DE19807457A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Reibschweißen von Eisenbahnschienen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reibschwei­ ßen von Eisenbahnschienen und vergleichbaren ähnlichen Trägerprofilen.

Zum fugenlosen Verbinden von Eisenbahnschienen werden derzeit im we­ sentlichen zwei Schweißverfahren eingesetzt das Alu-Thermit-Schweißen und das Elektroabbrennstumpfschweißen.

Beide Verfahren haben spezielle Vorzüge aber auch Mängel, die ein neues Schweißverfahren vermeidbar machen soll.

Reibschweißen von rotationssymmetrischen Körpern ist ein seit langem be­ kanntes Verfahren, das die beim Relativbewegen zweier unter Druck gegen­ einander gepreßter Körper entstehende Reibwärme dazu nützt, die zu ver­ schweißenden Volumenteile ausreichend weit zu erhitzen. In Rotationsreib­ schweißmaschinen wird mindestens eines der beiden zu verschweißenden Teile gedreht, nach ausreichendem Erwärmen an das zu verschweißende Gegenstück gepreßt und dann die Rotationsbewegung unterbrochen.

In Oszillationsschweißmaschinen wird eines der beiden zu verschweißenden Teile relativ zum Gegenstück oszillierend bewegt und dabei angepreßt, bis genügend viel Reibwärme zum Schweißen entwickelt worden ist.

Unter "Oszillation" sei hier das periodische Hin- und Herbewegen minde­ stens eines der beiden zu verschweißenden Teile zu verstehen. Ist die dabei durch laufende Bahn gerade, dann sei die Bewegung "Linearoszillation" ge­ nannt. Verläuft die Bahn gekrümmt, beispielsweise kreisförmig, elliptisch oder ähnlich, dann soll die Bewegung "Orbitaloszillation" heißen.

Weil Schienen im Gleis nicht zum Rotieren gebracht werden können, kommt zum Reibschweißen von Schienen nur Oszillation in Betracht.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nun in der Schaffung eines Verfahrens der gattungsgemäßen Art, bei dem das Reibschweißen zum Ver­ binden von Schienen sowohl in der Fertigung von Langschienen als auch zur Montage im Gleis verwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der gattungsge­ mäßen Art dadurch gelöst, daß ein Zwischenstück zwischen den zu verbin­ denden Schienenenden linear oder orbital oszillierend bewegt wird, während parallel dazu die beiden Schienenenden in Schienenlängsrichtung zueinan­ der an das Zwischenstück gepreßt werden, um die zum Schweißen notwendi­ ge Wärme durch Reibenergie auf beiden Kontaktflächen zwischen je einem der Schienenenden und je einer Schnittfläche des Zwischenstückes aufzu­ bringen. Durch ein derartiges Verfahren unter Einsatz eines Zwischen­ stückes sind in besonders vorteilhafter Weise kleinere wärmebeeinflußte Zo­ nen, eine kürzere Schweißzeit und weniger Schweißfehler erzielbar. Außer­ dem ist der konstruktive Aufwand zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in vorteilhafter Weise auf ein Minimum reduziert.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Zeichnung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum Oszillations­ reibschweißen von Schienen entlang der Schnittlinien AA, und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Zwei voneinander distanzierte Klemmvorrichtungen 1, die miteinander durch hydraulisch parallel zur Schienenlängsrichtung bewegbare Zuganker 2 verbun­ den sind, greifen die untereinander zu verbindenden Schienenenden 7 und bringen sie in die Startposition, das heißt auf die Distanz "x" zueinander. In diesen zwischen den Klemmvorrichtungen 1 befindlichen Zwischenraum wird ein passendes Zwischen- bzw. Formstück 4 (Schienen- oder Profilstück) mit der Länge x-Δx eingebracht und von einer Greifvorrichtung 5 gehalten, die einerseits formschlüssig mit einem Schwingantrieb 3 und andererseits - zweckmäßigerweise am freien, vom Schwingantrieb 3 distanzierten unteren Ende - über ein vorzugsweise elastisches Lenkersystem 6 mit einem oder mehreren Lenkern verbunden ist. Der Schwingantrieb 3 ist auf einem der beiden Klemmvorrichtungen 1 gelagert. Das Lenkersystem 6 stützt sich auf einem die beiden Klemmvorrichtungen 1 verschiebbar miteinander verbinden­ den Rahmenteil 9 ab.

Mit Stelleinrichtungen im Schwingantrieb 3 (der vorzugsweise als Doppelex­ zenter ausgebildet ist) und im Lenkersystem 6 wird das Formstück 4 axial fluchtend zwischen den Schienenenden 7 justiert. Dann ziehen die (hydrau­ lisch betriebenen) Zuganker 2 die Klemmvorrichtungen 1 mit den zu ver­ schweißenden Schienenenden 7 in deren Längsrichtung zueinander und auf Kontakt mit dem Formstück 4. Der Schwingantrieb 3 beginnt zu laufen und bewegt die Greifvorrichtung 5 mit dem Formstück 4 zwischen den Schienen­ enden 7 oszillierend auflinearen oder beliebig gekrümmten Orbitalbahnen. Reibwärme entsteht an den Kontaktflächen zwischen je einem Schienenen­ de 7 und dem Formstück 4, wenn die Zuganker 2 die Anpreßkraft erhöhen.

Die entstehende Reibwärme wird vom Reibwert, der Anpreßkraft sowie vom gesamten Schwingweg bestimmt und ist so variabel steuerbar. Nach dem Er­ reichen der zum Schweißen notwendigen Temperatur wird die Anpreßkraft schnell erhöht, die Schwingbewegung angehalten und der Schwingantrieb 3 in die Nullposition gefahren, in der das Formstück 4 symmetrisch in bezug auf eine vertikale Schienensymmetrieebene 10 positioniert ist. Bei Verwen­ dung eines Doppelexzenters als Schwingantrieb 3 ist die Nullposition durch Verstellen der Phasenlage der beiden Exzenter zueinander erzielbar. 8 be­ zeichnet die beiden parallel zueinander und in Schienenlängsrichtung von­ einander distanzierten Schweißstellen.

Claims (3)

1. Verfahren zum Reibschweißen von Eisenbahnschienen und ähnli­ chen Trägerprofilen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenstück (4) zwischen den zu verbindenden Schienenenden (7) linear oder orbital oszillie­ rend bewegt wird, während parallel dazu die beiden Schienenenden (7) in Schienenlängsrichtung zueinander an das Zwischenstück (4) gepreßt wer­ den, um die zum Schweißen notwendige Wärme durch Reibenergie auf bei­ den Kontaktflächen zwischen je einem der Schienenenden (7) und je einer Schnittfläche des Zwischenstückes (4) aufzubringen.

2. Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schwingbewegung des Zwischenstückes (4) vorzugsweise durch einen als Doppelexzenter ausgebildeten Schwingantrieb (3) realisiert wird, mit dem durch Verstellen der Phasenlage der beiden Exzenter zueinan­ der beim Anhalten der Schwingbewegung gleichzeitig die Nullage des Zwi­ schenstückes (4) erreicht wird.

3. Vorrichtung zum Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Greifvorrichtung (5) für die Zwischenstückaufnahme einerseits formschlüssig mit dem Schwingantrieb (3) verbunden und andererseits an vorzugsweise elastischen verstellbaren Lenkern (6) geführt ist.