DE2517830A1

DE2517830A1 - Verfahren und vorrichtung zur profil- endbearbeitung von geschweissten schienen und dergleichen

Info

Publication number: DE2517830A1
Application number: DE19752517830
Authority: DE
Inventors: Frederick John Shingl Faulkner
Original assignee: LONDON TRANSPORT EXECUTIVE
Current assignee: LONDON TRANSPORT EXECUTIVE
Priority date: 1974-04-22
Filing date: 1975-04-22
Publication date: 1975-10-30
Also published as: GB1471596A

Description

BLUMBACH · WEBER ΒίΞΡΘΕΝ · KRAMER

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsult 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/5ö 1998 Telex 04-186237

LONDON TRANSPORT EXECUTIVE
London, Großbritannien

Verfahren und Vorrichtung zur Profil-Endbearbeitung von geschweißten Schienen und dergleichen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Profil-Endbearbeitung von länglichen Gliedern, wie geschweißten Schienen und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Profilendbearbeitung von Schienenenden, die durch ein Abbrennschweißverfahren miteinander verschweißt sind.

Obwohl automatische Verfahren und Maschinen zum Abbrennschweißen von langen Schienen entworfen und benutzt worden sind, ist die nach solchen automatischen Verfahren und Maschinen erzielte Endbearbeitung durchaus nicht zufriedenstellend. Vor dem Schweißen der Schienen ist es notwendig, die Schienenenden vorzuschleifen, um einen guten elektrischen Kontakt in der Schweißmaschine zu erzielen, und nach dem Schweißen der Schienen ist es notwendig, die

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Schweißstellen profil-endzubearbeiten, nachdem überschüssiges Metall rund um die Schweißstelle infolge des Abbrennschweißvorganges entfernt worden ist.

Obwohl es bisher möglich war, einen automatisch ausgeführten Vorschleif schritt in einem Schienenschwexßverfahren einzubauen, ist der Schritt der Profil-Endbearbeitung durch Abstreifen mit Gewalt ausgeführt worden, um den Schweißgrat zu entfernen, und die Endbearbeitung des Kopf- und Fußteils der Schiene wurde durch Abschleifen von Hand ausgeführt, um das endgültige Finish der Schienenschweißung zu erzielen. Diese Abschleifνerfahren von Hand sind zeit- und kostenaufwendig und auch das erzielbare Finish ist_x durchaus nicht zufriedenstellend. Ferner unterbrechen diese Handschleifverfahren den Fluß der Produktionslinie.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abbrennschweißen von länglichen Gliedern, beispielsweise Schienen zu schaffen, wobei die Profil-Endbearbeitung der Schweißstelle automatisch als Verlängerung der Schweißoperation ausgeführt wird.

Mit der gestellten Aufgabe im Zusammenhang steht eine Vorrichtung zur Profil-Endbearbeitung der Schweißstellen von abbrenngeschweißten länglichen Gliedern, wobei die Vorrichtung einen Fortsatz der Schweißmaschine darstellt.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund der Maßnahmen des Hauptan-

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anspruches gelöst. Gemäß diesem ersten Apsekt der Erfindung ist ein Verfahren der Abbrennschweißung von länglichen Stahlgliedern einschließlich dem zusätzlichen Schritt des Heißwalzens der Schweißstelle unter Last vorgesehen, um die länglichen Glieder zu profilieren.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Profil-Endbearbeitung von länglichen Stahlgliedern vorgesehen, die in einer Abbrennschweißmaschine aneinandergeschweißt sind, wobei diese Vorrichtung einen Fortsatz der Schweißmaschine darstellt und mehrere Walzen einschließt, die dazu dienen, an ein längliches Glied mit vorbestimmtem Druck angelegt zu werden, während die Schweißstelle auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt ist, um so die Schweißstelle auf das Profil des länglichen Gliedes zu walzen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nunmehr mit Bezug auf die Zeichnung erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Sicht von oben der Profil-Endbearbeitungsvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht dieser Vorrichtung, Fig. 3 eine Ansicht des Endes der Vorrichtung und Fig. U ein Schnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 2.

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Die Zeichnungen stellen eine Schienenprofil-Endbearbeitungsvorrichtung dar, die dazu dient, in die Produktionslinie einer automatischen Abbrennschweißmaschine eingefügt zu werden. Die Vorrichtung schließt drei Walzenpaare ein, die jeweils ungefähr 25 cm (10 ") Durchmesser aufweisen und mit la, Ib; 2a, 2b; 3a, 3b; bezeichnet sind. Die oberen Walzen la, 2a, 3a sind oberhalb den unteren Walzen Ib, 2b, 3b in bestimmtem Abstand angeordnet, um die geschweißte Schiene zwischen den Walzen hindurchzulassen, die im Profil Aussparungen Ic, 2c, 3c aufweisen, um den Kopf und den Fuß einer Schiene zwischen Rändern Id, 2d, 3d aufzunehmen. Die Walzen sind gleichförmig voneinander innerhalb eines Belastungsrahmens H angeordnet, an den eine vorbestimmte Last, beispielsweise im Bereich von 10 bis 60 t angelegt werden kann.

Der Belastungsrahmen M· besteht aus einem Paar von in festem Abstand zueinander angeordneten unteren Rollenhalter 5, 6, die mit jeweiligen Basisgliedern 7,8 verschweißt sind, welche wiederum mit einem Trägerrahmen 9 der Maschine verschweißt sind, und einem Paar von im Abstand zueinander angeordneten oberen schwimmenden Rollenhalter 10, 11, die mit einem Querverbindungsglied 12 verschweißt sind und an die die Last nittels einer hydraulischen Presse angelegt wird, deren Zylinder 13 in den Fig. 2 bis ■+ angedeutet ist. Die Presse ist in einem Maschinenteil montiert, welches wie ein umgekehrter Rührer ausschaut und aus einem Paar von vertikalen Stutzen IU, 15 und einer oberen Querverbindungsstrebe 16 besteht.

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Jede Walze ist auf einer Achse 17 in einem Axiallager 18 montiert, wobei die Achsen durch die jeweiligen Walzenhalter 5, 6; 10, 11; hindurchreichen, an denen jeweilige Achsdrucklager sitzen. Die mittleren obere und untere Walzen 2a, 2b erstrecken sich durch die senkrechten Zugstreben 14, 15, wobei Drucklager 19, 20 zwischen den Walzenhalter 10, 11 und den jeweiligen Zugstreben 14, 15 vorgesehen sind. Druckausgleichsverbindungen 21, 22 erstrecken sich von den Zugstreben 14, 15 zu einem Paar von vertikalen in bestimmtem Abstand voneinander angeordneten Trägern 23, 24, die jeweils mit den Walzenhalter 5, 6 verschweißt sind, und die Druckausgleichsverbindungen 21, 22 sind auf den Trägern 23, 24 mittels eines Lagers 25 (Fig. 2) schwenkbar gelagert.

Eine exzentrische Achse 2 6 ist für die Endwalzen la, Ib vorgesehen, um die Ausrichtung der Walzoberfläche zu erleichtern, und ein exzentrischer Flansch 2 6a ist auf der Achse 2 6 der Walzen la, Ib außen von den Rollenhalter 6 und 11 vorgesehen. Eine Einstelleinrichtung 27 für die Walzenhöhe erstreckt sich zwischen den Flanschen 26a der Achsen 2 6 der Walzen la, Ib und ähnliche Einstelleinrichtungen 27 für die Höhe sind den anderen Paaren der Endwalzen 3a, 3b zugeordnet. Jede Höheneinstelleinrichtung 27 umfaßt Lagerklötze 28, 29, die an einer Schraubspindel 30 angeordnet sind, und die Einstellung der Höhe der Rollen la, Ib wird durch Einstellung einer Schraube 31 derart bewirkt, daß die Lagerklötze die Walzenhalter 5, 10 und 6, 11 stützen. Die Ein-

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stellung wird durch eine Riegelmutter 32 fixiert. Die Entfernung zwischen den oberen und unteren Walzen eines Paares ist mittels der Höheneinstelleinrichtung 2 7 so einstellbar, daß unterschiedliche Größen von Schienen aufgenommen werden können, wobei die Lagerklotze 28, 29 mittels der Einstellschraube 31 zu den Walzen hin und von diesen weg bewegbar sind und in der eingestellten Lage mittels der Riegelmutter 32 verriegelt werden können. Die Höheneinstelleinrichtung 2 7 ist mit den Walzenhalter 5, 10 und 6, 11 verschweißt. Mittels der Höheneinstelleinrichtung können die oberen und unteren Walzen in ein bestimmtes Entfernungsverhältnis zueinander gezwungen werden, um eine Schiene oder ein anderes längliches Glied dazwischen eingefügt aufzunehmen, bevor die Schweißstelle heißgewalzt wird, und die Höheneinstelleinrichtung kann so gesteuert werden, daß ein zu starkes Walzen der Schweißfläche vermieden wird.

Im Betrieb werden zunächst die Schienen in der Abbrennschweißmaschine geschweißt, danach überschüssiges,rund um die Schweißstelle herausgedrücktes Metall mit Gewalt abgestreift, wonach die Schiene durch die Walzmaschine läuft, während die Schweißstelle noch heiß ist, wobei der Schweißbereich bezüglich des Kopfes und des Fußes der Schiene auf deren Profil gebracht wird. Mehrere Walzvorgänge können dadurch erzielt werden, daß eine hin- und hergehende Bewegung der Schiene ausgeführt wird oder dadurch, daß die Walzmaschine hin- und herbewegt wird.

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In ausgeführten Versuchen mit kontinuierlich geschweißten Schienen gemäß dem Abbrennschweißverfahren sind Belastungen von 3 bis 13,5 t an die Walzen angelegt worden, bei einem Temperaturbereich zwischen 350° und 900° C. Einige der Schweißstellen wurden unmittelbar nach der Schweißung und dem Abstreifen gewalzt, aber die meisten wurden zunächst abgestreift und dann in einem Vorhitzer auf die gewünschte Walztemperatur erhitzt. Die Schweißstellen wurden nach dem Warmwalzen auf Härte geprüft, es wurde jedoch nicht festgestellt, daß das Warmwalzen zu einer zu starken Bearbeitungshärtung der Schienen geführt hätte. Als Ergebnis dieser Versuche erwies es sich, daß es unnötig ist, bei Temperaturen weniger als 700° C zu walzen und vorzugsweise sollte die Minimaltemperatur in der Größenordnung von 900 C sein, bei einer optimalen Belastung zwischen 3 und 6 t. Es wurden keine schädlichen metallurgischen Veränderungen während der Versuche festgestellt und es wurden keine schlechten mechanischen Eigenschaften durch den Warmwalzschritt bedingt.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Vergrößerung des Ausstoßes einer Abbrennschweißanlage, ferner die Verringerung der Kosten pro Schweißstelle und gleichzeitig die Vermeidung von menschlichen Fehlern, welche während des Abschleifνerfahrens von Hand auftreten können. Auf diese Weise wird ein höheres Maß an Schweißstellenendbearbeitung mit verbessertem Überrollkomfort für die Reisenden erzielt, die in der Bahn über derartige geschweißte Schienen reisen.

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Die Erfindung kann beträchtlichen Modifikationen unterworfen werden und ist nicht auf die speziellen konstruktiven Merkmale beschränkt, die lediglich als Beispiel beschrieben und dargestellt worden sind. Beispielsweise kann die Schienenprofilvorrichtung ein integraler Teil der Abstreif- oder Schweißmaschine sein und es kann das gesamte oder nur ein Teil des Profils der Schiene gewalzt werden. Ferner können bekannte Verfahren und Einrichtungen zur Anlage, Steuerung und Messung der Walzlast und der Abstände zwischen den Walzen angewendet werden.

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Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN -f Postadresse München: Patentconsult 8 München 60 Radeckestraße 43 Telefon (089) 883603/883604 Telex 05-212313 Postadresse Wiesbaden: Patentconsuit 62 Wiesbaden Sonnenberger Straße 43 Telefon (06121) 562943/561998 Telex 04-18o237 LONDON TRANSPORT EXECUTIVE Patentansprüche

1. Verfahren der Abbrennschweißung länglicher Stahlglieder, dadurch gekennzeichnet , daß der zusätzliche Schritt der Heißwalzung der Schweißstelle gemäß dem Profil der länglichen Glieder angewendet wird.

2. Vorrichtung zur Profil-Endbearbeitung von länglichen Stahlgliedern, die in einer Abbrennschweißmaschine geschweißt sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung einen Fortsatz der Schweißmaschine bildet und mehrere Walzen einschließt, die dazu dienen, an das längliche Glied mit einer vorbestimmten Last angelegt zu werden, um die Schweißstelle, welche auf eine vorbestimmte Temperatur aufgeheizt ist, auf das Profil des länglichen Gliedes zu walzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2 und zum Profilwalzen von abbrenngeschweißten Schienen, dadurch gekennzeichnet , daß drei Paare von Walzen (la, Ib; 2a, 2b; 3a, 3b) vorgesehen

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-Zusind, die aus drei im Abstand voneinander angeordneten oberen Walzen (la, 2a, 3a) und drei im Abstand voneinander angeordneten unteren Walzen (Ib, 2b, 3b) bestehen, die einen vertikalen Abstand von den jeweiligen oberen Walzen aufweisen, um eine Schiene dazwischen hxndurchzulassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen in einem Belastungsrahmen montiert sind, der ein Paar von feststehenden, im Abstand voneinander angeordneten unteren Rollenhalter (5, 6) zur Aufnahme, der drei unteren Walzen (Ib, 2b, 3b) und ein Paar von im Abstand voneinander angeordneten schwimmenden oberen Walzenhalter (10, 11) zur Aufnahme der oberen Walzen (la, 2a, 3a) aufweist, und daß die oberen Walzenhalter (10, 11) mit einer Einrichtung verbunden sind, an welche die vorbestimmte Belastung angelegt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungseinrichtung durch eine Vorrichtung getragen wird, welche ein Paar von vertikalen Zugstreben (14, 15) und ein oberes Verbindungsglied (16) aufweist, daß die vertikalen Zugstreben (14, 15) jeweils über Druckausgleichsbalken (21, 22) mit der Stützeinrichtung verbunden sind, die mit der Basis der Vorrichtung und mit den feststehenden unteren Walzenhalter (5, 6) verbunden ist, und daß die Druckausgleichsbalken (21, 22) schwenkbar auf der Trägereinrichtung montiert sind.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens die Endwalzen (la, Ib) eines Paares jeweils auf einer exzentrischen Achse (26) montiert sind, um die Ausrichtung der Walzoberfläche zu erleichtern, und daß ein exzentrischer Flansch (26a) auf jeder exzentrischen Achse vorgesehen ist, daß sich eine Walzenhöhe-Einstelleinrichtung (2 7) zwischen den exzentrischen Flanschen der oberen und unteren Walzen des mindestens einen Endrollenpaares erstreckt, um die Entfernung zwischen den Walzen im Hinblick auf unterschiedliche Größen der Schienen einstellen zu können.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Paar der Endwalzen mit Flanschen versehen ist und daß sich eine Walzenhöhe-Einstelleinrichtung zwischen den Flanschen der oberen und unteren Walzen eines Paares erstreckt, um die Entfernung zwischen den Walzen im Hinblick auf unterschiedliche Größen der Schienen einstellen zu können.

8. Verfahren zum Abbrennschweißen von länglichen Stahlgliedern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Glieder zwischen mehreren im Abstand voneinander angeordneten Walzenpaaren hindurchgeleitet werden, während die Schweißstelle auf einer Minimaltemperatur von 900° C ist, und

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daß eine Last im Bereich zwischen 10 und 60 t an die Walzen angelegt wird, um die Schweißstelle auf das Profil des länglichen Gliedes heißzuwalzen.

9. Verfahren zum Abbrennschweißen länglicher Stahlglieder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Glieder Schienen sind und daß eine hin- und hergehende Bewegung den Schienen oder den Walzen erteilt wird, um mehrfaches Walzen der Schweißstelle zu bewirken.

10. Verfahren zum Abbrennschweißen länglicher Stahlglieder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß nur ein Teil des Profiles des Gliedes gewalzt wird.

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