JP7581324B2 - 軌道のレール同士を溶接するための溶接ユニット - Google Patents

Description

本発明は、軌道のレール同士を溶接するための溶接ユニットであって、第１のユニット部分を備えており、この第１のユニット部分は、ユニットガイドに沿って第２のユニット部分に対して複数のスライドシリンダを用いてレール長手方向に摺動可能であり、各々のユニット部分は、ユニットガイドの下側に、レールをクランプするための、クランプジョーに連結された複数のクランプシリンダを備えている、溶接ユニットに関する。

レール同士を溶接するための公知の溶接ユニットは、２つのユニット部分を有しており、一方のユニット部分は、ユニットガイドに沿ってスライドシリンダを用いてレール長手方向に他方のユニット部分に対して摺動可能である。各々のユニット部分は、溶接すべきレールのレール端部を不動にクランプするためのクランプ装置を備えている。溶接工程時に両ユニット部分およびユニット部分において不動にクランプされた両レール端部は、互いに接近移動させることができる。冒頭に述べた形態の溶接ユニットは、中性温度を下回る温度における最終溶接のためにも使用される。このとき、レール端部には、大きな引張り力が加えられなければならない。したがって、ユニットガイド、スライドシリンダおよびクランプ装置に対して、かなり高い要求が課される。

オーストリア国実用新案第００６６９０号明細書、西独国特許出願公開第２８０１２４９号明細書および国際公開第２０１０／１１９４６１号には、トング状のユニット部分を備えた構造形態が開示されている。公知の構造形態で各々のユニット部分は、レール長手方向に向けられた回転軸線を中心として旋回可能な２つのトングレバーを備えている。下側のレバーアームには、レール端部を不動にクランプするためのクランプジョーが配置されている。上側のレバーアームは、クランプシリンダに連結されている。クランプシリンダへの液圧供給によって、クランプジョーはレバー機構を介して各々のレール端部をクランプする。スライドシリンダは、溶接すべきレールの両側に配置されている。このとき、スライドシリンダは、付加的に、ユニットガイドとしての、回転軸線に配置されたガイドコラムと一緒に働く。ユニット部分のトング状の構造形態に起因して、クランプシリンダはユニットガイドの上に配置されており、クランプ力は、ガイドコラムにおけるユニット部分の支持を必要とする。

他の構造形態は、オーストリア国特許出願公開第５０７２４３号明細書およびオーストリア国特許出願公開第５０７５６０号明細書に基づいて公知である。これらの構造形態では、３つのガイドコラムがユニットガイドとして配置されており、このとき、少なくとも２つのユニットガイドは、端面側の横方向支持体を介して結合されている。各々のユニット部分は、剛性の基体を備えており、この基体はその下側に、クランプすべきレール端部のための空間を有している。クランプジョーが、ユニットガイドの下側に配置されたクランプシリンダに直接連結されている。したがって、クランプシリンダへの作用によって、直接クランプ力が生じ、このとき、基体が反力を受け止める。一方のユニット部分に対する他方のユニット部分のスライドは、引張りロッドと、横方向支持体に支持されているスライドシリンダとを介して行われる。

本発明の根底にある課題は、冒頭に述べた形態の溶接ユニットを改良して、構造が改善された溶接ユニットを提供することである。

本発明によれば、この課題は、請求項１の特徴によって解決される。従属請求項には、本発明の有利な構成が記載されている。

本発明では、両方のユニット部分が、スライドシリンダを用いて互いに結合されており、各々のスライドシリンダのシリンダボディが、一方のユニット部分に結合されていて、各々のスライドシリンダのピストンロッドが、他方のユニット部分に結合されている。このように構成されていると、スライドシリンダを端面側の横方向支持体に支持する必要がなくなる。このようにして、スライドシリンダは、クランプシリンダと一緒に、溶接すべきレール端部に長手方向力を伝達するためのユニットを形成する。この場合に重要なのは、ユニットガイドを力伝達装置から機能的に分離することである。ユニットガイドは、両ユニット部分相互のガイド機能を引き受け、クランプシリンダのクランプ機能に関与することはない。ユニットガイドは、引張り力または押圧力から解放されている。

有利な発展形態では、スライドシリンダの長手方向軸線とクランプシリンダの長手方向軸線とが、ほぼ共通の平面に配置されている。これによって、ユニット部分における負荷が減少する。なぜならば、互いに離隔された力軸線に基づく付加的な曲げ応力が発生しないからである。

クランプジョーは、溶接すべきレールが、共通の平面に位置している中立軸でもって不動にクランプ可能であるように配置されていると有利である。このような配置形態によって、スライド力が、レールの中立軸を含む平面内で作用するので、ユニット部分およびユニットガイドは、傾倒モーメントを受け止める必要がない。ユニットガイドには、ユニット部分の重量と、溶接工程中に不動にクランプされていて、持ち上げられているレール端部の重量としか作用しない。

本発明の発展形態では、各々のユニット部分が、ユニットガイドの下側にクランプボディを備えており、このクランプボディ内に相並んで複数のクランプシリンダが組み込まれていることが特定されている。このように構成されていると、各々のユニット部分のコンパクトな構造形態が得られ、結果として、十分に高い総クランプ力が得られる。

溶接ユニット全体のコンパクトな構造形態を得るために、有利には、スライドシリンダが、ユニット部分の側方の外面にフランジ結合されている。このように構成されていると、スライドシリンダの配置が、ユニット部分およびクランプシリンダから構造的に分離されている。これによって、溶接ユニットの設計が容易になり、種々様々なスライドシリンダの配置によって、得ることができるスライド力を変化させることができる。結果として、同一構造のユニット部分を異なる出力の溶接ユニットのために使用することができるモジュールシステムが得られる。

ガイドの構成では、ガイドシステムとして、特に滑り管として形成された３つのユニットガイドが、互いにずらされて配置されていると有利である。このように構成されていると、ガイドシステムの重量と安定性との間の最適な形態を得ることができる。

好ましくは、外側の２つのユニットガイドが相並んで配置されていて、真ん中のユニットガイドが上方に向かってずらされて配置されている。このように構成されていると、受け止めるべき力が、可能な限り均等に３つのユニットガイドに分配される。

ガイドシステムの安定性は、第１のユニット部分が、第２のユニット部分と横方向結合部材との間に配置されており、ユニットガイドが、一方で第２のユニット部分に不動に結合されていて、他方で横方向結合部材に不動に結合されていると、さらに高められる。横方向結合部材は、単にガイドシステムのコンポーネントであり、スライド力またはクランプ力を伝達しない。

構造をさらに改善することによって、各々のユニット部分が、同一構造の基体を備えることが特定されている。この有利な構成は、ガイドシステムとスライドシリンダとの分離によって得られる。

各々の基体が、両長辺側に、それぞれ異なる長さのスライドシリンダをフランジ結合するための複数の結合箇所を相並んで有していると有利である。このように構成されていると、スライドシリンダの取付け形態を簡単に変化させることができる。それぞれ異なる出力の溶接ユニットは、スライドシリンダの交換によって実現することができる。

次に本発明の実施例を、添付の図面を参照しながら説明する。

溶接ユニットの概略的な側面図である。 溶接ユニットの概略的な正面図である。 溶接ユニットの概略的な第１の斜視図である。 溶接ユニットの概略的な第２の斜視図である。

図１～図４に示した溶接ユニット１では、第１のユニット部分２が、スライドシリンダ３を用いてユニットガイド４に沿って第２のユニット部分５に対して摺動可能である。横断面で見て二等辺三角形の各頂点に配置されたユニットガイド４は、端部側で横方向結合部材６に不動に結合されている。横方向結合部材６の反対に位置している側では、ユニットガイド４は第２のユニット部分５に不動に結合されている。両結合部の間には、摺動可能な第１のユニット部分２が配置されている。このようにして、ユニットガイド４は端部側の結合部と共に不動のガイドシステムを形成している。

各々のユニット部分２，５は、例えば溶接構造体として形成された同一構造の基体７を備えている。図示の構成では、ユニットガイド４は、３つの滑り管を備えている。下側の２つの滑り管は、鉛直の対称面８に対して対称に配置されている。上側の滑り管は、それに対して真ん中に配置されているので、この滑り管の長手方向軸線は、対称面８に位置している。第１のユニット部分２の基体７には、滑り管に沿って滑動する滑りブシュが配置されている。第２のユニット部分５の基体７には、滑り管は不動にクランプされている。

ユニットガイド４の下側では、各々のユニット部分２，５が、空間９の両側に各々のクランプボディ１０を含んでいる。各々のクランプボディ１０には、３つのインナシリンダが相並んで配置されており、これらのインナシリンダ内で、ピストンロッドを備えたピストンがガイドされている。このようにして、各々のクランプボディ１０は、液圧的に連結された３つのクランプシリンダ１１を備えており、これらのクランプシリンダ１１のピストンロッドは、端部側で１つの共通のクランプジョー１２に結合されている。各々のクランプボディ１０の外面において、クランプシリンダ１１はシリンダカバー１３を用いて閉鎖されている。

クランプボディ１０同士の間の空間９内に、互いに溶接すべきレール１４が収容され、そこで不動にクランプされる。具体的には、運転中に、クランプシリンダ１１に液圧が加えられ、これによって、クランプジョー１２が、互いに溶接すべきレール１４に押し付けられる。

スライドシリンダ３は、両側でユニット部分２，５の側方の外面にフランジ結合されている。各々のスライドシリンダ３のシリンダボディ１５は、一方のユニット部分２に結合されていて、ピストンロッド１６は、他方のユニット部分５に結合されている。好ましくは、スライドシリンダ３のための結合箇所１７は、各々のクランプボディ１０の２つのクランプシリンダ１１の間の領域に配置されている。このようにして、スライドシリンダ３の長手方向軸線とクランプシリンダ１１の長手方向軸線とは、ほぼ共通の平面１８に配置されている。目的は、鉛直方向で互いに離隔された力軸線による曲げモーメントの回避である。

異なる長さのスライドシリンダ３の使用のためには、各々のクランプボディ１０が３つのクランプシリンダ１１の間に２つの結合箇所１７を有していると好適である。このように構成されていると、より大きな摺動力を加えるために、互いに最も離れて位置する結合箇所１７に、複数の圧力室を有するより長いスライドシリンダ３をフランジ結合可能である。

スライドシリンダアセンブリとガイドシステムとを構造的に分離することによって、溶接工程時に、引張り力がガイドシステムに導入されなくなる。ガイドシステムへは単に溶接ユニットおよび溶接すべきレール１４の重力ならびに鉛直方向におけるレール応力しか作用しない。

両ユニット部分２，５の間には、溶接隆起部を除去するための剪断装置が設けられている。両ユニット部分２，５の各々の外側の端面には、レールを持ち上げるための扛上装置が固定されている。

溶接工程の準備のために、両レール１４は、扛上装置によって、その下側に位置しているまくらぎから持ち上げられ、当接要素に押圧される。次いで、クランプシリンダ１１に液圧が供給され、これによって、クランプジョーを高いクランプ力（例えば１６００ｋＮ）で各々のレール１４のレールウェブに押し付けることができる。クランプジョー１２は、溶接ユニット１の二次電流回路に接続されていて、レール１４に電流を供給する。その代わりに、別体の電極をレール１４に押し付けることも可能である。

溶接工程を開始するために、ユニット部分２，５は、スライド駆動装置３に引張り力を加えることによって、把持されたレール１４と一緒に、互いに接近移動させられる。このとき、いわゆる最終溶接時には、１５００ｋＮに至るまでの力が得られる。両レール端部の、溶接のために必要な間隔が得られるや否や、電流供給が開始される。

周囲温度が中性温度を上回っている場合には、最終溶接時に、溶接間隙を形成するために、両スライド駆動装置３への相応の液圧供給によって、レール１４をまず互いに離反移動させることも可能である。

Claims (5)

1. 軌道のレール（１４）同士を溶接する際に使用されるクランプおよびスライド装置（１）であって、
   溶接構造体として形成された二等辺三角形状の基体（７）を有している第１のユニット部分（２）及び第２のユニット部分（５）を備えており、前記第１のユニット部分（２）と前記第２のユニット部分（５）は、溶接すべき２つのレール（１４）の端部にそれぞれ配置され、
   前記第１のユニット部分（２）は、前記第２のユニット部分（５）に不動に結合されている３つの滑り管から構成されたユニットガイド（４）に沿って前記第２のユニット部分（５）に対してレール長手方向に摺動可能に構成されており、前記第１及び第２のユニット部分（２，５）はそれぞれ、前記レール（１４）に面する側に、前記レール（１４）をクランプするための、クランプジョー（１２）に連結された複数のクランプシリンダ（１１）を備えている、クランプおよびスライド装置において、
   前記第１及び第２のユニット部分（２，５）の前記レール（１４）とは反対側にそれぞれ少なくとも１つのスライドシリンダ（３）が設けられており、各スライドシリンダ（３）のシリンダボディ（１５）が、前記第１または第２のユニット部分（２，５）の一方に結合されていて、各スライドシリンダ（３）のピストンロッド（１６）が、前記第１または第２のユニット部分（２，５）の他方に結合されており、
   前記スライドシリンダ（３）の長手方向軸線と前記クランプシリンダ（１１）の長手方向軸線とは、ほぼ共通の平面（１８）に配置されており、前記クランプジョー（１２）は、溶接すべき前記レール（１４）が、前記共通の平面（１８）に位置している中立軸でもって不動にクランプ可能であるように配置されていることを特徴とする、クランプおよびスライド装置（１）。
2. 前記第１及び第２のユニット部分（２，５）はそれぞれ、前記ユニットガイド（４）の前記レール（１４）に面する側にクランプボディ（１０）を備えており、該クランプボディ（１０）内に相並んで前記複数のクランプシリンダ（１１）が組み込まれていることを特徴とする、請求項１記載のクランプおよびスライド装置（１）。
3. 前記３つの滑り管は、レール長手方向でみて二等辺三角形の各頂点に配置されていることを特徴とする、請求項１または２記載のクランプおよびスライド装置（１）。
4. 前記第１のユニット部分（２）は、前記第２のユニット部分（５）と横方向結合部材（６）との間に配置されており、前記ユニットガイド（４）は、一方で前記第２のユニット部分（５）に不動に結合されていて、他方で前記横方向結合部材（６）に不動に結合されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載のクランプおよびスライド装置（１）。
5. 前記第１及び第２のユニット部分（２，５）の前記基体（７）は、前記二等辺三角形の長辺側に、それぞれ異なる長さのスライドシリンダ（３）をフランジ結合するための複数の結合箇所（１７）を相並んで有していることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載のクランプおよびスライド装置（１）。

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