平面18相互对称或各自与平面7和平面18对称或相关的：模具6的上部半部19的面20、27、通道32的各自的相应半部29、各自的相应管道38、诸如切口47和通路48之类的附件设置、塞子36和任何涉及本发明特征设置的构件，在本情况中，仍关于平面18的相互对称性的盖板69。

还相同或基本相同的是，模具6的半部19的面21的表面部件51相对于所述两个平面7和平面18相互对称，而在此模具6的任一个半部19的表面部件52仅保持关于平面7对称。

实际上，在保存与以上参考图1-图5描述的构造相同的构造的同时，还存在有适于铁轨2的轮廓的构造，所述构造由一个边缘10和相应的基部8的半顶面或顶面11限定、由相应的腹部12的侧部13和相应的头部14的下部或底部半面15限定、以及由同样保存下来的衬垫58限定。位于平面18的一侧的表面部件52专门沿高度方向相对于位于平面18的另一侧的表面部件52偏移一个值H，所述值H有利地等于或略微大于根据参考图1-图5描述的方法形成的模具的允许值的值Δh的最大值。关于通过涉及通过参考图1-图5描述的具体实施方法的非限制性实例指示的数值，即对于最大值为3mm的Δh，H可以例如具有设定为4mm的值。

这种沿高度方向的偏移量H表现为微小的差值，其并不显著，因此在此不以各表面部件51与相应的表面部件52的连接的形式进行详细表示，并且表现为在平面18上的台阶67的存在，分别位于平面18的任一侧，各肩部61保留扁平且与平面18和平面7垂直。

在这种条件中，本领域的技术人员将会理解，一旦待焊接在一起的两个铁轨2的头部14的上部或顶部面16之间的对齐受到影响，则存在至少等于H，并且可能大于H的值为Δh的磨损差值，所述值Δh在参考图1-图5描述的具体实施方法的情况下能够达到所允许的Δh的最大值，可压缩的密封衬垫57能够适应于边缘10、两个铁轨的基部8的上部或顶部半面11、两个铁轨的腹部12的侧部13、以及两个铁轨的头部14的下部或底部半面15，以在与参考图1-图5描述的条件类似的条件下，形成对液态焊接金属的密封。

为了随后通过衬垫59适应存在与两个基部8的下部面9和台阶7之间的水平差值，底板22的顶面23不再扁平，而是在保持关于平面7对称的同时，关于平面18不对称，从而分别在平面18的任一侧(特别是在其分割衬垫59的垂直区域60中)呈现均垂直于两个平面7和平面18的两个扁平部件72、73，但扁平部件73相对于扁平部件72向上偏移量值H，且通过倾斜地切割平面18的部件74与扁平部件72连接，以连接至部件68和部件69，而没有任何急剧地过渡。

自然地，衬垫59也提供至这种部件74，且由于衬垫的可压缩性，提供了与两个基部8的下部面的密封接触，以及与包括在其台阶67的水平面处的肩部61密封接触。

应当注意到，通过由衬垫59向台阶67的任一侧的各自的肩部61施力，部件72、73通过其沿高度方向的偏移量沿相同的方向补偿各肩部61的所述两个部件的相互偏移量。并且，当底板22存在垂直于两个平面18和平面7的扁平下部面75时，所述下部面75能够位于与以上通过参考图6-图8描述的根据本发明的模具6的具体实施方法的情况、以及通过参考图1-图5描述的具体实施方法的情况完全相同的位置，这样无论采用那种具体实施方法，均允许使用者使用相同的底盘来固定这些模具的组件19、22。

参考由有关根据本发明的模具的两个具体实施方法的非限制性实例表示的数值，参考图1至图5描述的具体实施方法可以用于以下的铁轨2，所述铁轨的头部14沿高度方向的最大磨损为15毫米，头部高度的差值Δh至多等于三毫米；参考图6至图8进行描述的具体实施方法可以毫不困难地用于以下铁轨，所述铁轨的头部的磨损可以到15毫米，头部高度的差值Δh在4毫米至7毫米的范围内。

这些实例并不以任何方式进行限制，并且根据本发明不脱离本发明的范围形成的模具可以适用于具有较大磨损水平或磨损的差值较大的情况。

而且，本领域的技术人员将易于理解，从根据本发明的特征产生的优点还可以在具有除了已示出的“Vignoles”类型的其它轮廓的铁轨的焊接的情况中出现，以及在不同于设计成三个部件的已经进行描述的设计的模具的情况中出现；并且本领域的技术人员可以毫不困难地并且以不脱离本发明范围的方式将已经进行描述的所述设置用于各种情况。

Claims (10)

1.一种用于铁轨(2)铝热焊接的模具，其中所述铁轨彼此纵向地对齐，所述模具的类型为包括以刚性耐火材料制成的数个部件(19、22)，适于临时组装在待焊接的铁轨(2)的横向末端(3)的周围，所述部件一起形成：

铸模(25)，所述铸模向上敞开，设置为接收以液态灌注的焊接金属，并包封所述两个末端(3)、在所述两个末端之间形成的空间(4)以及各所述铁轨(2)的紧邻相应末端(3)的第一区域(24)，从而当焊接金属凝固时使所述焊接金属呈现给定的形状，

两个连续的表面(60、63至68、71)，所述两个连续的表面设置为接触各铁轨(2)的紧邻所述第一区域(24)的、且相对于所述第一区域(24)与相应的末端(3)相对的第二区域(26)，并承载附连的可压缩衬垫(58、59)以相对于液态的焊接金属形成接触密封，

其特征在于：所述可压缩衬垫(58、59)被限制在各接触表面的与相应的铁轨(2)的基部(8)的底部(9)、侧部(10)和顶部(11)相对应的、与相应的铁轨(2)的腹部(12)的侧部(13)相对应的、以及与相应的铁轨(2)的头部(14)的底部(15)相对应的部分(60、63、64、65、66)；所述刚性耐火材料直接暴露于各接触表面的与相应的铁轨(2)的头部(14)的侧部(17)和顶部(16)相对应的部分(67、68、71)中；在关于通常使用条件的最大压缩状态，各接触表面在其与相应的铁轨(2)的头部(14)的顶部(16)相对应的部分(68、71)和与相应的铁轨(2)的头部(14)的底部(15)相对应的部分(66)的所述可压缩衬垫(58)之间存在间隔，所述间隔小于新的铁轨(2)的头部的顶部(16)和底部(15)之间的间隔(h)；以及所述刚性耐火材料选择为或处理为至少在各接触表面的与相应的铁轨(2)的头部(14)的顶部(16)相对应的部分(68、71)中易于选择性去除，并且以所述接触表面(60、63至68、71)在两个铁轨(2)的基部(8)的底部(9)、侧部(10)和顶部(11)处、在两个铁轨(2)的腹部(12)的侧部(13)处、以及在两个铁轨(2)的头部(14)的底部(15)、侧部(17)和顶部(16)处连续接触的方式，允许所述模具(6)适应于头部(14)被磨损的铁轨(2)。

2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于，在各接触表面的与相应的铁轨(2)的头部的顶部(16)相对应的部分(68、71)中存在接触表面的局部变窄。

3.根据权利要求1或2所述的模具，其特征在于，所述模具包括标记(68a、68b、68c)，用于沿各接触表面的与相应的铁轨(2)的头部(14)的顶部(16)相对应的所述部分(68、71)的选择性去除。

4.根据权利要求3所述的模具，其特征在于，所述标记(68a、68b、68c)由在所述局部变窄区域的台阶(68a、68b、68c)构成。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的模具，其特征在于，所述两个接触表面(60、63至68、71)相对于一个平面(18)相互对称，所述平面(18)至少与在两个铁轨末端(3)之间的横向中间对称平面(18)重合。

6.根据权利要求1至2中任一项所述的模具，其特征在于，所述两个接触表面的与所述铁轨(2)的头部(14)的顶部(16)和侧部(17)相对应的部分(67、68、71)关于一个平面(18)相互对称，所述平面(18)至少与所述两个铁轨末端(3)之间的横向中间对称平面(18)重合；并且，分别在所述平面(18)的任一侧，所述接触表面的与所述基部(8)的底部(9)、侧部(10)和顶部(11)、所述腹部(12)的侧部(13)、以及所述头部(14)的底部(15)相对应的部分(60、63、64、65、66)关于所述平面(18)不对称，关于与所述相应的铁轨(2)的头部(14)的底部(16)相对应的各自接触表面的部分(68、71)的间隔有差值(H)。

7.根据权利要求1至2中任一项所述的模具，其特征在于，所述部件(19、22)包括分别设置在各铁轨(2)的一侧且关于一个平面(7)相互对称的两个部件(19)，所述平面(7)至少与两个铁轨末端(3)各自的纵向中间对称平面重合，并且所述部件(19、22)分别构成所述表面的与所述铁轨(2)的所述基部(8)的侧部和顶部(4)、所述腹部(12)的侧部(13)、以及所述铁轨(2)的头部(14)的底部(15)、侧部(17)和顶部(16)相对应的部分(63至68和71)。

8.根据权利要求7所述的模具，其特征在于，所述部件(19、22)包括第三部件(22)，所述第三部件(22)设置在各铁轨(2)的下方，并且构成所述表面(60、63至68和71)的与所述铁轨(2)的基部(8)的底部(9)相对应的部分。

9.根据权利要求1至2中任一项所述的模具，其特征在于，所述衬垫(58、59)包括耐火纤维毡(19、22)，所述耐火纤维毡(19、22)由耐火结合物连接，通过耐火粘结剂粘附至所述部件上。

10.根据权利要求1至2中任一项所述的模具，其特征在于，所述刚性耐火材料是粘合砂。

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