JP2007509759A - 軌道の２つのレールを溶接するための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、溶接機（２０）の溶接ユニット（１）を使用して、軌道の２つのレール（８、１０、１４）を溶接するための方法に関する。前記方法によれば、溶接ユニット（１）のクランプジョーの対（６）によって各々が把持された２つのレール（８、１０、１４）は、レールの長手方向にある圧縮シリンダ（３）に従いつつ、移動させられて互いに溶接される。レール固定部（１６）は、いわゆる最終の溶接ステップにおいて、レール（１４）のセクションと枕木（１５）とを非積極的（ｎｏｎ−ｐｏｓｉｔｉｖｅ）な方法で連結することによって、機械（２０）の上流の動作方向（１１）に形成される。実際のレール温度が局所的な中立の温度と異なる場合、張力は、互いに溶接すべきレール内を通過する。本発明の方法は、溶接機（２０）の動作方向に対して、第１のレールを第２のレール（８、１０）に溶接することと平行して、圧縮歪みを発生させるために、押圧力が、レール押圧装置（１９）によって、第１のレール（８）の方向に第２のレール（１０）のレール前端（７）を通過し、レール押圧装置（１９）が、第２のレール（１０）に続く第３のレール（１４）のレール固定部（１６）で支持されることを特徴とする。第１のレール（８）は、溶接ステップが終了すると、枕木（１５）を用いてブレースされる。

Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の特徴による、軌道の２つのレールを溶接するための方法に関する。

増加した張力を、互いに溶接されるレール内に通過させるためにレール引張装置が装備される溶接ユニットは、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３のそれぞれから知られている。このことにより、いわゆる閉鎖溶接の範囲内において、長距離にわたって溶接されるレールを中立の温度未満で溶接することも可能である。

非特許文献１から、閉鎖溶接を実行するための溶接ユニットを含むレール引張装置を使用することが同様に知られている。
米国特許第５０９９０９７号明細書 米国特許第５１３６１４０号明細書 米国特許第４９２９８１６号明細書 刊行物「レール・エンジニアリング・インターナショナル」の２００２年３月版の１１〜１６ページの論文「移動可能なフラッシュバットレール溶接：３０年の経験」

本発明の目的は、中立の温度を超えてもレールの溶接が可能である特定の種類の方法を提供することである。

本発明によれば、この目的は、請求項１の特徴部分に記載の特徴を用いている冒頭に述べた種類の方法によって達成される。

この種類の方法により、支配する実際の温度に関係なく、溶接動作を最初に実行することが可能である。このことにより、経済的利点に加えて、安全性も向上することになるが、この理由は、実際の温度が中立の範囲にあるまで、一時的な継目板コネクタを使用することが今や不要であるからである。

本発明の追加の利点及び特徴が、別の請求項及び図面から明らかになる。

図面に示した実施形態を参照して、本発明について、以下により詳細に説明する。

図１と図２に示した溶接ユニット１は、本質的に、互いに離間された２つのユニット半部２から成り、これらのユニット半部は、共通の水平面に配置されかつ互いに平行に延在する圧縮シリンダ３を介して互いに連結され、ユニット半部２は圧縮シリンダ３の長手方向に変位可能である。２つのユニット半部２の各々は、２つのユニットレバー４から成り、これらのユニットレバーは、レールの長手方向に延在する軸を中心にペンチのように互いに対して旋回可能であり、また２つのクランプジョーの対６の電極として機能するクランプジョー５を含む。２つのクランプジョーの対６は、第１のレール８のレール前端７にまた第２のレール１０の後端７にそれぞれ当接させるために設けられる。

軌道の横断方向に互いに反対側に位置する２つのユニットレバー４、５は、クランプジョー５をレール８、１０に押圧させるための引張シリンダ１２を介して前記ユニットレバーの上端領域で互いに連結される。溶接ユニット１は、溶接機２０に固定された伸縮クレーンから吊り下げられる。エネルギは、溶接機２０に取り付けられた発電機と、油圧ポンプとによって供給される。制御装置１３は、溶接工程を実行しまた種々の溶接パラメータを記録するために設けられる。

連続的に溶接された軌道では、実際のレール温度が中立の温度よりも上昇するとすぐに、圧縮応力が生じる。レール温度が中立の温度よりも下降した場合、引張応力が生じる。溶接は、フラッシュバット溶接方法に従って実施される。レールは、中立の温度を超えたレール温度において、長さ約３６０ｍの部分セクションを形成するように溶接される。簡単にするために本明細書で第１、第２及び第３のレールと称される部分セクションは、最後に、いわゆる閉鎖溶接によって連結される。

例えば、閉鎖溶接を実行する前に測定された実際のレール温度が３０℃であり、また中立の温度が２０℃である場合、次の理想的な圧縮応力が生じる。σ_ｓｏｌｌ＝Ｅ．α．Δｔ
Ｅ＝レール鋼の弾性率［２１５０００Ｎ／ｍｍ^２］
Δｔ＝温度変化［℃］
α＝レール材料の熱膨張係数［０，００００１１５］
σ_ｓｏｌｌ＝２１５０００．０，００００１１５．１０＝２４，７３Ｎ／ｍｍ^２

７６８６ｍｍ^２の面積を有するＵＩＣ６０タイプのレールの場合、このことにより、次の理想的な圧縮力Ｆ_ｓｏｌｌが生じる。
Ｆ_ｓｏｌｌ＝２４，７３．７６８６＝１９０ ０７４Ｎ又は１９０ｋＮ（キロニュートン）

中立の温度、実際のレール温度及びレールタイプを制御装置１３に入力した後、マイクロプロセッサによって、理想的な圧縮力が計算される。

次に、本発明による方法の実施について、より詳細に説明する。
溶接機２０の動作方向１１に見られるように、中立の温度を超えた温度で第１のレール８を第２のレール１０に溶接するために、関連する枕木１５を用いて、第２のレール１０に隣接する第３のレール１４のセクションをブレースすることによって、レール固定部１６を最初に形成することが必要である（図３と図４参照）。このことにより、関連する枕木１５に対する第３のレール１４の長手方向の移動が妨げられる。油圧式レール押圧装置１９は、第２及び第３のレール１０、１４の隣接するレール端部７と接触して摩擦結合して配置され、一方、溶接ユニット１は、第１及び第２のレール８、１０の隣接するレール端部７の上方に配置され、またクランプジョー５によって２つのレール端部７に摩擦結合して連結される。

２つのレール端部７の隣接する端面９が、３ミリメートルの溶接隙間Ｗ_ｓを形成するまで、クランプジョー５によって把持された２つのレール端部７が、圧縮シリンダ３の作動により、互いに離れて移動させられることによって、溶接工程が開始される。この間に、圧縮シリンダ３の圧力を介して、力が連続的に測定され、同様に、２つのクランプジョーの対６の互いの距離によって、その経路が測定される。溶接隙間Ｗ_ｓを形成した後に、電流を導入することにより、実際の溶接工程が開始され、また２つのクランプジョーの対６の互いに離れる移動が、互いに近づく移動に反転され（図７参照）、このようにして、最終の据え込み行程を含む焼き付け段階を開始する。計画に従って、互いに近づくこの移動が、レール端部７の互いの僅かな間隔を維持しつつ実施され、また据え込み行程により、３０Ｎ／ｍｍ^２の据え込み力で最終的に終了する。この段階では、各レール端部７は、約１７．５ｍｍだけ短縮される。このことは、当然、理想的な圧縮応力よりも低くなるような実際のレール応力の低下を招く。

前記レール短縮にもかかわらず、理想的な圧縮応力を維持するために、制御装置１３にも記録される押圧力Ｐ_＋は、焼き付け段階と平行して、圧縮応力を発生させるために、溶接ユニット１に向かう方向にあるレール押圧装置１９によって、第２のレール１０のレール前端７内を通過する。摩擦抵抗により、前記圧縮応力は、好ましくは、理想的な圧縮応力よりも僅かに大きくなるべきである。こうすることにより、理想的な圧縮応力が、いわば、レール固定部１６とレール押圧装置１９の油圧シリンダ２１と第２のレール２と圧縮シリンダ３とによって形成される力連鎖を介して、第１のレール８に伝達される。理想的な圧縮力の達成は、圧縮シリンダ３を介して記録され、またレール押圧装置１９の油圧シリンダ２１を含むことによって自動的に調整できる。しかし、油圧シリンダ２１の作動を手動で制御することも可能であり、この場合、溶接ユニット１の領域に生じる圧縮応力は表示装置で監視される。

この方法により、レール溶接が終了した後に、実際のレール温度に相関する理想的な圧縮応力が、溶接されたレール８、１０に存在することが保証される。レール固定手段を締め付けるか又はレールクランプを取り付けることによって、第１のレール８が、規定した通りに、関連する枕木１５に完全に連結（又は固定される）と、レール押圧装置１９の油圧シリンダ２１は、無圧状態に切り換えられる。溶接バリを除去した直後に、溶接ユニット１をレール８、１０から分離して持ち上げることが可能である。

第２及び第３のレール１０、１４の２つのレール端部７の上方に溶接ユニット１を配置した後に、方法ステップを繰り返して、第２及び第３のレールを互いに溶接できる。

溶接ユニットの図面である。 溶接ユニットの図面である。 溶接工程の概略図である。 溶接工程の概略図である。 溶接工程の概略図である。 溶接工程の概略図である。 溶接工程の概略図である。

Claims (4)

1. 溶接機（２０）の溶接ユニット（１）を使用して、軌道の２つのレール（８、１０、１４）を溶接するための方法であって、前記溶接ユニット（１）のクランプジョーの対（６）によって各々が把持された前記２つのレール（８、１０、１４）が、圧縮シリンダ（３）の作動により、前記レールの長手方向に移動させられて互いに溶接され、いわゆる閉鎖溶接の過程で、前記レール（１４）のセクションを枕木（１５）に摩擦結合して連結することによって、レール固定部（１６）が、前記機械（２０）の前方の動作方向（１１）に形成され、また実際のレール温度が、局所的な中立の温度と異なる場合、応力が、互いに溶接すべき前記レール内を通過する、方法において、前記溶接機（２０）の前記動作方向に対して、第１のレール（８）を第２のレール（１０）に溶接することと平行して、圧縮応力を発生させるための圧縮力が、前記第１のレール（８）に向かう方向にあるレール押圧装置（１９）によって、前記第２のレール（１０）のレール前端（７）内を通過し、前記レール押圧装置（１９）が、前記第２のレール（１０）に隣接する第３のレール（１４）のレール固定部（１６）で支持されることと、溶接工程が終了した後に、前記第１のレール（８）が、前記枕木（１５）を用いてブレースされることを特徴とする方法。
2. 前記溶接工程の第１の段階において、前記２つのレール（８、１０）の隣接する端面（９）が、溶接隙間Ｗ_ｓを形成するように互いに離間されるまで、前記第１及び第２のレール（８、１０）を押圧する前記クランプジョーの対（６）が互いに離間され、また第２の段階において、電流が供給される間に、前記クランプジョーの対（６）が互いに対して移動させられ、また前記クランプジョーの対が互いに対して移動させられることと平行して、圧縮力が、前記レール押圧装置（１９）によって前記第２のレール（１０）内を通過することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記レール押圧装置（１９）の圧縮力によって発生させられる圧縮応力が、実際のレール温度に相関する少なくとも１つの理想的な圧縮応力に一致することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記溶接ユニット（１）と前記レール押圧装置（１９）とが同期制御されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
   

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