JP4755826B2 - テルミット反応のるつぼの蓋 - Google Patents

Description

本発明は、るつぼのテルミット反応室の、所定の内部寸法の上部開口部を閉じることを目的とした蓋、またこのために、前記上部開口部を画定する上部周辺縁に支持するのに適した下部周辺縁を具備する蓋に関するものである。

このような蓋は、出願人によって、その欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書で、テルミット溶接の完全な装置の分野において提案されたが、該装置はまた、テルミット反応による液体状態の金属の製造るつぼ、および、この金属によって互いの間で溶接されることになっている金属製の二つの部品の間の中間の空間における、この液体状態の金属の受け用および閉じ込み用鋳型も具備するものである。

欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載される実施態様において、蓋の下部縁は、ほとんど切れ目のないまたほとんど気密性を保った仕方でるつぼの上部縁に接触しており、また、蓋は、ガス抜き孔の口を備えており、該ガス抜き孔の口は、蓋の上部の壁の中央の窪みの反対側に通じるものであって、テルミット反応の途中で場合によっては噴出される多くの粒子を捕らえながら、大気の方にテルミット反応によって発散される煙の排出を可能にするものである。

これらの煙が厄介であること、さらに危険であることが判明しうる特定の状況、例えばトンネルにおいてあるいは地下道において、るつぼの利用を可能にするために、欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書は、少なくともガス抜き孔の口を覆うフィルターキャップを蓋の上に置くことを提案している。

このようなフィルターキャップは、記載された全般的な着想を再び採用しながらも、欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載されている形態とは少し違う形態で、本出願人によって商品化されており、また、該フィルターキャップが、蓋については欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載された形態を呈する蓋に結びついているとき、その効果は広く認められている。

しかしながら、欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載された煙の濾過技術が改善され得ることが明らかになったのであり、このことは、本発明の目的に相当する。

フィルターキャップは、本出願人によって現在製造および商品化されているように、鋼鉄製で円錐台形の煙突の形を呈しており、煙突の上部縁と周囲で連動する支持用の下部格子と、スプリングクリップによって煙突に取り外しのできる仕方で留められる保持用の上部格子との間で、るつぼの蓋の盛り上がった周辺縁へのほぼ切れ目のないまたほぼ気密の支持用下部縁から、取り外し可能なまた取替え可能な、フィルターの代わりを務める耐熱性フェルトのディスクの受け用上部縁の方へ、口が広がっている。

溶接装置、別の面では、あらゆる点で欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に好適例として記載された実施態様にかなう溶接装置を利用する際、新しい耐熱性フェルトを備えたフィルターキャップがるつぼの蓋の盛り上がった縁に置かれるが、この蓋はるつぼから分離されており、るつぼについては鋳型に既に置かれ、そのあとでるつぼの室においてテルミットの充電のスイッチが入れられ、そしてるつぼの上に、蓋およびフィルターキャップによってこのように構成される全体が置かれる。テルミット反応がいったん終わると、蓋からフィルターキャップが取り除かれ、次いで、るつぼとその蓋が欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載されるように一度きりの使用を目指して製造されるとき、るつぼとその蓋の解体によって鋳型がるつぼとその蓋から外され、そのあと、溶接を解放してその仕上げを行うために鋳型それ自体が解体される。つぎに、耐熱性フェルトが交換されて、キャップは、新しい溶接のために再利用されることができる状態にある。

このキャップの再利用の可能性が限定されたままであるのは、しかしながら、該キャップがテルミット反応の間に受ける温度を考慮すると、煙突が、ゆがみ、したがって、蓋の盛り上がった縁に切れ目のない仕方で接触するのに徐々に適さなくなり、その結果、煙突が、該蓋に対して濾過されていない煙の漏れをたまたま許可してしまい、また格子の間のフィルターの位置決めとその圧縮との反復性も保障せず、その結果、濾過の質は使用するにつれて損なわれる、という範囲においてである。

そのうえ、現在このように使用されるフィルターキャップは、その作業現場から作業現場への移動を困難にするおよそ７から８ｄａＮのかなりの重さを呈しており、蓋が、好まれて、固められた砂で製造されるとき、もしキャップを相当の繊細さを用いずに蓋の上に置くならば、該蓋に割れ目を引き起こす危険性があり、またキャップおよび蓋から成る全体がるつぼに置かれるとき、該るつぼに同じ危険を冒すものである。

さらに、キャップの高さの相当のかさばりがそのうえ考慮されると、その重心は比較的上の方に置かれ、またるつぼ、その蓋、およびフィルターキャップから成る全体の重心の位置は、鋳型へのるつぼの載置に対して著しく高いところに位置する。この不都合は、テルミット反応の間、るつぼの外側の方への粒子の噴出をできる限り避けるという配慮において、ガス抜き孔の手段について選択される配置のため、蓋それ自体が、固められた砂で製造されるときにおよそ２．１ｄａＮというかなりの重さ、および高さの方向における相当のかさばり、よってしたがって比較的高い重心を呈するだけに、いっそう顕著なものである。その結果、相当の不安定さが生じるが、それは一方では、るつぼの上での蓋およびそのフィルターキャップから成る全体の不安定さであり、また他方では、るつぼが欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載されるように直接該鋳型の上に乗っているとき、鋳型の上のるつぼ、その覆い、およびそのフィルターキャップから成る全体の不安定さであって、このことは、利用、例えばカントのレールの溶接のための利用に際して多大な注意を必要とする。
欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書

現在利用されているフィルターキャップは、そのうえ、二つの溶接作業の間の使い込んだフィルターおよび新しいフィルターの取り扱いを必要とするという不都合を呈しており、このことは、フィルターの構成材料の性質を考慮すると、溶接のスタッフにとって不快なことである。そのうえ、二つの溶接作業の間、すなわち煙により運ばれる埃によって、さらに蓋のガス抜き孔を通して噴出される粒子によって部分的に詰まるフィルターの再利用で、フィルターを交換することを忘れる可能性を考慮に入れないことはできず、このことは、テルミット反応によって発散されるガスの圧力がフィルターキャップを持ち上げる危険性を導いてその効果の大部分をそこから奪い、さらには該フィルターキャップを飛ばして溶接スタッフに対する危険の原因となってしまう。

もし、るつぼの室において、テルミット反応によって製造される金属が溶接とは別の応用を目的とするのならば、同じ不都合が再び見出されであろうが、そうすると本発明の目的は、これらの不都合のいくつかを少なくとも改善すること、および、想定される応用とは別に、それらの好ましい実施態様において、これらの不都合の全体を改善することである。

このために、本発明は、あらゆるフィルターキャップなしでも済ませることを可能にする、蓋の新しい着想を提案する。

より詳細には、本発明は、前置きとして示されたタイプの蓋を提案しており、該蓋は、ほぼ切れ目がないこと、またその下部縁によってフィルターパッキンを連帯して支えることを特徴としており、該フィルターパッキンは、環状で、ほぼ切れ目がなく、るつぼの室の上部開口部を画定する上部縁への前記下部縁のほぼ切れ目のない載置の仲介物となるのに適したものである。

蓋、フィルターパッキン、および、フィルターパッキンが蓋とるつぼの間で作り上げる載置の仲介物が、ほぼ切れ目がないということで、ここでは、それらが濾過なしで大気の方への煙の重要な漏れを許可しないことを意味するが、すなわち、それらが十分な連続性を呈することによって、埃および場合によっては噴出される粒子の取り込みを利用するフィルターパッキンの通過が、るつぼの反応室と大気との間の煙の通過の少なくともほぼ唯一の可能性に相当するということを意味する。

とりわけ、それで以下のことを意味する：
‐本発明による蓋には、欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載のガス抜き孔の口がないということであるが、しかし蓋が、とりわけ一度きりの使用のあと容易に解体しうる目的で疎水性樹脂を用いて固められた砂で製造される場合、蓋自体がその濾過を保障してある程度の煙の漏れを多孔性によって許可すること、あるいはさまざまな目的で、煙の直接通過の際にわずかな断面しか提供しない、単数または複数の局部的な孔を呈するという可能性を考慮しないことはない、および
‐フィルターパッキンができる限り切れ目がないこと、また、例えば蓋にそのまま固定されるようになる、前もって製造された環の形で実現されることによって、できる限り切れ目のない仕方で蓋の下部縁とるつぼの上部縁にぴったり合うことであるが、同様に煙のわずかな直接通過断面しか示さない切れ目がある可能性を考慮しないことはなく、これは、フィルターパッキンが、適当な材料の帯を筒切りにして、このように獲得される一片を巻くことによって、蓋に該一片を固定する際に輪を作るように製造されるときに、残存する可能性がある薄い割れ目のような場合である可能性がある。

このように欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載されるような先行技術の蓋のガス抜き孔の口がないことにより、本発明による蓋は、先行技術の蓋よりも高さが低いことができ、またフィルターキャップがないことにより、先行技術の蓋と現在まで利用されているフィルターキャップとから成る全体の重心よりずっと低い重心を呈するのであり、このことにより、とりわけカントの鉄道レールを溶接することが必要であるとき、とりわけ有利な仕方で、蓋と、該蓋がるつぼとともに構成する全体との安定性が著しく改善される。この利点は、同一の構成材料で作られた先行技術の蓋の重さとおよそ同じくらいの本発明による蓋の重さが、先行技術のこの蓋および現在まで利用されているフィルターキャップから成る全体の重さより非常に大幅に軽いだけいっそう顕著である；すなわち、もし蓋が使用後の解体を容易にする材料で、とりわけ疎水性樹脂によって固められた砂で、一度きりの使用を目指して製造されるならば、本発明にかなう蓋は、先行技術の蓋およびそのフィルターキャップから成る全体についてのおよそ９〜１０ｄａＮの重さに対し、およそ２．５ｄａＮの重さを呈することができる。

先行技術の蓋およびそのフィルターキャップから成る全体と比較したこの重さの減少は、テルミット反応が始まった後の取り扱いを著しく容易にするが、これは、本発明による蓋のみが、そのときるつぼの上に置かれるはずであり、このことが、蓋にせよるつぼにせよ、その不完全な取付けのおそれ及びその破損のおそれを制限するからである。

本発明による蓋は、重心が先行技術の蓋のものよりも低く配置されるにもかかわらず、先行技術の蓋のように、テルミット反応の際にるつぼの室において展開しうるガスのあらゆる圧力に、もっぱら重心によって、抵抗するのに十分な固有の重さを呈することができる。

先行技術の蓋およびそのフィルターキャップから成る全体の重さよりもずっと軽いこの重さは、作業現場を準備することが必要であるとき、一般的な仕方で取り扱いをより容易にし、また、蓋が、好まれて一度きりの使用を目的とするとき、蓋に特有の取り扱いを溶接後いっさい必要としないのであり、るつぼもまた一度きりの使用で特別な注意なしで廃棄可能であるとき、蓋はるつぼと同時に解体されるのだが、これはすなわち、一般的に利用される材料を考慮に入れると、スタッフに対して危険がないのと同様に、環境に対しての危険もないということである。

本発明による蓋が、耐久性のある、すなわち再利用できる仕方で製造されるにせよ、好まれて一度きりの使用を目的にするにせよ、このような蓋は、今日まで利用されているフィルターキャップに比べて、少なくともおおよそ垂直で蓋およびるつぼに共通の軸を基準にした放射状の煙の通過によって濾過を行うという利点を有しており、このことは、むしろ上昇して蓋の下に付着する傾向にある埃および噴出される粒子による、フィルターパッキンの機能の低下の危険性を制限する。付随的に、蓋は、該蓋が疎水性樹脂によって固められた砂で製造される場合のように、蓋が多孔質のとき、それ自体がその全体を通して濾過の役割を果たすことができるのであり、その一度きりの使用の目的は、埃および噴出される粒子の堆積を、詰まりという観点から害を及ぼさないものにすることである。

蓋による埃および噴出される粒子の取り込みは、蓋につぼの一般的な形状を与えることによって、助長することができるが、該形状は、その下部縁に対して上の方に引っ込んだ空洞を内部で定義するものである。

そのうえ、噴出される粒子が、テルミット反応の途中でフィルターパッキンを局部的に詰まらせたりあるいは局部的に傷めたりするようになるのを、テルミット反応室とこのフィルターパッキンとの間に防護板を作ることによって防ぐことができ、そしてこのために、本発明による蓋の好ましい実施態様によると、該蓋が、フィルターパッキンの内側でその下部縁に沿って続き、またフィルターパッキンに対して下の方に突出部を形成する、切れ目のない盛り上がった周辺縁を呈することが準備されるが、この盛り上がった縁は、るつぼの上部縁の前記内側寸法より小さい外側寸法を呈しており、テルミット反応室の上部開口部を、隙間を用いて前記開口部に嵌合するのに適するように画定するものである。この場合において、噴出がフィルターパッキンに達することができる前に噴出を受けおよび止めるのは、いわゆる蓋の構成材料であり、例えば、疎水性樹脂によって固められた砂である。

しかしながら、好ましくは、フィルターパッキンが、蓋の盛り上がった縁の前記外側寸法よりも大きい内側寸法、すなわち例えばるつぼの上部縁の前記内側寸法と同一の寸法を呈することによって、蓋の盛り上がった縁とるつぼの盛り上がった縁との間、反応室の開口部の周り、そしてフィルターパッキンが、その円周の寸法およびその高さの寸法の全体あるいはほぼ全体を埃の取り込みに提供するあたりに存続する隙間を延長する環状隙間を、蓋の盛り上がった縁とフィルターパッキンの間に設けるように準備する。

蓋の盛り上がった縁とフィルターパッキンとの間のそのような環状隙間の存在は、もし該蓋が盛り上がった縁に対してフィルターパッキンのマーカー手段を含むことが準備されるならば、蓋の下部縁への該フィルターパッキンの固定の際に保障されることができる。

本発明による蓋について採用される実施変形例がいかなるものであっても、フィルターパッキンが、互いの形状が正確に定められた蓋の下部縁とるつぼの上部縁との間で、既知である蓋の重さの影響を受けて圧縮されて、正確に定められた条件において機能することが観察される。このように、たとえフィルターパッキンが、好まれるように圧縮できても、そして例えば合成ガラス繊維のフェルトを含むグループの中から選ばれる繊維材料で製造されても、フィルターパッキンが提供する濾過の特徴は、正確に定まっている。

そのうえ、本発明による蓋が一度きりの使用を目的としているとき、一方の溶接から他方への濾過の特徴の完全な反復性がこのように保障されるが、溶接するにつれての蓋のあらゆる変形は除外される。さらに、同じフィルターパッキンを用いて複数の溶接を実施するあらゆる危険性、並びに先行技術のフィルターキャップのフィルターの取り扱いに固有の不都合が、そのとき取り除かれる。

濾過の効果は、それぞれるつぼの上部縁および蓋の下部縁の形状においていかなる複雑さももたらさず、該るつぼの上部縁および該蓋の下部縁は、有利には互いにほぼ平らであることができるが、蓋は、とりわけ、るつぼが一般的な回転形状を呈する場合のとき、少なくとも該るつぼの上部縁のすぐ隣で一般的な回転形状を呈することができる。

しかしながら、蓋の下部縁が、正面でフィルターパッキンへの前記下部縁の載置が局部的に中断される、円周に沿って位置が確定され円周に沿って分散される不完全な空洞を呈すること、またこれらの空洞が、蓋の盛り上がった縁と、蓋の前述の好ましい実施態様にしたがったフィルターパッキンとの間に存続する環状隙間につながるが、フィルターパッキンへの蓋の下部縁の載置によって、蓋の盛り上がった縁に対して遠ざかる方向において閉鎖されることを準備することにより、フィルターパッキンによって埃の取り込みに提供される表面積を増すことができる。各空洞はこのように、蓋の下部縁とフィルターパッキンとの間に、埃の取り込みを目指した該フィルターパッキンの追加領域をつくる。フィルターパッキンが圧縮可能であるとき、空洞を除いてフィルターパッキンを介してるつぼによって蓋の重さの受けの大部分が行われ、該空洞の高さでフィルターパッキンがより弱く圧縮される、そのような局部的な空洞の存在は、フィルターパッキンの目に見える局部的な拡張の結果、埃の取り込みに対してフィルターパッキンによって提供される表面積をさらに増すことを可能にし、一方、煙のガスの構成要素への浸透性は、フィルターパッキンの圧縮性、蓋の重さ、およびその下部面の幾何学しかもとりわけ当該の局部的な空洞の寸法と数によって厳しく定められた条件で保障されたままである。

本発明による蓋が、欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記述されるような先行技術の蓋の着想に類似した一般的な着想を保持し、それゆえその製造技術が先行技術の蓋の製造技術と比べて特別な難しさを呈しないこと、そうすると、現在まではフィルターキャップを利用する必要がなかったという状況、またしたがってそのようなキャップの利用を前述のそれら不都合のため放棄していたという状況において溶接を実現するとなっても、発明による蓋が、テルミット溶接装置における、そのうえ欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書にかなった、そのような蓋の代わりとなることができ、このことが、溶接スタッフの作業条件および安全をあらゆる状況で改善することを可能にすることが観察されるであろう。

本発明による蓋の他の特徴および利点は、非制限的な実施例に関する以下の詳細な説明、ならびに、この詳細な説明に伴う付属の図面から明らかになるであろう。

図１は、本発明による蓋を備えた鉄道レールのテルミット溶接のるつぼの軸方向断面図を概略的に示しており、また、るつぼとるつぼの上での利用位置における蓋の大部分についての回転対称軸となる軸を含む平面による断面図を示している。

図２は、図１の図と類似の図であり、蓋の詳細を示している。

図３は、この蓋の底面図を、図２で矢印ＩＩＩによって目印をつけられた方向において、濾過において直接的な役割を果たす配置に限定される仕方で示している。

本発明による蓋が、該蓋が鉄道レールのテルミット溶接のるつぼに結びついた応用において図示され、また記載されることになるとしても、このような蓋が、その使用目的がいかなるものであっても、もっとも本発明の範囲から外れることなくして、あらゆるテルミット反応のるつぼに結びつくことができうることは当然である。場合によっては必要な適応によって、当業者の標準の能力が引き上げられることになるであろう。

図１で、その大筋において、欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載のテルミット溶接装置が再び見出されるが、該テルミット溶接装置の形は、互いの間で溶接されることになっている、やはり図示されていない二つのレール端の周りの図示されていない跡を画定する使い切り用の鋳型１の形、鋳型の跡を埋めてレール端の間の溶接を保障することを目的とした、テルミット反応による溶解金属の製造を目的とした、テルミット反応のるつぼ２の形、このるつぼ２は、溶接されることになっているレール端によってそれ自体が支えられる鋳型１へのはめ込みによってのみ支えられている、および、るつぼ２へのはめ込みによってそれ自体が支えられる蓋３の形である。鋳型１、るつぼ２、および蓋３は、共通中間軸４を呈しており、該共通中間軸は、図示された例において垂直であるが、特にカントの線路のレールを溶接することが必要であるとき、垂直線に対して多かれ少なかれ傾いている可能性があり、その場合には垂直線に対する軸４の傾斜は数段階に達することができる。

もし、鋳型１の上部６のはめ込みに適合した、るつぼ２の下部５を除外するならば、るつぼ２は、軸４を中心にした一般的な回転形状を呈し、これはとりわけ、底壁７および筒形の周辺壁１０に関するものであって、該底壁は平らで、下部５に直接隣接し、そしてテルミット反応の前および初期の間に熱可溶性の止弁９によって閉鎖される注口８で、軸にそって孔が開けられたものであり、該周辺壁は、底壁７に下の方で連結し、またこの底壁７との連結部分から上の方へ徐々に、環状で平らかつ軸４に垂直である上部縁１１まで、口が広がっているものであって、該周辺壁１０の内側周辺面１２および外側周辺面１３、どちらの面も軸４を中心にした回転体の円錐台形であり、また上の方に口が広がっているものを相互につなぎ合わせている。周辺壁１０の内側周辺面１２と底壁７の上部面１４とは、るつぼ２の内部でテルミット反応室１５を画定しており、該テルミット反応室は、反応前のテルミット成分１６を含みまた上の方に上部開口部１７を呈しており、該上部開口部は、軸４に対して遠ざかる方向において上部縁１１によって取り囲まれており、また該軸を基準にした内部寸法、すなわち典拠が明らかにされていない直径を呈しており、該直径は、上部縁１１に対する連結部分のすぐ隣にある周辺壁１０の内側周辺面１２の直径によって決められるものである。

るつぼ２のこの着想、ならびに鋳型１の着想は、それら自体で非常に既知であって、しかも、とりわけこの点で参照されることになる欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載されている。るつぼ２および鋳型１は、好ましくは両方とも一度きりの使用の後に壊されるのに適している材料、すなわち一度きりの使用を目指したベークライトのような疎水性樹脂によって接合される固められた砂で製造される；しかしながら、耐久性のある、すなわち複数回の溶接のために使用できるるつぼ及び／または鋳型を利用することによって本発明の範囲から外れることはないだろうし、るつぼ２および鋳型１の実践的な実施態様は、本発明に関しては無関係である。

逆に、蓋３は、欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載の蓋と共通の配置を呈しながら、本発明の特徴的な配置を呈するのであって、該特徴的な配置は、今度は、蓋が図示された位置、すなわち溶接を保障するために鋳型１にそれ自体がはめ込まれるるつぼ２に嵌め込まれる状態での、蓋がその利用の際に占める位置を基準にして、記述されることになる。

この位置において、蓋３は、上の方でテルミット反応室１５を閉鎖して、テルミット反応を伴うガスの発現を許可するのに十分な容積を該テルミット反応室によって画定するが、一方では、そのそれだけの重さＰ_cによって、このようにこの体積において発現するガスの圧力Ｐ_gに抵抗し、そして、該ガスが引き起こす埃の留置きを濾過によって、またテルミット反応の際に場合によっては噴出される粒子の留置きを直接の取り込みによって保障して、これらのガスの排出を許可する。

このために、欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載の蓋に反して、蓋３は、ほぼ切れ目がなく、すなわちガス抜き孔の口がないので、フィルターキャップを該蓋に組み合わせる必要はないのであるが、これは、本発明にしたがって、ガスと、テルミット反応によって生成される煙となる埃との間の分離が、るつぼ２の周辺壁１０の上部縁１１への蓋３の載置の部位で濾過によって行われ、そしてこのことが、もっぱら、一度きりの使用の後に該蓋を容易に解体可能にする目的において、該蓋をベークライトのような疎水性樹脂によって固められた砂で製造するときの場合のように、蓋が多孔質の材料で製造されるときの蓋３それ自体を通した濾過効果を除外する場合であるという限りにおけるものであり、るつぼもまたこのように製造されるとき、類似の効果が、るつぼ２を通して観察されることができる。

より正確には、蓋３は、つぼの一般的な形状を呈しており、該形状は、図示された例におけるるつぼ２の周辺壁１０のように、軸４を中心にしてだいたい回転対称であるものである。

この形状は、とりわけ、筒形の周辺壁１８および平らな底壁２１によって定義されており、該周辺壁は、それぞれ内側周辺面１９と外側周辺面２０によって、それぞれ軸４の方と軸に対して遠ざかる方向とで画定されており、該周辺面はどちらも軸４を中心にした回転体の円錐台形で、またこの軸４をもちいて典拠を明らかにされない同じ角度を形成しながら上の方に集まっていて、また該底壁は、それぞれ下の方および上の方、すなわちそれぞれるつぼ２の内側の方およびその外側の方で、平らで軸４に対して垂直な面、つまりそれぞれ内側面２２および外側面２３によって画定されている。このように、蓋３は空洞５２を画定するが、該空洞は、下の方に開いており、またテルミット反応室１５と自由に連絡して前述の閉鎖された容積を該テルミット反応室とともに定義するものであり、該体積において、テルミット反応の際に発散される煙が膨張することができる。

軸４に対して遠ざかる方向において、図１に概略的に示されるように、面２２および２３は、それぞれ壁１８の内側周辺面１９および外側周辺面２０に直接連結することができようが、好ましくは、また図２で図示されるように、内側面２２は、軸４を中心にして回転環状の周辺溝２５によって内側周辺面１９に連結し、一方、外側面２３は、溝２５を収納する、上の方に突き出た環状ボス２４によって外側周辺面２０に連結する。

そのうえ、とりわけ蓋３の機械的強度の理由により、軸４を基準にして放射状であり、また軸を中心にして角度をもって規則正しく並べられたまっすぐなリブ２６、すなわち、例えばこれらのリブのうち四つは、溝２５を介して、底部壁２１の内側面２２の上および壁１８の内側周辺面１９の上に、盛り上がって準備されることができる。

これらのリブ２６は、溝２５と同様に、蓋３の、室１５の内部でテルミット反応の際に発散される煙との接触表面積をこのように増やす利点と、埃および噴出される粒子を取り込むべき内側周辺面１９および内側面２２の容積をこのように増やす利点とを呈している。

外側周辺壁１８は、下の方で、すなわち底部壁２１との連結部分と反対側で、蓋３の盛り上がった環状縁２７に連結しており、該盛り上がった縁２７は、軸４を中心にした回転形状を呈しており、また周辺壁１８に接して、軸に対して遠ざかる方向において、突出部を形成している。

より正確には、盛り上がった縁２７は、上の方と下の方で、軸に対して垂直な、環状で平らの、軸４を中心にした回転面によってそれぞれ画定されており、該面とはすなわち、それぞれ、軸４に対して近づく方向において周辺壁１８の外側周辺面２０に直接連結する上部面２８と、この方向において周辺壁１８の内側周辺面１９に間接的に連結する下部面２９とであって、これは、あとで明らかになろうとおりである。軸４に対して遠ざかる方向において、面２８および面２９は、軸４を中心にしたおおよその回転円筒形の、そして該軸に対して遠ざかる方向に向けられた長手側面３０によって相互に連結され、この長手側面３０は、しかしながら、周辺壁１８の外側周辺面２０のように上の方に集中する仕方で少し円錐形であるが、これはこの蓋３が、好まれるように、疎水性樹脂によって固められた砂で製造されるときの、鋳造による蓋３の製法のためである。

長手側面３０は、下部面２９との連結の部位で、軸４を基準にして、直径を呈しており、該直径は、るつぼ２の周辺壁１０の外側周辺面１３の、この壁１０の上部縁１１との連結部分の直径とほぼ同一であって、このことはまた下部面２９の最大直径も定義する。該下部面はそのうえ、周辺壁１０がこの壁１０の上部縁１１との連結部分で呈する内側周辺面１２の直径、すなわち開口部１７の直径より小さい、あとで定義される最小直径も呈しており、これらの二つの直径の値は、しかしながら隣接したままであり、レールのテルミット溶接装置の範囲内で結び付けられることを目的としたるつぼ２と蓋３の場合において数ミリメートルしか違わないものである。

これらの状況において、使用位置にある蓋３は、詳細な説明の続きから明らかになるであろうように間接的な仕方で、その盛り上がった縁２７の下部面２９によって、るつぼ２の周辺壁１０の上部縁１１の上に乗っている。

蓋３の周辺壁１８の外側周辺面２０が、下の方で、盛り上がった縁２７の上部面２８とのその連結部分を終える一方、この周辺壁１８の内側周辺面１９は、盛り上がった縁２７の下部面２９の部位より低い部位まで延長し、軸４を中心にした盛り上がった環状回転縁３１を軸４の方で画定するが、該盛り上がった回転縁は、切れ目がなく、盛り上がった縁２７の下部面２９に対して下の方に突出して配置され、そしてこの下部面２９の、周辺壁１８の内側周辺面１９への前述の間接的連結を保障するものである。

この盛り上がった縁３１は、軸４を中心にした、平らで、この軸４に対して垂直な環状回転下部面３２によって下の方で画定されており、該面３２は、この軸４に対して遠ざかる方向において、壁１８の内側周辺面１９から、盛り上がった縁３１の外側周辺面３３へ延長部分をつなげ、該外側周辺面は、軸４を中心にした回転体の円錐台形で、鋳造による蓋３の前述の製造理由で下の方に集中しており、また盛り上がった縁２７の下部面２９へ、この面２９の最小直径によって、上の方で連結している。

これらの状況において、図１および図２が示しているように、盛り上がった縁３１は、蓋３が盛り上がった縁２７の下部面２９によって周辺壁１０の上部縁１１の上に乗っているとき、るつぼ２の室１５の開口部１７にはめ込まれるが、しかしその外側周辺面３３と、るつぼ２の周辺壁１０の内側周辺面１２との間に、軸４を中心とした環状回転隙間３４を残存させており、該隙間は、加えて、もし蓋３がるつぼ２に対して完全に中心が合っていれば、この軸４を中心とした円周の方向に切れ目がなく、もしくは蓋３とるつぼ２の間で同軸性が最大に欠如する場合には、面３３および面１２の相互の接触によってもっぱら非常に局部的な仕方で断続的である。

この隙間３４は、テルミット反応によって生み出されるガスと、蓋３の内側面２２および内側周辺面１９によって取り込まれなかったであろう埃との通過を、蓋３の盛り上がった縁２７の下部面２９と、るつぼ２の周辺壁１０の上部縁１１との相互関係にある載置部の方へ許可するが、盛り上がった縁３１は、室１５とこの相互関係にある載置部の間で、この載置部の方に噴出される粒子の通過を最大限に防ぐ防護板となる。

縁１１への面２９の載置部に達する埃をまだ持っているガスの濾過を確実に行うために、先に示されたように、この載置は、直接ではないが、軸４を中心とした環状回転フィルターパッキン３５を介して本発明にしたがって実行されるが、該環状回転フィルターパッキンは、ほぼ切れ目のないものであり、またこのように、るつぼ２の周辺壁１０の上部縁１１で、盛り上がった縁２７、すなわち蓋３の下部縁の下部面２９に対する載置の、ほぼ切れ目のない仲介物の役目を果たすものである。

このフィルターパッキン３５は、圧縮できる材料、すなわち好ましくは、合成ガラス繊維のフェルトを含むグループの中から選ばれる繊維材料で有利には製造され、しかも会社Ｓｏｃｉｅｔｅ Ｕｎｉｆｒａｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎおよびその子会社によるその商標の名称で知られるタイプの製品を利用した試験で良い結果が獲得されたが、該製品は、非晶質かつ不活性の合成ガラス繊維からなり、該合成ガラス繊維は、マグネシウムを１９から２６％のＭｇＯの形で、またシリカを７２から７７％のＳｉＯ₂の形で含み、１２％未満の割合のアクリルラテックスによってつながれているものであるが、この表示は非制限例としてのみ与えられているのであって、他の成分がフィルターパッキン３５用に選ばれることができ、だからといって本発明の範囲から外れることはない。

フィルターパッキンは、そのような材料で前もって製造される環の形で、あるいはまたそのような材料の帯の形で製造されることができ、該帯は、適切な長さに筒切りにされ、またそれ自体で閉じるように環の形で巻かれるものであるが、これらの例は全く限定的なものではない。

フィルターパッキン３５は、軸４によって限定されるなんらかの半平面による断面図で見られるとき、好ましくは図示されるように長方形の断面を呈するが、該断面は、軸４に対して近づく方向でおよび軸４に対して遠ざかる方向で、それぞれ内側周辺面３６および外側周辺面３７によって画定されており、該周辺面は、軸４を中心にした回転円筒形であって、るつぼ２の周辺壁１０の内側周辺面１２が上部縁１１との連結部分に呈する直径、およびこの周辺壁１０の外側周辺面１３がこの同じ上部縁１１との連結部分に呈する直径にそれぞれ対応する直径をともなうものである。フィルターパッキン３５のこの長方形断面は、それぞれ下の方および上の方で、下部面３８および上部面３９によって定義されており、これらの面は、どちらも平らで、垂直な関係となる軸４を中心にした回転環状形であって、面３８および面３９は、それぞれ上の方および下の方で、面３６および面３７を相互につなげる。

フィルターパッキン３５は、例えばその上部面３９の、盛り上がった縁２７の下部面２９への接着によって、盛り上がった縁２７に固定されるが、これは、その外側周辺面３７が盛り上がった縁２７の長手側面３０を下の方へ延長するような条件、また、その内側周辺面３６が、盛り上がった縁３１の外側周辺面３３と向かい合って、軸４を中心とした環状隙間４０を残存させ、該環状隙間が、この軸を基準にして円周で、同様にこの軸に平行に切れ目のないものであるような条件におけるものである。この隙間４０の保護、すなわちフィルターパッキン３５の内側周辺面３６の、蓋３の盛り上がった縁３１の外側周辺面３３に対する同軸性は、フィルターパッキン３５の、その面３９による、盛り上がった縁２７の面２９への固定の際に、互いに同一のマーカー４１によって、保障されることができるが、該マーカーは、軸４を中心にして角度をもって規則正しく並べられており、また例えば二つの直交している直径にしたがって配置される全体で四つ準備されものであって、蓋３が、盛り上がった縁２７の下部面２９に対しておよび盛り上がった縁３１の外側周辺面３３に対して、軸４に対し遠ざかる方向において位置づけされる突出部として呈するものであり、これらのマーカー４１のそれぞれは、軸４に平行して、パッキン３５の下部面３８および上部面３９をこの軸に平行して互いに分離する寸法よりかなり小さい寸法を呈し、そして軸４を基準にして円周に、パッキン３５の内側周辺面３６の寸法と比べて小さい寸法を呈する。

このように、蓋３が、パッキン３５を介して、すなわち該パッキンの下部面３８によって、るつぼ２の周辺壁１０の上部縁１１に置かれるとき、隙間４０は、上の方の、隙間３４の延長部分において多かれ少なかれ正確に位置づけられるようになるが、その結果、もしマーカー４１の非常に局部的な位置を除外するならば、図１で矢印４２によって図示されたように、パッキン３５の面３６の全体が、室１５から隙間３４を通って再び上昇するガスおよび埃にさらされ、また図１で矢印４４によって図示されたように、留め置きを用いてガスによって運ばれる埃を防ぎ、これらの埃が、埃の取られた形で周囲の空気４３の方へ出ることを可能にする。

当然、フィルターパッキン３５の、埃を逃さないでガスを通過させる能力は、その密度、それらのサイズ、およびフィルターパッキンがその重さのために蓋３によって受ける圧縮力に依存している。非制限例として、およそ２．５ｄａＮの重さの覆い３について、フィルターパッキン３５として、先に特定されたタイプのフェルトを利用した試験で良好な結果が獲得されたが、該フェルトはｍ³につき１８５ｄａＮの密度を伴い、パッキン３５の圧縮のない状態で面３８と面３９との間で測定される厚みが１２ｍｍ、またパッキン３５の圧縮のない状態で面３６と面３７との間で測定される厚みの幅が３０ｍｍのものであって、該厚みの幅は、るつぼ２の周辺壁１０の内側周辺面１２と外側周辺面１３との間の、この壁１０の上部縁１１とのそれら面の連結部分での、直径の差に一致するものである。しかしながらそれは非制限例であって、他の値が、とりわけ上記に特定された材料以外の材料との組み合わせで、選ばれることができようが、だからといって本発明の範囲から外れることはない。

いずれにせよ、面３８と面３９を互いに分け隔てる距離は、蓋３の盛り上がった縁２７の下部面２９とるつぼ２の周辺壁１０の上部縁１１との間のフィルターパッキン３５の圧縮の前も、この面２９とこの縁１１との間の、蓋３の重さの影響を受けた圧縮の後も、図１でＨで図示されたように、盛り上がった縁３１が、るつぼ２の室１５の開口部１７の内部に、その盛り上がった縁３１によって蓋３の前述の相互のはめ込みの効果を許可するように、その下部面３２によって、フィルターパッキン３５の下部面３８に対して突出部を形成するようなものである。

るつぼ２に対する蓋３の最大の軸外れがない限り、該軸外れは、蓋３の盛り上がった縁３１の外側周辺面３３とるつぼ２の周辺壁１０の内側周辺面との間の直接的ではあるが非常に局部的な接触を強要するものであるが、蓋３の、るつぼ２との接触は、もっぱらフィルターパッキン３５を介してなされ、その結果、蓋３とるつぼ２が疎水性樹脂によって固められた砂で製造されるとき、砂と砂のあらゆる接触が回避され、すると、るつぼ２あるいは蓋３の破損のあらゆる危険性および、砂と砂のそのような接触による室１５の内側でのるつぼあるいは蓋の砂の剥離のあらゆる危険性はなくなることが観察されるであろう。

好ましくは、本発明による蓋３と一緒に先行技術のるつぼ２を利用し続けることを可能にするために、欧州特許第０４０７２４０Ｂ１号明細書に記載される配置と比較して、このるつぼ２の周辺壁１０の上部縁１１を変更することはまったくなく、その結果、フィルターパッキン３５の下部面３８の、この上部縁１１への寄りかかりは、平らな寄りかかりである。

パッキン３５の上部面３９と盛り上がった縁２７の下部面２９との間のそのような平らな寄りかかりで済ませることもできようが、好ましいのは、下部面２９を成型することによって、フィルターパッキン３５を介したるつぼ２の周辺壁１０の上部縁１１への載置の特別な局部的領域、該フィルターパッキンが余分な圧縮をこのように受けるこれらの局部的領域を、より大きな大きさの局部的領域から分離するようにすることであって、後者においてはこの寄りかかりがより低い程度でなされ、したがってフィルターパッキン３５がより少なく圧縮されることにより、室１５の内部に、その内側周辺面３６によってガスの通過に増加した浸透性を与えながら埃の最大取り込み表面積を提供するようにする。

このように、図示された例において、盛り上がった縁２７の下部面２９は、軸４を中心にして角度をもって規則正しく配置される仕方で、すなわち実際にはマーカー４１の間に、弓形の空洞４５で局部的に穴があいており、該弓形の空洞は、マーカー４１と同数個、すなわちここでは四個、このように備えられ、また、軸４を基準にして、これらのマーカー４１の間で可能なかぎり大きな角度の発展をそれぞれが呈しているものである。

これらの空洞４５のそれぞれは、軸４に垂直な、すなわち盛り上がった縁２７の下部面２９に平行な、この面２９に対して面２８の方に引き込んで設置される、平らな底部４６によって画定され、該空洞に底部４６がつながるのは、
‐軸４にもっとも近いところで放射状にであって、この軸４を中心にした、そして実際には底部４６までの盛り上がった縁３１の外側周辺面３３の局部的な延長部分から成る、回転円錐台形側面４７によってである、
‐軸４からもっとも遠いところで側面４８によって放射状にであって、該側面は、やはり軸４を中心にした回転円錐台形であるが、側面４７の円錐形とは逆の円錐形であり、盛り上がった縁２７の下部面２９とのこの側面４８の連結部分でのフィルターパッキン３５の周辺面３６と周辺面３７のそれぞれの直径の間の中間の直径を伴うものである、および、
‐軸４を基準にしたそれぞれ両方の円周方向において凹の側面４９によってであって、該凹の側面は、例えば軸４に平行なそれぞれの軸を中心にした半円錐台形であり、また底部４６から盛り上がった縁２７の下部面２９の方に行く方向において広がるものである。

このように、隣接する二つの空洞４５を画定する隣接する二つの側面４９の間で、円周方向にそれぞれ連絡するマーカー４１を中心にして、盛り上がった縁２７の下部面２９の局部的領域５０が存続するが、該局部的領域５０は、空洞の底部４６に対して突出して置かれ、またこのようにフィルターパッキン３５を介したるつぼ２への蓋３の寄りかかり領域となるが、該寄りかかり領域とはすなわち、盛り上がった縁２７の下部面２９とるつぼ２の上部縁１１との間の、蓋３の重さを受けた、このフィルターパッキン３５の直接圧縮局部的領域であり、一方では、各空洞４５の正面では、このパッキン３５はより少なく圧縮され、さらには圧縮されず、埃の取り込みおよびガスの通過に、その内側周辺面３６ばかりでなく、また対応する空洞４５の正面に置かれる、その上部面３９の一部も提供する。

領域５０は、円周の方向で、盛り上がった縁２７の下部面２９の他の領域５１によって相互につながっており、該領域５１は、それらの側面４８にわたって、すなわち軸４に対して遠ざかる方向において、空洞４５に沿っており、したがって、領域５０および領域５１は、蓋３の盛り上がった縁２７の下部面２９の、円周に切れ目のない境界域に沿って断絶なく互いに補い合うが、該境界域は、この下部面２９の、この盛り上がった縁２７の長手側面３０との連結部分に沿って続いて、軸４に対して遠ざかる方向において空洞４５を閉じながら、またこのようにガスに、室１５から出るためにフィルターパッキン３５を通過することを余儀なくさせながら、この部位でもやはりフィルターパッキン３５を介してるつぼ２への蓋３の載置を全体に分散させ、そしてこのように領域５０の部位でのフィルターパッキンの圧縮を制限する。

空洞４５の深さは、それらの底部４６と、盛り上がった縁２７の下部面２９の領域５０および領域５１との間で測定されるものであるが、パッキン３５の面３９とそれらの底部４６との間で、面３９の一部によっても埃の取り込みを獲得できる可能性を妨げるであろう接触を避けるのに十分であるように選ばれるのだが、すなわち、蓋３がフィルターパッキン３５を介してるつぼ２に置かれるとき、各空洞４５の底部４６とフィルターパッキン３５の面３９との間で、隙間３４とそれ自体がつながる隙間４０とつながる隙間５２の存続を保障するのに十分であるように選ばれる。このために、およそ数ミリメートルの深さが、先に見積もられた例において十分である。

しかしながら、変形例においてあるいは補足例において、るつぼ２の周辺壁１０の上部縁１１の部位で、盛り上がった縁２７の配置に類似の配置が、この場合パッキン３５の下部面３８の一部によって埃の取り込みを許可することによってパッキン３５による埃の取り込み表面積を増す目的で、準備される可能性があり得ることは非常に知られている。

一般的な仕方で、鉄道レールのテルミット溶接のるつぼ２と結びついた本発明による蓋３の応用に関連する記述されたばかりの配置が、とりわけ他の応用を目指して、もっとも付属の請求項によって定義されるような本発明の範囲から外れることなく、多くの変形例を持つことができようことを、当業者は容易に理解するであろう。

本発明による蓋を備えた鉄道レールのテルミット溶接のるつぼの軸に沿った軸方向断面図の概略図 図１の図と類似の図であり蓋の詳細を示す図 図２で矢印ＩＩＩによって目印をつけられた方向から見た蓋の底面図

符号の説明

１ 鋳型
２ るつぼ
３ 蓋
４ 共通中間軸
５ 下部
６ 上部
７ 底壁
８ 注口
９ 止弁
１０ 周辺壁
１１ 上部周辺縁
１２ 内側周辺面
１３ 外側周辺面
１４ 上部面
１５ テルミット反応室
１６ テルミット反応成分
１７ 上部開口部
１８ 周辺壁
１９ 内側周辺面
２０ 外側周辺面
２１ 底壁
２２ 内側面
２３ 外側面
２４ 環状ボス
２５ 周辺溝
２６ リブ
２７ 環状縁
２８ 上部面
２９ 下部面
３０ 長手側面
３１ 環状回転縁
３２ 環状回転下部面
３３ 外側周辺面
３４ 環状回転隙間
３５ 環状回転フィルターパッキン
３６ 内側周辺面
３７ 外側周辺面
３８ 下部面
３９ 上部面
４０ 環状隙間
４１ マーカー
４２ 矢印
４３ 空気
４４ 矢印
４５ 空洞
４６ 底部
４７ 回転円錐台形側面
４８ 側面
４９ 側面
５０ 局部的領域
５１ 他の領域
５２ 空洞

Claims (11)

1. 内部でテルミット反応室（１５）を画定している、るつぼ（２）と、
   該るつぼ（２）のテルミット反応室（１５）の、所定の内部寸法の上部開口部（１７）を閉じることを目的とし、またこのために、前記上部開口部（１７）を画定する前記るつぼの上部周辺縁（１１）に載置するのに適した下部周辺縁（２９）を具備する蓋（３）とからなり、
   前記蓋は、ガスが通る切れ目がなく、また前記下部周辺縁（２９）によって、環状で前記上部周辺縁（１１）への前記下部周辺縁（２９）の支持の仲介物となるのに適したフィルターパッキン（３５）を介して支えられていることを特徴とする、テルミット反応用の装置。
2. 前記フィルターパッキン（３５）が、圧縮可能であることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記フィルターパッキン（３５）が、合成ガラス繊維のフェルトであることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記上部周辺縁（１１）が、平らであり、
   前記下部周辺縁（２９）が、平らであることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の装置。
5. 前記フィルターパッキン（３５）の内側で、前記下部周辺縁（２９）に沿って続き、
   また該フィルターパッキンに対して下の方に突出部を形成する、盛り上がった周辺縁（３１）を有すること、
   また前記盛り上がった周辺縁（３１）が、隙間（３４）を用いて前記上部開口部（１７）に嵌合するのに適するように、前記上部開口部（１７）の内部寸法より小さい外側寸法を有することを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の装置。
6. フィルターパッキン（３５）が、前記盛り上がった周辺縁（３１）とフィルターパッキン（３５）の間に環状隙間（４０）を設けるように、前記外側寸法よりも大きい内側寸法を呈することを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. 前記環状隙間（４０）の存在を保障するために、前記盛り上がった周辺縁（３１）に対してフィルターパッキン（３５）のマーカー手段（４１）を呈することを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記下部周辺縁（２９）が、前記フィルターパッキン（３５）への前記下部縁（２９）の載置が局部的に中断される、円周に沿って位置が確定され円周に沿って分散される不完全な空洞（４５）を呈すること、
   また前記空洞（４５）が、前記環状隙間（４０）につながるが、前記盛り上がった周辺縁（３１）に対して遠ざかる方向において、フィルターパッキン（３５）への蓋（３）の下部周辺縁（２９）の載置によって閉鎖されることを特徴とする、請求項４に対して従属関係にある請求項６または請求項７に記載の装置。
9. 前記蓋は、前記下部周辺縁（２９）に対して上の方に引き込んだ空洞（５２）を内部で定義する、つぼの形状を呈することを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか一つに記載の装置。
10. 前記蓋は、回転体の形状を呈することを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか一つに記載の装置。
11. 前記蓋は、使用後の解体を容易にする材料で製造される、使い切り用であることを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか一つに記載の装置。

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