KR20190027779A - 금속 레일의 테르밋 용접용 몰드 및 이것을 사용하는 수리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특히 금속 레일(1)의 테르밋 용접용 몰드(M)에 관한 것으로서, 상기 몰드(M)는 상기 레일의 헤드(10), 웹(11) 및 푸트(12)를 둘러싸도록 서로 대향하여 일시적으로 조립되도록 구성되는 적어도 2 개의 실질적으로 동일한 부품 또는 셸(4)을 포함하고, 각각의 부품 또는 셸(4)은 상기 레일의 헤드(10), 웹(11) 및 푸트(12)를 둘러싸도록 구성된 벽(45, 46, 48)에 의해 형성되는 내부 공동(44)으로 개방되는 상부 개구(43)를 가지며, 상기 내부 공동(44)은 상기 헤드(10)의 나머지 및 상기 푸트(12)의 하면을 제외하고 상기 헤드(10)의 저면, 상기 웹(11), 상기 푸트(12)를 둘러싸도록 구성된 벽(451, 46, 48)에 대해서만 압축가능한 실링 코팅(5)을 포함한다.
Description
본 발명은 금속 레일, 특히 철도 레일을 수리하기 위한 몰드에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 몰드를 사용하는 레일을 수리하는 방법에 관한 것이다.
본 출원의 전체에 걸쳐 "푸트(foot)"라는 용어는 침목 위에 놓이는 레일의 저부를 나타내기 위해 사용되는 반면에 "헤드" 및 "웹(web)"이라는 용어는 각각 주행 트랙 그리고 푸트와 헤드를 연결하는 수직 배향의 스템(stem)을 나타낸다. 이 정의는 "비그놀(Vignole)" 프로파일이거나 다른 것이거나 관계없이 모든 유형의 푸트에 적용된다.
더 구체적으로 여기서 관심은 헤드의 상부가 열화된 레일이다.
이러한 열화는 통상적으로 레일의 마모 또는 주행 사고에 기인하며, 주행 표면이 더 이상 균일하지 않고 안전을 해칠 수 있는 표면 불균일을 갖는다.
이러한 상황에서, 현장에 개입하여 열화에 의해 영향을 받는 레일 부분을 잘라내고, 이것을 "교체 레일 섹션", 즉 새로운 레일 섹션으로 교체하고, 이 섹션을 기존의 레일에 용접하는 것이 공지되어 있다.
이러한 작업은 비싸고, 지루하고, 시간 소모적임이 쉽게 이해된다. 열화가 매우 상당한 경우에도 이것은 정당화될 수 있으나, 결함이 깊이 및 길이의 면에서 제한된 범위를 가지는 경우에는 정당화될 실제적 이유가 없다.
그러나, 테르밋 용접에 의해 레일을 직접 수리하는 것이 제안된 경우, 다음의 어려움에 직면할 수 있다.
전체적으로 모래로 구성된 몰드를 사용하는 현장 개입 프로시저가 공지되어 있다. 몰드가 결함을 제거한 레일 영역의 양측 상에 설치되고, 테르밋 반응에 의해 얻어진 용강을 몰드 내에 부어 결함의 제거에 의해 생성된 중공 아웃(hollowing out)을 채운다.
몰드 내에 주입되는 용융 금속에 대하여 누출 기밀성을 확보하는 관점에서 접촉면을 가능한 양호하게 조정하기 위해 몰드에 대해 모래 몰드의 베딩(bedding)을 수행하는 것이 필요하고, 이는 수리의 성공의 조건이다. 이 작업은 지루하고, 완벽한 누출 기밀성을 얻을 수 있는 것은 아니다.
또한, 철도 선로를 부설하는 순간에 2 개의 레일 섹션이 전기 용접(또는 "플래시 버트 용접")에 의해 함께 용접되어 최대 3 밀리미터에 이를 수 있는 과도한 두께를 생성하는 영역 내에 수리될 결함이 위치되는 것이 배제될 수 없다. 분명히, 헤드 상에 존재하는 시임(seam) 및 기타 용접 흔적은 특히 연삭에 의해 신중하게 제거되어왔다. 다른 한편 이것은 주행면을 구성하지 않는 레일의 다른 부분의 경우에는 해당되지 않는다.
레일을 수리하기 전에 헤드 이외의 곳에 있는 전기 용접에 기인하는 시임은 연삭될 수 있다. 그러나, 이것은 작업자가 수리를 수행하는데 이용가능한 시간이 제한되고, 트랙은 가능한 짧은 기간동안 폐쇄되어야 하므로 생각하기 어렵다. 그러나, 이와 같은 연삭은 레일과 몰드 사이에 완벽하게 누출되지 않는 접촉면을 확보하기 위해 세심한 방법으로 수행되어야 한다.
이러한 조건에서, 이들 표면 불귤칙성은 손상된 구역에서 레일의 전체의 양측을 둘러싸는 몰드에서 테르밋 용접에 의해 손상된 레일을 수리하는 것이 제안되는 순간부터 누출 기밀성의 문제를 일으킨다는 것은 쉽게 이해된다.
본 발명은 특히 이러한 단점을 수정하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 제 1 양태에서, 본 발명은 금속 레일의 테르밋 용접용 몰드에 관한 것으로서, 상기 몰드는 상기 레일의 헤드, 웹 및 푸트를 둘러싸도록 서로 대향하여 일시적으로 조립되도록 구성되는 적어도 2 개의 실질적으로 동일한 부품 또는 셸을 포함하고, 각각의 부품 또는 셸은 상기 레일의 헤드, 웹 및 푸트를 둘러싸도록 구성된 벽에 의해 형성되는 내부 공동으로 개방되는 상부 개구를 가지며, 상기 내부 공동은 상기 헤드의 나머지 및 상기 푸트의 하면을 제외하고 상기 헤드의 저면, 상기 웹, 상기 푸트를 둘러싸도록 구성된 벽에 대해서만 압축가능한 실링 코팅을 포함한다.
하나의 실시형태에 따르면, 상기 코팅은 내화 펠트(felt)이다.
하나의 실시형태에 따르면, 상기 코팅의 두께는 2 내지 10 mm이다.
특히 유리한 방식에서, 상기 공동에 대향하는 상기 부품의 하부는 침목 상에 레일을 부착하기 위한 시스템과의 접촉을 피하도록 구성된 경사 컷(inclined cut을 갖는다.
본 발명의 제 2 양태는 헤드의 레벨에서 표면 결함을 갖는 레일을 수리하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 방법은 다음의 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
- 상기 결함을 제거하여 상기 레일의 헤드 상에 중공 아웃을 생성하는 단계;
- 상기 레일의 양측 상에 전술한 몰드의 2 개의 부품 또는 셸을 위치시키는 단계; 및
- 상기 상부 개구를 통해 상기 몰드 내에 테르밋 용접 재료를 부어서 상기 중공 아웃을 충전하는 단계.
하나의 실시형태에 따르면, 상기 웹은, 수리될 상기 결함과 실질적으로 일직선 상에, 전기 용접으로 인한 시임을 가지며, 상기 압축가능한 코팅이 상기 시임 상에 긴밀하게 적용된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 다음의 본 발명의 바람직한 실시형태의 설명을 읽음으로써 명확해질 것이다. 이 설명은 첨부된 도면을 참조하여 이루어진다.
도 1은 웹의 레벨에 표면 용접 흔적 뿐만 아니라 주행 부분(헤드)의 레벨에 표면 결함을 가진 레일 섹션의 매우 단순화된 측면도이고;
도 2는 표면 결함을 가진 도 1의 레일의 이 결함을 포함하는 재료의 일부를 제거한 후의 부분 사시도이고;
도 3은 제거된 재료의 부분이 상이한 형상을 갖는 도 2의 유사도이고;
도 4는 수리 후의 레일을 보여주는 도 1의 유사도이고;
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 몰드의 일부의 2 개의 상이한 방향을 따른 사시도이고;
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 몰드의 일부에 대해 나타낸 수리될 레일 섹션의 사시도로서, 상기 섹션은 도 7에서 투명도로 볼 수 있다.
도 2는 표면 결함을 가진 도 1의 레일의 이 결함을 포함하는 재료의 일부를 제거한 후의 부분 사시도이고;
도 3은 제거된 재료의 부분이 상이한 형상을 갖는 도 2의 유사도이고;
도 4는 수리 후의 레일을 보여주는 도 1의 유사도이고;
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 몰드의 일부의 2 개의 상이한 방향을 따른 사시도이고;
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 몰드의 일부에 대해 나타낸 수리될 레일 섹션의 사시도로서, 상기 섹션은 도 7에서 투명도로 볼 수 있다.
도 1에는 금속 철도 레일 섹션이 개략적으로 도시되어 있다.
그 자체로 주지된 방식으로, 이 레일은 헤드(10), 웹(11) 및 푸트(12)를 포함한다. 헤드(10)가 그 상부 주행면의 레벨에서 갖는 표면 결함은 참조번호 2로 표시된다. 이 결함은 수 cm2의 표면적을 차지한다.
결함(2)과 실질적으로 일직선으로 웹(11)의 레벨에서 전기 용접의 결과 생긴 용접 시임(110)이 연장된다. 이 시임은 웹(11)의 표면 상에 불규칙을 형성한다.
이것은 전형적으로 본 발명에 따른 몰드를 이용하여 수리하는 것이 제안되는 레일 유형이다.
도 2 및 도 3은 표면 결함(2)이 미리 제거된 상태로 동일한 레일의 더 작은 부분을 도시하고 있고, 헤드(10)의 표면 상에 중공 아웃(hollowing out; 3)이 존재하는 것이 보인다.
이 중공 아웃(3)의 형상은 제거 작업에 사용된 기술에 관련된다. 따라서, 도 2에서, 제거된 구역은 레일의 연삭에 의해 얻어진 서로 직교하는 2 개의 직선 연부를 가지지만, 도 3에서 중공 아웃은 산소 절단에 의해 얻어진 만곡형 저면을 갖는다. 이러한 형상은 본 발명에 따른 몰드 및 방법의 특성에 영향을 주지 않는다. 당연히 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 임의의 다른 적절한 표면 결함 제거 기술을 선택할 수 있다.
도 4에는 본 발명의 목적을 구성하는 것, 본 예에서는 도 2 및 도 3의 중공 아웃(3) 대신에 충전 재료(30)를 갖는 수리된 레일(1)이 도시되어 있다.
이제 특히 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 몰드를 설명한다.
이 몰드는 우선적으로 또한 전적으로 모래로 형성되는 2 개의 실질적으로 동일한 부품(또는 셸)(4)으로 구성된다. 이러한 몰드를 제작하는 방법에 대해서는 그 자체가 공지되어 있고, 본 발명의 핵심을 구성하지 않으므로 더 이상 세부사항을 제공하지 않는다.
보다 명확히 하기 위해, 여기서는 단일 부품(4)이 도시되어 있다. 이것은 2 개의 평행면(40, 41)에 의해 횡측의 경계가 정해진다. 이것은 그 하부에 정면(42)을 가지며, 이것은 하측 몰딩 공동(44)과 몰드의 상측 부분을 연결하는 개구(43)의 양측 상에 배치된 2 개의 부분으로 분할된다.
몰드의 하부는 벽(45)에 의해 둘러싸여 있고, 레일의 헤드의 주위에 배치되도록 된 몰딩 공동(44) 및 벽(46, 48)에 의해 형성된 레일의 웹 및 푸트에 접촉하는 지지면의 2 개의 영역으로 구성된다.
벽(45)은 레일(1)의 헤드(10)를 둘러싸도록 구성되는 반면에 벽(46)은 웹(11)을 둘러싸도록 의도되고, 벽(48)은 레일의 푸트(12)를 둘러싸도록 의도된다. 벽(45)은 특히 헤드의 하면과 접촉하도록 의도된 부분(451)을 포함한다.
본 발명에 따르면, 몰드의 하부는, 헤드의 나머지와 푸트의 하면을 제외하고, 헤드의 상기 웹, 푸트 및 하면을 둘러싸도록 구성된 벽(451, 46, 48)에 대해서만 압축가능한 실링 코팅(5)을 포함한다.
유리한 실시형태에 따르면, 이 코팅은 내화 펠트로 구성된다. 이것은 접착제로 벽과 일체로 제조된다. 코팅의 두께는 전형적으로 2 내지 10 mm이다.
유리한 실시형태에 따르면, 공동(44)에 대향하는 부품(4)의 하부는 레일의 임의의 위치에 몰드를 위치시키는 것을 가능하게 하기 위해 테르밋 용접을 위한 종래의 몰드보다 더 두드러진 경사 컷(47)을 갖는다. 실제로, 수리가 침목 상에 위치된 전기 용접부와 일치하여 수행되어야 하는 경우, 부착 시스템(볼트, 래그 스트류 등)은 레일의 푸트 상에 연장된다. 몰드의 부품이 이들 시스템과 접촉하는 것(이는 이 몰드 대신에 퍼팅(putting)을 불가능하게 함)을 피하기 위해, 상기 경사 컷(47)은 임의의 부착 시스템 상에 이 몰드를 배치할 수 있도록 설계된다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 개구(43)가 중공 아웃(3)에 수직으로 위치하도록 레일(1)의 양측 상에 몰드(M)의 2 개의 부분(4)이 어떻게 배치되어 있는지가 쉽게 이해된다.
이러한 위치결정이 수행될 때, 그리고 이러한 유형의 작업에 대비하여 모든 작동이 실시된 경우, 중공 아웃(3)을 채우기 위한 테르밋 재료의 주입이 행해진다.
압축가능한 코팅은 전기 용접 시임과 같은 표면 불규칙성을 가지고 있을 수 있는 영역에 대면하여 위치되므로 이 재료는 변형되어 이들 불규칙성에 밀착 접촉된다. 그렇게 함으로써, 용융된 재료가 해당 영역, 즉 중공 아웃 이외의 다른 장소로 유동할 위험이 없다.
Claims (6)
- 금속 레일(1)의 테르밋 용접용 몰드(M)로서,
상기 몰드(M)는 상기 레일(1)의 헤드(10), 웹(web; 11) 및 푸트(foot; 12)를 둘러싸도록 서로 대향하여 일시적으로 조립되도록 구성되는 적어도 2 개의 실질적으로 동일한 부품 또는 셸(4; shell)을 포함하고, 각각의 부품 또는 셸(4)은 상기 레일(1)의 헤드(10), 웹(11) 및 푸트(12)를 둘러싸도록 구성된 벽(45, 46, 48)에 의해 형성되는 내부 공동(44)으로 개방되는 상부 개구(43)를 가지며, 상기 내부 공동(44)은, 상기 헤드(10)의 나머지 및 상기 푸트(12)의 하면을 제외하고, 상기 헤드(10)의 저면, 상기 웹(11), 상기 푸트(12)를 둘러싸도록 구성된 벽(451, 46, 48)에 대해서만 압축가능한 실링 코팅(sealing coating; 5)을 포함하는,
금속 레일의 테르밋 용접용 몰드. - 제 1 항에 있어서,
상기 코팅(5)은 내화 펠트(felt)인,
금속 레일의 테르밋 용접용 몰드. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 코팅(5)의 두께는 2 내지 10 mm인,
금속 레일의 테르밋 용접용 몰드. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공동(44)에 대향하는 상기 부품(4)의 하부는 침목 상에 레일을 부착하기 위한 시스템과의 접촉을 피하도록 구성된 경사 컷(inclined cut; 47)을 갖는,
금속 레일의 테르밋 용접용 몰드. - 헤드(10)의 레벨에서 표면 결함(2)을 갖는 레일(1)을 수리하기 위한 방법으로서,
- 상기 결함(2)을 제거하여 상기 레일(1)의 헤드(10) 상에 중공 아웃(hollowing out; 3)을 생성하는 단계;
- 상기 레일(1)의 양측 상에 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 몰드(M)의 2 개의 부품 또는 셸(4)을 위치시키는 단계; 및
- 상기 상부 개구(43)를 통해 상기 몰드(M) 내에 테르밋 용접 재료를 부어서 상기 중공 아웃(3)을 충전하는 단계를 포함하는,
레일 수리 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 웹(11)은, 수리될 상기 결함(2)과 실질적으로 일직선 상에, 전기 용접으로 인한 시임(seam; 110)을 가지며, 상기 압축가능한 코팅(5)이 상기 시임 상에 밀착되는,
레일 수리 방법.
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