DE166405C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die bisher bekannten Verfahren zum Zusammenschweißen von Eisenbahnschienen im Gleis besitzen den Nachteil, daß an den Schweißstellen Spannungen im Schienenstrang zurückbleiben und infolgedessen, namentlich im Winter, Schienenbrüche auftreten.

Das nachstehend beschriebene Verfahren zum Zusammenschweißen von Eisenbahnschienen im Gleis hat den Zweck, die Schienen

ίο derart zusammenzuschweißen, daß nach dem Erkalten der Schweißstellen keinerlei Spannungen im Schienenstrang zurückbleiben.

Die Fig. ι bis io der beiliegenden Zeichnungen dienen zur Erläuterung des Verfahrens.

Die Schienen sind an den Enden nicht wie bisher rechtwinklig, sondern schräg zur Schiencnlängsachse geschnitten. Beim Verlegen neuer Gleise werden größere Zwischenräume zwischen je zwei Schienen gelassen; bei der Reparatur von ausgefahrenen Schienenstößen werden die abgenutzten Schienenenden im Gleis schräg weggeschnitten, so daß zwischen je zwei Schienen eine größere Lücke entsteht, wie in Fig. 1 dargestellt.

Die beiden zusammenzuschweißenden Schienenenden werden durch eine zweiteilige eiserne Form, wie sie bei den bisher bes kannten Schweißverfahren benutzt wird, fest verbunden, so daß die beiden Schienen sowohl in der Richtung ihrer Längsachse als auch seitlich — quer zur Schienenachse — unverrückbar festgehalten werden. Die zweiteilige Gußform ist in beispielsweiser Ausführung aus den Fig. 3 und 6 bis 10 zu ersehen. ,

Das Neue und Wesentliche des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß in die trapezförmige Lücke zwischen zwei Schienenenden α α ein entsprechend keilförmig geschnittenes Zwischenstück b derart eingefügt wird, daß dieser Keil noch ein Stück über die Schienenfahrfläche übersteht, wie Fig. 2 und die weiteren Figuren zeigen.

Es kommt entweder, wie Fig. 2, 7 und 8 zeigen, ein breiter Keil, oder es kommen, wie Fig. 9 und 10 zeigen, ein oder zwei schmale Keile zur Anwendung.

Fig. ,1, 2 und 3 veranschaulichen am besten das Prinzip des Verfahrens; die Fig. 4 bis 10 sind verschiedene beispielsweise Ausführungsformen. :

Die Schweißung erfolgt in nachstehender ■ Weise:

Die Berührungsflächen zwischen den Schienen α α und dem Keil b werden entweder auf elektrischem Wege oder nach dem GoIdschmidt'schen Thermitverfahren, oder durch brennbare Gase zu einer so hohen Temperatur gebracht, daß das Material der einzelnen Teile bis auf eine gewisse Tiefe in einen halbflüssigen bis flüssigen Zustand übergeht und die Teile sich auf diese Weise miteinander verbinden. Sobald die zu einer derartigen A^erbindung erforderliche Erweichung bezw. Verflüssigung des Materials eingetreten ist, wird mittels einer in Fig. 3 beispielsweise dargestellten, mit ,der Einspannvorrichtung verbundenen Presse d der Keil b mit entsprechendem Druck langsam tiefer eingepreßt. Man läßt den Druck auch nach Vereinigung der Berührungsflächen, also der Schweißung,

wenn die Temperatur wieder zurückgegangen ist, die Schweißstellen sich jedoch noch in weichem, teigartigem Zustande befinden, nachwirken, so daß noch Material nachgepreßt ' bczw. das Material an den Schweißstellen verdichtet wird.

Bei den bisherigen Schweißverfahren findet, nachdem die erweichten Enden der zu verbindenden Teile durch geschmolzenes Metall

ίο miteinander verbunden sind, nach -dem Übergang der Schweißstellen aus dem flüssigen in den teigigen Zustand, eine weitere Zuführung von Materialteilchen zwischen die miteinander verbundenen Querschnittsflächen nicht mehr statt, wenn die beiden zusammenzuschweißenden Schienenenden in der Richtung ihrer Längsachse unverrückbar festgehalten werden. Das die Querschnittsflächen tier Teile α und b miteinander verbindende Material ist nur das zwischen die zu verbindenden Flächen eingebrachte, aus dem geschmolzenen, hoch überhitzten Zustand bis zur vollständigen Erkaltung erstarrte Metall. Der innerhalb der zweiteiligen Form unverrückbar eingespannte Teil des geschweißten Schienenstranges hat das Bestreben, sich beim Erkalten zu verkürzen, — und da er dies nicht kann, so muß eine Dehnung desselben und infolgedessen eine Spannung zwischen den Molekülen des gedehnten Stabes eintreten. Da sich nun an den Schweißstellen nur ein Metall befindet, welches aus dem geschmolzenen, hoch überhitzten Zustand ohne nachherige genügende mechanische Durcharbeitung bis zur völligen Erkaltung erstarrt ist, so muß die schädliche Spannung an diesen Stellen am größten und gefährlichsten oder vielmehr nur an diesen Stellen vorhanden sein·. Es ist mithin naturgemäß, daß beim Befahren eines derart geschweißten Schienenstranges unter dem heftigen Schlagen unrund ausgefahrener Räder, namentlich im Winter, an den geschweißten Stellen leicht Schienenbrüche eintreten.

Demgegenüber ist bei dem Schweißverfahren, welches Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, die Wirkung folgende:

Die miteinander zu verbindenden Teile werden an den Endquerschnitten entweder durch den elektrischen Strom, beim aluminothermischen Verfahren durch das geschmolzene, hoch überhitzte Metall oder in sonstiger Weise in einen halbflüssigen bis flüssigen Zustand gebracht. Während dieses Zustandes der Schweißflächen wird das Zwischenstück b keilartig zwischen die Teile α α gepreßt und dieses Einpressen dauert nach der Temperatur, welche zur Vereinigung der Teile erforderlich war, noch weiter fort, solange das Metall sich in einem. teigigen Zustand befindet.

Es werden daher während der Schweißung und auch noch nach derselben an den betreffenden Stellen innerhalb des Schienenquerschnitts Mctallteilchcn eingepreßt; es findet eine Vermehrung der Moleküle innerhalb des Schienenquerschnittes und infolgedessen eine Verdichtung der Moleküle statt. Bei der vollständigen Erkaltung des innerhalb der eisernen Form d unverrückbar festgehaltenen Schienenstranges werden daher, da bei gleichem Querschnitt und unter sonst gleichen Verhältnissen mehr Moleküle in den Schweißstellen vorhanden sind, das molekulare Gefüge mithin ein weit dichteres ist, keine gefährlichen Spannungen eintreten.

Die vorliegende Keilschweißung eignet sich infolge der durch sie erzielten technischen Wirkung besonders vorteilhaft zur Reparatur abgenutzter Schienenstöße bei Straßenbahnen, ohne daß die Schienen aus dem Pflaster genommen werden müssen.

Bei den durch die Fig. 1 bis 3 und 7 bis 10 dargestellten Ausführungsformen wird das dem neuen Verfahren zugrunde liegende Prinzip am besten veranschaulicht. Es sind jedoch noch weitere Ausführungsformen möglich. Es werden z. B. nach Fig. 4 und 5 nur die Köpfe an beiden Schienenenden auf eine gewisse Länge schräg zur Schienenlängsachse abgeschnitten, und in die auf diese Weise gebildete Lücke wird ein keilartig gestaltetes Zwischenstück f in der bereits beschriebenen Weise eingeschweißt, wie Fig. 4 zeigt. Die Stege und Füße beider Schienenenden werden in diesem Falle in der bisherigen Weise durch irgend eine bekannte Verlaschung verbunden, indem z. B. Steg und Fuß mit geschmolzenem Eisen in Form einer Lasche umgössen werden.

Eine weitere Ausführungsform besteht, wie Fig. 5 zeigt, darin, daß die Schienenköpfe in wagerechter Richtung schräg zur Schienenlängsachse weggeschnitten und die Schienenenden durch eine Kopflasche h verbunden werden, deren seitlich ausladender Kopf keilartig in die trapezförmige Lücke zwischen den Schienenköpfen eingreift und mit den beiden Schienenköpfen in der bereits beschriebenen Weise, jedoch nicht senkrecht von oben? sondern wagerecht von der Seite, zusammengeschweißt wird. Der übrige an Steg und Fuß der Schienen anliegende Teil der Lasche wird an die Schiene in bekannter Weise angeschweißt.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Verfahren zum Zusammenschweißen von Eisenbahnschienen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschweißenden Enden schräg zur Schienenlängsachse ab- iao geschnitten werden und in die auf diese Weise hergestellte Lücke ein entsprechend

   keilförmig gestaltetes, mit seinem breiteren Teile bedeutend überstehendes Zwischenstück eingefügt wird, das während des Schweißprozesses und eine Zeitlang nach demselben zwischen die Schienenenden gepreßt wird, um durch Materialzufuhr die sonst eintretenden gefährlichen Spannungen in der Schweißstelle zu vermeiden.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den zu verschweißenden Enden nur die Schienenköpfe schräg abgeschnitten werden und die so entstandene Lücke in der beschriebenen Weise mit einem entsprechend gestalteten Zwischenstück ausgefüllt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.