DE1503676C3 - Einrichtung zur Erzeugung von Druckluft für aluminothermisches Schweißen - Google Patents

Description

schäftigt, für die Vorwärmung und die Bearbeitung der Verbindungsstellen die gleiche Druckmittelquelle zu verwenden. Eine Analyse der weiter oben kurz erwähnten Probleme zeigt, daß eine derartige Druckmittelquelle folgende Anforderungen erfüllen muß:

Für die Vorwärmung muß sie eine stündliche Luftmenge" von 80 bis 95 m³ (bezogen auf Normalbedingungen) unter einem mittleren Druck in der Größenordnung von 200 g/cm² liefern können.

Für die Bearbeitung muß sie stündlich eine Luftmenge von 30 bis 40 m³ (bezogen auf Normalbedingungen) unter einem hinreichend großen Druck von etwa 5 kg/cm² abgeben.

Es ist bisher lediglich eine Lösung bekanntgeworden (s. französische Patentschrift 1 007 809), welche mit einem großen Kompressor arbeitet, der in der Lage ist, 80 bis 95 Normal-m³ von einem Druck in der Größenordnug von 5 kg/cm² zu liefern. Um die erforderliche Luftmenge für die Vorwärmung unter geringerem Druck zu erhalten, verwendet man bei dieser bekannten Ausführung ein Druckminderventil, das die den Kompressor verlassende Luft auf einen Mittelwert senkt, der bei einem typischen Ausführungsbeispiel bei 200 g/cm² liegt.. Ein derartiger Kompressor ist ersichtlich außerordentlich aufwendig, und er hat einen großen Raumbedarf. Die Folge ist, daß er sich nur schlecht handhaben läßt und praktisch unbrauchbar für den Einsatz auf beweglichen Baustellen ist. Dies ist der Grund dafür, daß man es im allgemeinen vorzieht, zwei voneinander unabhängige Aggregate zu verwenden, und zwar einen Überdruckerzeuger als Teil eines Vorwärmaggregates und einen kleinen Kompressor zum Antrieb eines Preßluftmeißels für die Bearbeitung der Verbindungsstellen.

Aus der französischen Patentschrift 1 007 809 ist es bekannt, eine Einrichtung der in Rede'stehenden Art mit einem Zweistufenkompressor auszustatten, welcher einen ersten Zylinder zur Versorgung eines Niederdruckleitungssystems und einen diesem Zylinder nachgeschalteten Zylinder zur Versorgung eines Hochdruckleitungssystems aufweist. Die erste Stufe dieses Kompressors muß so dimensioniert sein, daß sie in der Lage ist, eine hinreichende Luftmenge für die Vorwärmbrenner zu liefern. Man benötigt daher einen teueren Kompressor, dessen Raumbedarf groß ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die sich durch ein geringes Gewicht und große Einfachheit auszeichnet.

Dies wird bei einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß der Kompressor über eine Umschaltvorrichtung wahlweise mit dem einen oder anderen der beiden Leitungssysteme verbindbar ist und als Druckmindereinrichtung des Niederdruckleitungssystems eine Saugstrahlpumpe dient, die gleichzeitig mit dem Senken des Druckes eine Erhöhung der Luftmenge für den oder die Vorwärmbrenner bewirkt.

Der Kompressor kann in üblicher Weise durch einen Verbrennungsmotor angetrieben werden. Bei einer stündlichen Fördermenge von 30 bis 40 Normal-m³ Luft mit einem Druck in der Größenordnung von 5 kg/cm² ist es ohne weiteres möglich, ein Druckluftwerkzeug, wie einen Preßluftmeißel oder Preßlufthammer, anzutreiben, wenn der Kompressor Druckluft in das erste Leitungssystem abgibt. Wird dagegen der Kompressorausgang mit dem zweiten Leitungssystem verbunden, reißt die aus dem Kompressor austretende Luft in der Strahlpumpe ähnlich wie das Wasser einer Wasserstrahlpumpe Außenluft mit und befördert diese weiter. Die Folge ist, daß am Ausgang der Strahlpumpe eine mindestens doppelt so große Luftmenge wie am Kompressorausgang zur Verfügung steht, und zwar unter einem wesentlich verringerten Druck. Beispielsweise können so stündlieh 85 bis 95 Normal-m³ bei einem Druck in der Größenordnung von 200 g/cm² abgegeben werden. Eine derartige Druckluftmenge reicht gut für die Speisung der Vorwärmbrenner aus, um, wie oben erklärt, ein Schienenpaar zu verbinden.

Die Verwendung einer Strahlpumpe für die Speisung von Brennern ist bisher niemals vorgeschlagen worden. Derartige Strahlpumpen sind zwar wohlbekannt, man verwendet sie jedoch hauptsächlich auf dem Gebiet der Belüftung und der pneuma-

ao tischen Förderung. Dies mag seinen Grund darin haben, daß es zunächst zweckmäßig erscheint, zur Erzeugung einer Vorwärmluft mit einem Druck von 200 g/cm² diese Luft zunächst auf einen Druck in der Größenordnung von 5 kg/cm² vorzuspannen, um die anschließend wieder zu entspannen. Trotz des verhältnismäßig guten Wirkungsgrades des Düsenkanals wäre ein derartiges Verfahren, vom energetischen Standpunkt betrachtet, an sich unrentabel. Im vorliegenden Fall wird die Anordnung jedoch deshalb vorteilhaft, weil man ohnehin eine Druckluftquelle benötigt, die Druckluft mit einem Druck in der Größenordnung von 5 kg/cm² zur Speisung des Bearbeitungswerkzeuges abgibt.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht in ihrem geringen Gewicht. Eine Einrichtung,nach der Erfindung wiegt etwa 150 kg. Das ist weniger als etwa die Hälfte des Gewichts bekannter Einrichtungen, die mit einem Kompressor und einem Üebrdruckerzeuger arbeiten oder einen großen Kompressor und ein Druckminderventil aufweisen. Die erfindungsgemäße Einrichtung kann ohne Schwierigkeiten auf Räder montiert werden und ist daher für den Einsatz auf beweglichen Baustellen geeignet.

Mit der nachfolgenden Beschreibung werden zwei beispielhafte, in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsformen nach der Erfindung erläutert. Es zeigen

Fig. 1, 2 und 3 eine Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Ansicht in Richtung des Pfeils /in F i g. 1 einer Einrichtung zur Erzeugung von Druckluft unter Anwendung der Erfindung;

F i g. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine Saugstrahlpumpe, wie sie bei der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet wird, und

F i g. 5 ein Prinzipschema der erfindungsgemäßen Einrichtung.

Die Einrichtung besitzt ein Chassis, welches aus Rohren besteht, die als Luftreservoir 1 dienen. Sie ist mit einem Paar von Rädern 1 α versehen und hat mit absenkbaren Ständern versehene Deichseln 1 b. Der Speicher 1 ist mit einer Anzapfung 38 für ein Hochdruckmanometer ausgerüstet.

Auf dem Chassis ist ein Benzinmotor 2 montiert, der mit einem Luftfilter 20 und mit einem Benzintank 19 versehen ist, welcher unabhängig vojn Hauptbehälter 11 für den Brennstoff der Vorwärmbrenner ist, welcher später beschrieben wird. Über eine

Kupplung 21, die mit Hilfe eines Hebels 30 steuerbar ist, treibt der Motor eine Riemenscheibe 46 an. Diese Riemenscheibe treibt über Keilriemen 3 außer der Riemenscheibe 31 einer durch das Teil 32 abgestützten biegsamen Welle 10 eine Riemenscheibe 47 eines Kompressors 4.

Der Kompressor 4 ist mit einem Ansaugfilter 4 α versehen, mit dem er über die Leitung 25 verbunden ist. Die Zylinder des Kompressors sind über eine Ausgleichsvorrichtung 23 miteinander verbunden. Die Leitung 24 führt zu einem Sicherheitsventil 17. Die Hauptleitungen 22 und 22 a des Kompressors verlaufen zu Anschlüssen 26 auf dem Speicher für die Luft hohen Druckes. Ein Entnahmeventil 16 steht gegebenenfalls mit dem Sicherheitsventil 17 in Verbindung.

Vom Druckluftspeicher gelangt die Luft hohen Druckes über eine öffnung 27 und einen wahlweise vorgesehenen Luftfilter 28 zu einem Dreiwegehahn 5.

Über diesen Dreiwegehahn kann gespeichert werden: einerseits ein Hochdruckleitungssystem 6 zur Speisung eines Druckluftwerkzeuges W (Fig. 5), das mit Luft unter einem Druck von 5 bis 6 kg/cm² arbeitet; bei diesem Werkzeug kann es sich z. B. um einen Bearbeitungsmeißel (Arbeitsvorgang g) oder um ein pneumatisches Schleifaggregat (Arbeitsvorgang h) handeln, andererseits ein Niederdruckleitungssystem 7, das als wesentlichen Bestandteil eine Saugstrahlpumpe 7 α aufweist, die im einzelnen in F ig. 4 dargestellt ist und mit einem mit niedrigem Druck betriebenen Vorwärmbrenner B (Fig. 5) in Verbindung steht.

Die Saugstrahlpumpe Ta besteht im wesentlichen aus einer Düse 39, in die vom Dreiwegehahn 5 her in Richtung 43 Luft hohen Druckes eingeleitet wird. Im Verschlußstück 40 wird durch die seitlichen Öffnungen 44 Außenluft angesaugt, die ein Luftfilter 7 c passiert. 'Das Pumpenrohr, das im vorliegenden Fall aus zwei Teilen 41 und 42 besteht, gibt bei 45 eine vermehrte Luftmenge niedrigeren Druckes ab.

Zu Einrichtung Tb gehören unter anderem das oder die Niederdruckventile Td und eine oder mehrere Entnahmerohre 7 e des Niederdruckleitungssystems, an die eine oder mehrere niedrigen Druck erfordernde Vorwärmbrenner angeschlossen werden

ίο können. Es kann auch ein Niederdruckmanometer 35 vorgesehen sein. Als Brennstoff für die Vorwärmbrenner verwendet man normales Benzin, welches sich in einem Behälter 11 befindet, der auf dem Chassis 1 angeordnet ist. Dieser Behälter weist nur eine öffnung 8 auf, die auch zum Nachfüllen dient. Diese Öffnung wird durch einen Stopfen 9 abgeschlossen, der eine Luftzufuhrleitung 12 und eine Entnahmeleitung 13 für den Brennstoff aufweist. Der Brennstoff im Behälter 11 wird über die Leitung 12

so mit Druck beaufschlagt. Diese Leitung 12 geht vom Ausgang der Saugstrahlpumpe Ta ab, und zwar oberhalb der Einrichtung 7 b. Das Benzin gelangt so infolge Saugheberwirkung zu den Einspritzdüsen 15 der Vorwärmbrenner, und zwar über eine Leitung

as 13, die es zur Einrichtung 7 ft führt und mit einem Hahn 14 versehen ist, der eine Verbindung mit der Atmosphäre zuläßt, um den Saugheber in Tätigkeit zu setzen. Die Einrichtung 7 b ist mit Benzinhähnen 18 für die Einspritzdüsen ausgestattet.

Die erfindungsgemäße Einrichtung wird durch eine Auflage für 2-Liter-Standardölbehälter 29 und einen Werkzeugkasten 33 vervollständigt.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht, wie bereits erwähnt, darin, daß sie durch die Verwendung der Saugstrahlpumpe 7 a eine außerordentlich leichte Bauart gestattet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

e) das Abgießen des aluminothermischen Metalls, Patentanspruch: welches die Schweißung durch zugeführtes

Metall gestattet,

Einrichtung zum Erzeugen von Druckluft für _{f) das Freü der} Verbindung, '

ein Druckluftwerkzeug zum Bearbeiten und min- 5

destens einen Brenner zum Vorwärmen alumino- g) das Beseitigen von überschüssigem Metall durch, thermisch zu schweißender Schienenverbindungen spanabhebende.Bearbeitung, und zwar insbeson-

mit einem Kompressor, der durch einen mit ihm dere am Umfang des Kopfes der miteinander

auf einem gemeinsamen Chassis angeordneten verbundenen Schienen,

Motor antreibbar ist und einerseits zur Ver- _{10 h) das Schleifen der} Verbindung, insbesondere an sorgung des Druckluftwerkzeuges mit einer Luft- _{der Rollfläche und den Ränd}*_{rn der RoUfläche}

menge hohen Druckes über ein Hochdruck- um im Bereich der Schweißstelle das Schienenleitungssystem und andererseits zur Versorgung kopfpronl wieder einwandfrei herzustellen,

des Vorwarmbrenners mit einer Luftmenge ^r

niedrigen Druckes über ein Niederdruckleitungs- 15 Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit system dient, das eine in Reihe mit dem Korn- einer Hilfseinrichtung zur Durchführung der Arbeitspressor geschaltete Druckmindereinrichtung auf- vorgänge d, g und zusätzlich h, und zwar auf eine weist, dadurch gekennzeichnet, daß der besonders einfache und vorteilhafte Weise. Kompressor (4) über eine Umschaltvorrich- Zum Vorwärmen benötigt man einen gasförmigen

tung (5) wahlweise mit dem einen oder anderen 20 oder flüssigen Brennstoff, wie z. B- Benzin. Dieser der beiden Leitungssysteme (6, 7) verbindbar ist Brennstoff wird mit Sauerstoff oder Luft gemischt und als Druckmindereinrichtung des Nieder- und das Brenngemisch in eine Form eingeführt, in druckleitungssystems (7) eine Saugstrahlpümpe der die Verbrennung stattfindet. Üblicherweise ver-(7 a) dient, die gleichzeitig mit dem Senken des wendet man für die Einführung des Brennstoffes in Druckes eine Erhöhung der Luftmenge für den 25 die Form Brenner. Bei normalen Bedingungen, wie oder die Vorwärmbrenner bewirkt. ■ sie bei bekannten Vorwärmformen verwendet wer

den, ist man bestrebt, an den Schienenenden Temperaturen in der Größenordnung von 800° C zu erzielen. Hierfür benötigt man eine Druckluftquelle,

' 30 welche je nach Art des Brenners und des Brenn

stoffes Druckluft mit einem Druck zwischen 100 und 300 g/cni- liefert. Üblicherweise wird als Brennstoff normales Benzin verwendet und die Verbrennungs-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung luft unter einem Druck von 200 g/cm² zugeführt, zum Erzeugen von Druckluft für ein Druckluft- 35 Unter diesen Bedingungen braucht man für eine werkzeug zum Bearbeiten und mindestens einen gleichzeitige Vorwärmung der beiden zu verbinden-Brenner zum Vorwärmen aluminothermisch zu den Stücke stündlich 80 bis 95 Normal-m³ ■Primärschweißender Schienenverbindungen mit einem Korn-' luft.

pressor, der durch einen mit ihm auf einem gemein- Im allgemeinen wird eine derartige Luftmenge zur

samen Chassis angeordneten Motor antreibbar ist 40 Vorwärmung bei dem genannten mittleren Druck und einerseits zur Versorgung des Druckluftwerk- von einem Kompressor geliefert, der durch einen zeuges mit einer Luftmenge hohen Druckes über Verbrennungsmotor angetrieben wird. Der Komein Hochdruckleitungssystem und andererseits zur pressor und der Motor bilden einen Teil einer einVersorgung des Vorwarmbrenners mit einer Luft- heitlichen Einrichtung, die man als Vorwärmaggregat menge niedrigen Druckes über ein Niederdruck- 45 bezeichnet.

leitungssystem dient, das eine in Reihe mit dem Für die spanabhebende Bearbeitung der VerKompressor geschaltete Druckmindereinrichtung auf- bindungsstellen, d. h. für die Entfernung des nach weist. der Herstellung der Verbindung'verbleibenden über-

Bei der aluminothermischen Schweißung zweier schüssigen Materials, verwendet man vorteilhafter-Eisenbahnschienen werden üblicherweise folgende 50 weise einen Preßluftmeißel oder einen Preßluft-Arbeitsvorgänge durchgeführt: hammer. Ein derartiges Gerät erfordert eine Druck-

luftquelle für die Bereitstellung von Druckluft von

a) das Vorbereiten und Ausrichten der Schienen, einem vergleichsweise hohen Wert, z.B. in der um sicherzustellen, daß sie nach dem Schweiß- Größenordnung von 5 kg/cm². Die erforderliche Vorgang einwandfrei fluchten, 55 Luftmenge ist dagegen vergleichsweise gering. Zum

Beispiel benötigt man für den Betrieb eines Preßluft-

b) das Herstellen eines hinreichend großen Zwi- hammers stündlich etwa 30 bis 40 Normal-m» Luft, schenraumes zwischen den beiden Schienen, um _{Man hat zum} Antrieb des Preßluftmeißels bereits eine Schweißung unter günstigen Bedingungen Druckluft aus Flaschen verwendet. Eine derartige zu ermöglichen, 60 Methode ist jedoch sehr aufwendig, da die Gewichte

c) das Anbringen einer aus hitzebeständigem Ma- ^der. Flaschen hoch sind und ihr Preis ebenfalls nicht terial bestehenden Gießform, welche die Zufuhr g^enn8 ^ist· ^Im allgemeinen verwendet man daher des Metalls für die Thermitschweißung gestattet ^emen Kompressor. Die Anwendung^dieser Technik und in bestimmten Fällen die Vorwärmung der ^ist J^och im wesentlichen auf ortsfeste Baustellen zu verschweißenden Enden ⁶,⁵ beschränkt. Bei beweglichen Baustellen begnügt man

' ' sich damit, die Bearbeitung der Verbindungsstellen

d) die wahlweise, . aber sehr vorteilhafte Vor- mit Hilfe einfacher Werkzeuge vorzunehmen, wärmung der zu verschweißenden Enden, Man hat sich seit langem mit dem Gedanken be-