DE102016125564A1 - Verfahren für das Auftragsschweißen sowie System zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren für das Auftragsschweißen sowie System zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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Abstract

Bei einem Verfahren für das Auftragsschweißen bei elastisch gelagerten oder elektrisch isolierten Vignolschienen oder Rillenschienen (23) wird ein mit einer Auftragsschweißung zu versehender Schienenabschnitt über seine gesamte Länge mittels eines Magnetfelds erwärmt (vorzugsweise auf höchstens 200ºC), das durch auf die Schiene (23) aufgelegte Längsinduktoren oder Induktionskabel erzeugt wird. Die Auftragsschweißung wird an dem erwärmten Schienenabschnitt durchgeführt. Dazu kann ein Wagen (24) mit einer Auftragsschweißvorrichtung (26) verwendet werden, der längs der Schienen (23) verfahrbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Auftragsschweißen bei elastisch gelagerten oder elektrisch isolierten Vignolschienen oder Rillenschienen sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens.
  • In jüngerer Zeit werden Schienen, z.B. für Straßenbahngleise im innerstädtischen Bereich, häufig elastisch gelagert, um Geräusche zu dämpfen. Dies gilt sowohl für Rillenschienen, die in der Regel in den Straßenbelag eingebettet werden, als auch für Vignolschienen, die in der Regel auf Schwellen im Gleisbett verlegt werden. Derartige Schienen dürfen aufgrund der Eigenschaften der zum Einsatz kommenden dämpfenden Werkstoffe thermisch nicht hoch belastet werden. Dies kann auch zutreffen, wenn elektrisch isolierende Werkstoffe verwendet werden, um die Schienen elektrisch zu isolieren. Die maximal zulässige Temperatur liegt bei etwa 200°C.
  • Gleise unterliegen einem Verschleiß, der meist lokal unterschiedlich ist und z.B. in Kurven besonders hoch sein kann. Um die Lebensdauer von Schienen zu verlängern, können abgenutzte Bereiche durch Auftragsschweißen ausgebessert werden. Dabei wird ein Zusatzwerkstoff, in der Regel von einer selbststützenden Fülldrahtelektrode, wie sie beim Lichtbogenschweißen verwendet wird, auf den abgenutzten Bereich aufgetragen, und anschließend wird der Bereich geschliffen. Bei den bekannten Schweißverfahren liegen die dabei auftretenden Temperaturen jedoch erheblich über 200°C, so dass Werkstoffe für die elastische Lagerung oder elektrische Isolierung der Schienen geschädigt werden können. Bei eingedeckten Schienensystemen (Rillenschienen) bliebe eine derartige Schädigung zudem unbemerkt, es sei denn, der Straßenbelag würde in aufwändiger Weise entfernt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren für das Auftragsschweißen bei elastisch gelagerten und/oder elektrisch isolierten Vignolschienen oder Rillenschienen derart auszubilden, dass an den zum Einsatz kommenden dämpfenden bzw. isolierenden Werkstoffen keine Beschädigungen auftreten können.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 und das System zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 11. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren für das Auftragsschweißen bei elastisch gelagerten oder elektrisch isolierten Vignolschienen oder Rillenschienen. Dabei wird ein mit einer Auftragsschweißung zu versehender Schienenabschnitt über seine gesamte Länge mittels eines Magnetfelds erwärmt, das durch auf die Schiene aufgelegte Längsinduktoren oder Induktionskabel erzeugt wird. Die Erwärmung erfolgt also durch Wirbelströme, wie dem Fachmann bekannt ist. Die Auftragsschweißung wird an dem erwärmten Schienenabschnitt durchgeführt.
  • Durch die Verwendung der auf die Schiene aufgelegten Längsinduktoren oder Induktionskabel ist gewährleistet, dass der mit der Auftragsschweißung zu versehende Bereich der Schiene definiert erwärmt werden kann. Ferner lässt sich die dabei auftretende Temperatur den Erfordernissen sehr genau anpassen. Dabei können Temperaturfühler an den Schienen angeordnet werden, mit deren Hilfe eine Versorgungseinrichtung zur elektrischen Versorgung der Längsinduktoren oder Induktionskabel gesteuert werden kann. Die Verwendung der Längsinduktoren oder Induktionskabel ermöglicht eine weitgehend gleichmäßige Durchwärmung des gesamten Schienenkörpers.
  • Bei vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung wird die mittels des Magnetfelds erfolgende Erwärmung des Schienenabschnitts auf eine Temperatur von etwa 200°C (oder von 200°C) begrenzt. Je nach Art der bei den Schienen verwendeten dämpfenden bzw. isolierenden Werkstoffe sind höhere Grenztemperaturen nicht ausgeschlossen, z.B. eine Temperatur im Bereich zwischen 200°C und 300°C. Dies hängt auch davon ab, wie sehr die bei der Auftragsschweißung erzeugte Wärme die Temperatur an den kritischen Stellen weiter erhöhen kann. Vielfach ist dies jedoch nicht oder nicht genau genug bekannt, so dass man bei Festlegung einer niedrigeren Temperatur in der Regel auf der sichereren Seite ist. Die Vorwärmtemperatur mittels des Magnetfelds kann auch auf Temperaturen unterhalb von 200ºC festgelegt werden, z.B. auf 120ºC, wobei die maximale Schienentemperatur während der Auftragsschweißung auf z.B. 140ºC, begrenzt wird. Um eine zu starke Temperaturerhöhung während der Auftragsschweißung zu vermeiden, kann ferner in mehreren Lagen (z.B. fünf oder sieben Lagen) geschweißt werden, so dass zwischen den Schweißvorgängen für die einzelnen Lagen immer etwas Zeit zur Abkühlung und Temperaturstabilisierung verbleibt.
  • Grundsätzlich reicht bereits eine Erwärmung des Schienenabschnitts vor dem eigentlichen Schweißvorgang (Auftragsschweißung) auf etwa 200°C oder auch weniger aus, um ein gutes Schweißergebnis zu ermöglichen. Da ein größerer Schienenabschnitt erwärmt wird, z.B. über eine Länge von z.B. 5 m, 10 m oder 15 m, herrschen gleichmäßige Bedingungen ohne größere thermische Spannungen. Beim Schweißvorgang selbst ist der Wärmeeintrag wegen der Vorerwärmung des Schienenabschnitts geringer und erfolgt lokal begrenzt, so dass sich eine übermäßige thermische Belastung der dämpfenden bzw. isolierenden Werkstoffe vermeiden lässt.
  • In Ausgestaltung des Schweißverfahrens können die auf die Schiene aufgelegten Längsinduktoren oder Induktionskabel bei Beginn des Schweißvorgangs von der Schiene abgehoben und nach Beendigung des Schweißvorgangs wieder auf die Schiene aufgelegt werden. Damit wird eine gleichbleibende Schweißtemperatur über die gesamte Länge des mit der Auftragsschweißung zu versehenden Abschnitts der Schiene erreicht.
  • Die auf die Schiene aufgelegten Längsinduktoren oder Induktionskabel können auch lokal an einer mit einer Auftragsschweißung zu versehenden Stelle zu Beginn des Schweißvorgangs von der Schiene wegbewegt und nach Beendigung des Schweißvorgangs an dieser Stelle wieder auf die Schiene bewegt werden. Wenn die Längsinduktoren oder Induktionskabel genügend flexibel sind, lassen sie sich z.B. von der lokalen Schweißstelle wegschieben und nach Abkühlen der Schweißstelle nach relativ kurzer Zeit wieder an ihre ursprüngliche Stelle bewegen. Dadurch wird erreicht, dass die Temperatur des mittels des Magnetfelds erwärmten Schienenabschnitts bis unmittelbar vor dem Schweißvorgang weitgehend gleichmäßig verteilt ist und auch danach noch in definierter Weise eingestellt werden kann, z.B. zum langsamen Absenken der Temperatur in dem betrachteten Schienenabschnitt.
  • Bei vorteilhaften Ausgestaltungen des Verfahrens wird die Auftragsschweißung unter Verwendung einer Fülldrahtelektrode durchgeführt. Fülldrahtelektroden kommen insbesondere beim Lichtbogenschweißen zum Einsatz und liefern das durch die Auftragsschweißung aufzubringende Zusatzmaterial. Dies ist einem Fachmann bekannt und braucht nicht näher erläutert zu werden.
  • Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind z.B. Fülldrahtelektroden vom Legierungstyp T Z Fe1 (gemäß EN 14700) besonders geeignet, wie von der ESAB Welding & Cutting GmbH unter der Bezeichnung "OK Tubrodur 30 O M" vertrieben.
  • Denkbar ist z.B. auch die Verwendung von Fülldrahtelektroden vom Legierungstyp T Fe10 (gemäß EN 14700), Werkstoffnummer 1.4370, "OK Tubrod 15.34" (ESAB).
  • Der Ablauf des Schweißvorgangs und dafür relevante Parameter werden vorzugsweise unter Verwendung eines Prozessors zeitlich dokumentiert. Dazu kann z.B. ein Bordcomputer auf einem Wagen (siehe unten) verwendet werden, der den Ablauf des Schweißvorgangs mit all seinen Parametern vor, während und nach dem Schweißvorgang nachvollziehbar aufzeichnet. Diese Parameter (z.B. Schweißgeschwindigkeit, Drahtvorschub, Strom, Spannung, Fahrgeschwindigkeit des Wagens) beeinflussen die Qualität der Schweißung und bestimmen somit eine gleichbleibende Qualität der Auftragsschweißung. Mit Hilfe der Dokumentation lässt sich dann nachvollziehen, wie der Schweißvorgang abgelaufen ist, so dass der Schweißvorgang bei Bedarf jederzeit wiederholt werden kann. Damit ist eine gleichbleibende Qualität der Auftragsschweißung gewährleistet.
  • Der erwähnte Bordcomputer kann auch die jeweilige Schweißtemperatur und deren Einstellung und eine reduzierte Wärmeeinbringung (beispielsweise bei Anwendung des "Merkle ColdMIG-Verfahrens") sowie die Schweißparameter des für das Schweißen verwendeten Transformators kontrollieren.
  • Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein System mit einem Wagen verwendet werden, der auf ein Gleis mit Schienen, an denen das Verfahren durchzuführen ist, aufsetzbar und entlang des Gleises bewegbar ist. Auf dem Wagen ist eine Auftragsschweißvorrichtung angeordnet, die z.B. eine Halterung für eine Fülldrahtelektrode und eine Stromversorgung mit Transformator zum Erzeugen eines Lichtbogens sowie eine Steuereinrichtung mit einem Prozessor aufweisen kann. Derartige Auftragsschweißvorrichtungen als solche sind bekannt. Auf dem Wagen kann auch eine externe Steuervorrichtung (z.B. mit einem Computer) für die Auftragsschweißvorrichtung angeordnet sein, in Ergänzung zu der erwähnten Steuereinrichtung oder als ausschließliche Steuerung. Ferner können sich auf dem Wagen eine Schutzgashaube und ein Stellplatz für eine Schutzgasflasche befinden, um die Auftragsschweißung unter Schutzgas durchzuführen. Vorzugsweise bewegt sich der Wagen während eines Schweißvorgangs selbsttätig.
  • Ferner enthält das System mindestens einen auf die Schiene auflegbaren Längsinduktor (bzw. Induktionskabel) mit einer zugehörigen Versorgungseinrichtung, die Wechselstrom erzeugt. Der in den Längsinduktor bzw. das Induktionskabel eingespeiste Wechselstrom hat ein sich zeitlich änderndes Magnetfeld zur Folge, das in einer Schiene, auf die der Längsinduktor bzw. das Induktionskabel aufgelegt ist, Wirbelströme induziert und damit Wärme erzeugt. Für die Anwendung in dem System geeignete Längsinduktoren bzw. Induktionskabel sind als solche bekannt. Sie sind in der Regel relativ flexibel und sollten den bei Durchführung des Verfahrens in den Schienen auftretenden Temperaturen standhalten können. Die in die Schiene eingebrachte Leistung und damit die Temperatur der Schiene lässt sich gut steuern. Die Temperatur der Schiene kann z.B. mit Hilfe von an den Schienen angebrachten Temperaturfühlern überwacht werden.
  • Wenn das Spurmaß des Wagens einstellbar ist, lässt sich ein gegebener Wagen für Arbeiten an Gleisen unterschiedlicher Spurweiten verwenden. Dazu kann ein Unterbau des Wagens aus zwei aus Metallprofilen bestehenden Bauteilen gebildet sein, die teleskopartig ineinander geschoben sind, wobei diese Bauteile quer zu der mit der Auftragsschweißung zu versehenden Schiene angeordnet sind. Durch die teleskopartige Verstellmöglichkeit kann die Breite des Unterbaus des Wagens dem Spurmaß des Gleises angepasst werden, das die mit der Auftragsschweißung zu versehende Schiene enthält, beispielsweise einem Spurmaß im Bereich von 1000 mm bis 1500 mm.
  • Bei vorteilhaften Ausführungsformen des Systems weist der Wagen einen Antrieb auf, der für eine selbsttätige Bewegung des Wagens während eines Schweißvorgangs sorgt. Im Prinzip lässt sich aber auch ein externer Antrieb verwenden, z.B. über einen Seilzug, oder der Wagen kann von Hand bewegt werden.
  • Der Wagen kann ein Fahrwerk mit z.B. sechs Rädern (vorzugsweise mit Spurkranz) aufweisen, die einzeln gelagert und gegeneinander elektrisch isoliert sind. Dadurch besteht keine elektrische Verbindung zwischen den Rädern der beiden Seiten des Wagens. Wenn der Wagen einen Antrieb aufweist, steht vorzugsweise mindestens eines der an einer Seite des Wagens befindlichen Räder, die auf die zu schweißende Schiene aufgesetzt sind, mit einer Antriebsvorrichtung in Verbindung. Bei insgesamt sechs Rädern können auch alle drei Räder einer Seite angetrieben sein. Die nicht antreibbaren Räder können entsprechend dem antreibbaren Rad bzw. den antreibbaren Rädern ausgebildet sein, sind aber nicht starr damit verbunden. Dadurch wird ein zwangfreies Fahren des Wagens auch in bogenförmigen Schienen ermöglicht. Zweckmäßigerweise können die Räder des Wagens einen Durchmesser von etwa 250 mm aufweisen.
  • Damit die Vorrichtung ohne Hilfsmittel z.B. über eine Straße zum Einsatzort gebracht werden kann, sind bei einer vorteilhaften Ausführungsform im mittleren Bereich des Wagens zwei mit einer Gummibereifung versehene Räder angeordnet, die mit einer Hubvorrichtung in Verbindung stehen. Mittels der Hubvorrichtung, die elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder auch von Hand betrieben werden kann, lassen sich die mit der Gummibereifung versehenen Räder nach unten ausfahren, um damit den Wagen als Ganzes anzuheben, der dann z.B. als einachsiger Anhänger verwendet werden kann. Die Achse der beiden gummibereiften Räder kann quer zu den Achsen der zur Auflage auf dem Gleis vorgesehenen Räder stehen.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das System mit einem Bedienpult versehen, mit dem die Fahrgeschwindigkeit des Wagens und damit die Schweißgeschwindigkeit einstellbar ist, beispielsweise auf eine Geschwindigkeit von 100 mm/Minute bis 1500 mm/Minute. Das Bedienpult bietet ferner die Möglichkeit, einen potentialfreien Kontakt und eine Start- und Stoppfunktion gemäß voreingestellter Parameter bereitzustellen. Das Bedienpult kann auf dem Wagen angeordnet sein und die Steuerung oder einen Teil davon enthalten.
  • Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Systems für die Durchführung des Schweißverfahrens besteht darin, dass für die Bedienung nur eine einzige Person benötigt wird.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
  • 1 eine schematische Querschnittsansicht einer beschädigten Rillenschiene mit aufgelegtem Induktionskabel aus einer Ausführungsform des Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 in den Teilen (a), (b) und (c) eine schematische Darstellung, die den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand mehrerer aufeinander folgender Schritte veranschaulicht, und
  • 3 eine dreidimensionale Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems zur Durchführung des Verfahrens.
  • In 1 ist in schematischer Ansicht eine Rillenschiene 1 dargestellt, wie sie vielfach in Städten im Straßenbereich für Straßenbahnen verlegt ist. Die Rillenschiene 1 weist einen Schienenkopf 2, über den die Laufflächen der Räder von Schienenfahrzeugen abrollen, sowie eine Rille 3 auf, die die Spurkränze der Räder aufnimmt. Der Schienenkopf 2 mit der Rille 3 ist über einen Steg mit einem Fuß 4 verbunden. Die in 1 gezeigte Rillenschiene 1 ist elastisch gelagert, um Geräusche zu dämpfen. Zu diesem Zweck befindet sich unter dem Fuß 4 und auch seitlich davon elastisches Material 6, das über einem in 1 nicht im Detail gezeigten Unterbau 7 aufliegt. Die Rillenschiene 1 ist mit Hilfe einer Eindeckung 8, die ebenfalls nicht im Detail dargestellt ist, quasi in die Straße eingelassen. Um eine ausreichende Geräuschdämmung zu gewährleisten, kann auch oberhalb des Fußes 4 sowie auf beiden Seiten des Steges dämpfendes Material angeordnet sein. Zwei parallel verlaufende Rillenschienen 1 bilden zusammen ein Gleis.
  • In 1 ist an der mit 9 gekennzeichneten Stelle eine durch Verschleiß entstandene Fehlstelle angezeigt, wie sie z.B. häufig in Kurven auftritt. Grundsätzlich kann man solche Fehlstellen durch Aufschweißen von Zusatzmaterial (Auftragsschweißen) und anschließendes Schleifen ausbessern. Bei der in 1 dargestellten Rillenschiene 1 besteht jedoch das Problem, dass das elastische Material 6 bei dem Schweißvorgang nicht zu sehr erwärmt werden darf.
  • In 2 ist in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens für das Auftragsschweißen bei elastisch gelagerten Schienen dargestellt, mit dem sich dieses Problem vermeiden lässt.
  • 2(a) zeigt die Rillenschiene 1 in Aufsicht von oben, wobei Teile des Schienenkopfes 2 und die Rille 3 zu erkennen sind. Auf den Schienenkopf 2 ist ein im Ausführungsbeispiel flexibles Induktionskabel 10 aufgelegt, das im Querschnitt relativ flach ist, siehe auch 1. Das Induktionskabel 10 erstreckt sich über einen mit einer Auftragsschweißung zu versehenden Schienenabschnitt von z.B. 10 m Länge und ist über eine Zuleitung an eine in 2 nicht eingezeichnete Versorgungseinrichtung angeschlossen, die Wechselstrom in das Induktionskabel 10 einspeist. Dadurch werden in der Rillenschiene 1 Wirbelströme induziert, die die Rillenschiene 1 erwärmen. Die Temperatur der Rillenschiene 1 wird mit Hilfe von in 2 nicht eingezeichneten Temperaturfühlern gemessen und im Ausführungsbeispiel so geregelt, dass sie weitgehend konstant und homogen über den mit der Auftragsschweißung zu versehenden Schienenabschnitt verteilt ist und 200°C nicht überschreitet. Dadurch wird gewährleistet, dass das elastische Material 6 am Fuß 4 der Rillenschiene 1 eine maximal zulässige Temperatur nicht übersteigt.
  • Um die in 2(a) einfach schraffiert eingezeichnete Fehlstelle 9 durch Auftragsschweißen auszubessern, wird im Ausführungsbeispiel ein weiter unten anhand von 3 beschriebener Wagen mit einer Auftragsschweißvorrichtung auf dem Gleis mit der Rillenschiene 1 in der in 2(b) eingezeichneten Richtung verfahren. Dabei bewegt sich eine Schweißstelle 12 in Pfeilrichtung entlang der Rillenschiene 1, wobei Zusatzmaterial auf die Fehlstelle 9 aufgeschweißt wird. Um zu verhindern, dass das Induktionskabel 10 im Bereich der Schweißstelle 12 in unzulässiger Weise erhitzt wird, wird das Induktionskabel 10 ein Stück vor der aktuellen Schweißstelle 12 weggeschoben (z.B. von Hand oder durch eine Führung an dem Wagen), kann aber relativ kurz nach dem Schweißvorgang wieder so wie zuvor aufgelegt werden, wie aus 2(b) ersichtlich und in 2(c) dargestellt. Die ausgebesserte Fehlstelle 9, die abschließend noch geschliffen werden muss, ist in 2(c) doppelt schraffiert eingezeichnet.
  • Für das Verfahren besonders geeignete Schweißverfahren gewährleisten an der Schweißstelle 12 einen kontrolliert geringen Wärmeeintrag. Dazu gehören die dem Fachmann bekannten Verfahren "ColdMIG" und "HighPULSE" der Merkle Schweißanlagen-Technik GmbH, Kötz, Deutschland. Dabei handelt es sich um Lichtbogen-Schweißverfahren (Elektroschweißen). Im Ausführungsbeispiel ist der Schweißvorgang rechnergesteuert, und alle Schweißparameter sind einstellbar und werden auch dokumentiert. Da die Rillenschiene 1 über das Induktionskabel 10 vorgewärmt ist, kann der Schweißvorgang über die Stromzufuhr und die Führung der Fülldrahtelektrode so geregelt werden, dass nur ein sehr niedriger Wärmeeintrag auf den Grundwerkstoff der Rillenschiene 1 erfolgt.
  • Relativ kurze Zeit, nachdem sich die Schweißstelle 12 von der in 2(b) betrachteten Stelle wegbewegt hat, kann das Induktionskabel 10 wieder gerade auf den Schienenkopf 2 gelegt werden, wie bereits erwähnt, siehe 2(c). Der mit der Auftragsschweißung versehene Schienenabschnitt kann anschließend durch Verringern der in das Induktionskabel 10 eingespeisten Leistung kontrolliert abgekühlt werden. Dadurch lassen sich thermische Spannungen verhindern.
  • Eine zu starke Temperaturerhöhung durch den Schweißvorgang selbst kann auch vermieden werden, indem die Auftragsschweißung in mehreren Lagen aufgebracht wird, z.B. in fünf oder sieben Lagen. Dadurch verbleibt zwischen den Schweißvorgängen für die einzelnen Lagen Zeit (z.B. 10 min) für eine Abkühlung und Stabilisierung der Temperaturverteilung innerhalb des Schienenkörpers. Diese Zeitspanne bedeutet keinen Leerlauf bei den Arbeiten, da bei einer typischen Schweißgeschwindigkeit von z.B. 800 mm/min in z.B. 10 min ein vorgewärmter Schienenabschnitt einer Länge von 8 m mit einer Schweißlage versehen werden kann, so dass bei Beginn des Schweißvorgangs für die nächste Lage bereits mehr als 10 min vergangen sind.
  • In 3 ist eine Ausführungsform eines mit 20 bezeichneten Systems zur Durchführung des erläuterten Verfahrens in dreidimensionaler schematischer Ansicht dargestellt.
  • Das System 20 enthält einen auf einem Gleis 22 mit zwei Rillenschienen 23 (entsprechend der Rillenschiene 3) verfahrbaren Wagen 24. Auf dem Wagen 24 ist eine Auftragsschweißvorrichtung 26 mit einem Gehäuse 27 angeordnet. Das Gehäuse 27 ist über ein flexibles Kabel an eine externe Stromquelle (nicht eingezeichnet) angeschlossen. Es enthält einen Schweißtransformator und eine Steuervorrichtung. Über ein Kabel ist es mit einer an einer Halterung 28 angebrachten selbststützenden Fülldrahtelektrode 29 verbunden. Die Auftragsschweißvorrichtung 26 als solche ist vorbekannt und kann z.B. für die Durchführung des "HighPULSE"- oder des "ColdMIG"-Schweißverfahrens eingerichtet sein. Die Halterung 28 ist mit einem Antrieb versehen, so dass die Fülldrahtelektrode 29 in gesteuerter Weise auf die ihr gegenüberliegende Rillenschiene 23 zu bewegt werden kann.
  • Ferner können sich auf dem Wagen 24 eine Schutzgashaube und eine Schutzgasflasche befinden (in 3 nicht eingezeichnet), um den Schweißvorgang unter Schutzgas durchzuführen.
  • Der Wagen 24 ist mit einem Fahrwerk 30 (Unterbau) versehen, das im Ausführungsbeispiel sechs Räder 32 aufweist. Das Fahrwerk 30 ist auf das Spurmaß des Gleises 22 einstellbar. Dazu sind quer zu den Rillenschienen 23 verlaufende Querträger des Wagens 24 teleskopartig auseinanderschiebbar gestaltet. Die Räder 32 sind einzeln gelagert und gegeneinander elektrisch isoliert. Mindestens eines der Räder 32 ist über einen in 3 nicht gesondert eingezeichneten elektrischen Antrieb mit einstellbarer Drehgeschwindigkeit antreibbar. Damit kann sich der Wagen mit einer einstellbaren Geschwindigkeit von z.B. 100 mm/min bis 1500 mm/min über das Gleis 22 bewegen.
  • In 3 sind ferner zwei Räder 34 mit einer Gummibereifung zu erkennen, die von einer Hubvorrichtung 36 gehalten werden. Die Achse der Räder 34 verläuft quer zu den Achsen der Räder 32 des Fahrwerks 30. Mit Hilfe der Hubvorrichtung 36 können die Räder in den in 3 gezeigten Zustand angehoben oder nach unten ausgefahren werden. Wenn die Räder 34 nach unten ausgefahren sind, kann der Wagen 24 als Handwagen oder als einachsiger Anhänger unabhängig von dem Gleis 22 über die Straße bewegt werden.
  • In 3 ist ferner eine Versorgungseinrichtung 40 dargestellt, an die sich zwei Induktionskabel 10 (siehe 1 und 2) anschließen lassen. Im Ausführungsbeispiel ist die Versorgungseinrichtung ein Induktionssystem vom Typ "Miller ProHeat 35" mit einer Nennleistung von 35 kW und einer Ausgangsfrequenz von 5 kHz bis 30 kHz im Dauerbetrieb. Ferner enthält die Versorgungseinrichtung 40 eine Regeleinrichtung für die Temperatur des mit einer Auftragsschweißung zu versehenden Schienenabschnitts. Die Temperatur dieses Schienenabschnitts, der je nach Länge der Induktionskabel 10 eine Länge von z.B. 15 m haben kann, wird mit Hilfe von Temperaturfühlern an den Rillenschienen erfasst, die mit Hilfe von flexiblen Zuleitungen an die Regeleinrichtung in der Versorgungseinrichtung 40 angeschlossen sind.
  • Beim Schweißvorgang (Auftragsschweißen) wird der Wagen 24 mit Hilfe seines Antriebs entlang dem Gleis 22 vorbewegt. Die Fülldrahtelektrode 29 wird entsprechend dem Verbrauch an Schweißmaterial mittels der Halterung 28 vorgeschoben. Die Arbeitsgeschwindigkeit des Wagens 24, der Drahtvorschub und auch die Schweißspannung und der Schweißstrom sind Regelparameter für die digitale Prozesssteuerung, die mit Hilfe eines im Ausführungsbeispiel in dem Gehäuse 27 angeordneten Prozessors durchgeführt wird.
  • Bei einer Variante des Ausführungsbeispiels ist an dem Wagen 24 zusätzlich zu dem Gehäuse 27 ein von außen leicht zugängliches Steuerpult mit Bedienungselementen angeordnet, in dem sich außerdem die Steuerung oder Teile davon befinden können. Zur Steuerung, Überwachung und Dokumentation kann grundsätzlich auch (oder zusätzlich) ein Computer verwendet werden, der z.B. in dem Steuerpult eingebaut oder über eine Datenfernübertragung angeschlossen ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • EN 14700 [0013]
    • EN 14700 [0014]

Claims (15)

  1. Verfahren für das Auftragsschweißen bei elastisch gelagerten oder elektrisch isolierten Vignolschienen oder Rillenschienen (1; 23), wobei ein mit einer Auftragsschweißung zu versehender Schienenabschnitt über seine gesamte Länge mittels eines Magnetfelds erwärmt wird, das durch auf die Schiene (1) aufgelegte Längsinduktoren oder Induktionskabel (10) erzeugt wird, und die Auftragsschweißung an dem erwärmten Schienenabschnitt durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Schienenabschnitts mittels des Magnetfelds auf eine Temperatur von etwa 200ºC begrenzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Schienenabschnitts mittels des Magnetfelds auf eine aus der folgenden Liste ausgewählte Temperatur begrenzt wird: 100ºC, 110ºC, 120ºC, 130ºC, 140ºC, 150ºC, 160ºC, 170ºC, 180ºC, 190ºC, 200ºC, 210ºC, 220ºC, 230ºC, 240ºC, 250ºC, 260ºC, 270ºC, 280ºC, 290ºC, 300ºC.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Schiene (1) aufgelegten Längsinduktoren oder Induktionskabel (10) bei Beginn des Schweißvorgangs von der Schiene (1) abgehoben und nach Beendigung des Schweißvorgangs wieder auf die Schiene (1) aufgelegt werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Schiene (1) aufgelegten Längsinduktoren oder Induktionskabel (10) lokal an einer mit einer Auftragsschweißung zu versehenden Stelle (12) zu Beginn des Schweißvorgangs von der Schiene (1) wegbewegt und nach Beendigung des Schweißvorgangs an dieser Stelle wieder auf die Schiene (1) bewegt werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsschweißung unter Verwendung einer Fülldrahtelektrode (29) durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fülldrahtelektrode (29) ein aus der folgenden Liste ausgewähltes Material aufweist: Legierung vom Typ T Fe10 gemäß EN 14700, Legierung vom Typ T Z Fe1 gemäß EN 14700.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ablauf des Schweißvorgangs und dafür relevante Parameter unter Verwendung eines Prozessors zeitlich dokumentiert werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Durchführung des Verfahrens ein System (20) mit den folgenden Komponenten verwendet wird: – einem Wagen (24), der auf Gleise (22) mit Schienen (23), an denen das Verfahren durchzuführen ist, aufsetzbar und entlang der Gleise (22) bewegbar ist, – einer auf dem Wagen (24) angeordneten Auftragsschweißvorrichtung (26) und – mindestens einem auf die Schiene (1; 23) auflegbaren Längsinduktor oder Induktionskabel (10) und einer zugehörigen Versorgungseinrichtung (40).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Wagen (24) während eines Schweißvorgangs selbsttätig bewegt.
  11. System zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit – einem Wagen (24), der auf Gleise (22) mit Schienen (23), an denen das Verfahren durchzuführen ist, aufsetzbar und längs der Gleise (22) bewegbar ist, – einer auf dem Wagen (24) angeordneten Auftragsschweißvorrichtung (26) und – mindestens einem auf die Schiene (1; 23) auflegbaren Längsinduktor oder Induktionskabel (10) und einer zugehörigen Versorgungseinrichtung (40).
  12. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Spurmaß des Wagens (24) einstellbar ist.
  13. System nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (24) einen Antrieb aufweist.
  14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Wagen (24) ein Fahrwerk (30) mit sechs Rädern (32) aufweist, die einzeln gelagert und gegeneinander elektrisch isoliert sind.
  15. System nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im mittleren Bereich des Wagens (24) zwei mit einer Gummibereifung versehene Räder (34) angeordnet sind, die mit einer Hubvorrichtung (36) in Verbindung stehen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110142534A (zh) * 2019-05-24 2019-08-20 中信国安建工集团有限公司 一种用于大顶棚装饰工程的安装设备及其使用方法

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EN 14700

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