NO124360B

NO124360B -

Info

Publication number: NO124360B
Application number: NO356268A
Authority: NO
Inventors: T Nowak
Original assignee: Kaiser Aluminium Chem Corp
Priority date: 1967-09-11
Filing date: 1968-09-10
Publication date: 1972-04-10
Also published as: CH499411A; FR1580662A; GB1240355A; SE337230B; DE1790071B1; DE1790071C2

Description

Av flere metaller sammensatt strømskinne. Conductor bar composed of several metals.

Foreliggende oppfinnelse angår en strømskinne sammensatt The present invention relates to a composite busbar

av flere metaller for bruk blant annet i elektriske jernbaneinnstalla- of several metals for use, among other things, in electrical railway installations

sjoner og gjelder videre en forbedret fremgangsmåte for fremstilling av en slik skinne. Ved sin konstruksjon fyller skinnen følgende kri- tions and further applies to an improved method for producing such a rail. Due to its construction, the rail fulfills the following cri-

terier som er essensielle for skinner som skal være kommersielt aksep- terias that are essential for rails to be commercially accept-

table for bruk i elektriske jernbanesystemer. Den er i stand til å table for use in electric railway systems. It is capable of

lede elektrisk strøm effektivt over lange avstander med minimalt effekt- conduct electrical current efficiently over long distances with minimal power-

tap. De ulike metalliske komponenter som skinnen er bygget opp av er festet sammen på.en slik måte at de vanligvis ikke vil løsne fra hver- loss. The various metallic components of which the rail is built are fastened together in such a way that they will not usually detach from each other.

andre uaktet de varierende og betydelige materialspenninger som induser- others regardless of the varying and significant material stresses that induce

es som en følge av komponentenes forventede differensielle temperatur- es as a result of the components' expected differential temperature

og de normalt forventede belastninger samt den mishandling, som skinnene utsettes for innbefattet kontakt med en kollekter på et tog i bevegelse. Skinnen har også optimal motstand mot korrosjon forårsaket av galvanisk aktivitet. and the normally expected loads as well as the abuse that the rails are subjected to including contact with a collector on a moving train. The rail also has optimal resistance to corrosion caused by galvanic activity.

I mange elektriske jernbanesystemer brukes kun stålskinner som den ledende skinne eller strømskinne. Selv om stål har gode fasthetsegenskaper, er det en relativt dårlig elektrisk leder. Stålskinner må derfor nødvendigvis ha relativt stort tverrsnitt for å kunne lede den nødvendige strøm for togene som går på skinnene. Skinner med relativt stort tverrsnitt er imidlertid kostbare å fremstille, instal-lere og vedlikeholde. Det høye energitap som er forbundet med bruk av stålskinner samt de kompliserte arrangementer som kreves for å kompensere for dette er alltid uønskede utgifter i driften av elektriske jernbaner. In many electric railway systems, only steel rails are used as the conducting rail or power rail. Although steel has good strength properties, it is a relatively poor electrical conductor. Steel rails must therefore necessarily have a relatively large cross-section to be able to conduct the necessary current for the trains that run on the rails. However, rails with a relatively large cross-section are expensive to manufacture, install and maintain. The high energy loss associated with the use of steel rails as well as the complicated arrangements required to compensate for this are always unwanted expenses in the operation of electric railways.

Selv om skinnekonstruksjoner hvori jernholdige metaller såsom stål, er blitt kombinert med metaller med bedre elektrisk ledningsevne, såsom kobber eller aluminium, har blitt foreslått og brukt i en viss utstrekning for å utnytte fordelene av visse egensksper ved hvert metall, har disse bimetalliske skinner lidt under en eller flere av følgende svakheter. Konstruksjonen av mange bimetalliske skinner brukt tidligere var slik at det galvaniske element som raskt dannet seg mellom de ulike metaller ved montering i en skinnegang ble fulgt av korrosjon ved kontaktflaten mellom metallene. Denne korrosjon forårsaker ikke bare tap av strøm ved kontaktflaten, men fører i siste instans til en betydelig borttæring av det ene av metallene og avkorter merkbart en slik skinnes levetid. Although rail designs in which ferrous metals such as steel have been combined with metals of better electrical conductivity such as copper or aluminum have been proposed and used to some extent to take advantage of certain properties of each metal, these bimetallic rails have suffered one or more of the following weaknesses. The construction of many bimetallic rails used in the past was such that the galvanic element that quickly formed between the various metals when installed in a rail passage was followed by corrosion at the contact surface between the metals. This corrosion not only causes a loss of current at the contact surface, but ultimately leads to a significant erosion of one of the metals and noticeably shortens the life of such a rail.

Hvor mekaniske forbindelser, såsom bolter og nagler, ble brukt for å sammenføye de ulike metaller, slik at de skulle danne en sammensatt skinne, førte de differensielle temperaturbevegelsene av de metalliske komponenter ofte til at sammenføyningene løsnet. Denne løsning førte blant annet til en økt inntrengning av fuktighet og akselererte korrosjonen ved kontaktflatene. Videre var mange tidligere bimetalliske skinnekonstruksjoner nødvendigvis asymmetriske i konstruksjonen. Derved hadde de ulike komponenter i tverrsnitt ikke et felles tyngdepunkt. I slike tilfelle ville de krefter som de ulike deler av en skinne var utsatt for på grunn av temperaturekspansjon ikke Jåli fullstendig balansert og de hadde en tendens til permanent å deformere skinnen, og i de fleste tidligere kjente bimetalliske skinner krevet de ulike metalliske elementene spesiell overflatebearbeidelse for at man skulle få flater som var godt tilpasset hverandre og god elektrisk kontakt mellom disse. Alle de faktorer som er nevnt ovenfor har enten betraktelig økt fremstillingskostnadene eller de totale vedlikeholds-kostnadene av slike skinner og forhindret deres fulle, kommersielle utnyttelse. Where mechanical connections, such as bolts and rivets, were used to join the dissimilar metals together to form a composite rail, the differential temperature movements of the metallic components often caused the joints to loosen. Among other things, this solution led to an increased penetration of moisture and accelerated corrosion at the contact surfaces. Furthermore, many earlier bimetallic rail designs were necessarily asymmetrical in construction. Thereby, the various components in cross section did not have a common center of gravity. In such cases, the forces to which the various parts of a rail were exposed due to temperature expansion would not Jåli be completely balanced and they tended to permanently deform the rail, and in most previously known bimetallic rails the various metallic elements required special surface treatment in order to get surfaces that were well adapted to each other and good electrical contact between them. All the factors mentioned above have either considerably increased the manufacturing costs or the total maintenance costs of such rails and prevented their full, commercial exploitation.

Skinnekonstruksjonen i henhold til oppfinnelsen omfatter en første hoveddel forsynt med et steg og en flens forbundet med dette der en av delene er forsynt med hull mens en ytterligere del av et annet metall og med bedre ledningsevne er forbundet med hoveddelen. Det som karakteriserer oppfinnelsen er at den annen del er støpt på plass i anlegg mot hoveddelen med intim flatekontakt og elektrisk kontakt mot steg- og flenspartiet av hoveddelen i det minste over størstedelen av dennes lengde, og at det støpte metall av den annen del utfyller åpningene i hoveddelen for å feste og låse sammen hoveddel og den annen del. The rail construction according to the invention comprises a first main part provided with a step and a flange connected to this where one of the parts is provided with holes while a further part of a different metal and with better conductivity is connected to the main part. What characterizes the invention is that the second part is cast in place in contact with the main part with intimate surface contact and electrical contact with the step and flange part of the main part at least over the majority of its length, and that the cast metal of the second part completes the openings in the main part to fasten and lock together the main part and the other part.

Aluminiumelementet kan med fordel sammenføyes med stålskinnen i en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen ved å være støpt kontinuerlig omkring visse større partier av stålskinnen på en slik måte at det støpte metall overveiende utfyller de forut formede hull i stålskinnen, hvorved metallet i hullene faktisk kan virke som ekstra nagler og derved feste aluminiumet til stålet. En rekke for-deler resulterer fra å støpe skinnens aluminiumparti rett på plass mot stålskinnen. For det første oppnås en nær mekanisk og elektrisk kontakt mellom stålet og aluminiumet på grunn av at aluminiumets krympning under avkjøling forårsaker at aluminiumet presses tett mot stålet. The aluminum element can advantageously be joined with the steel rail in a preferred embodiment of the invention by being cast continuously around certain larger parts of the steel rail in such a way that the cast metal predominantly fills the previously formed holes in the steel rail, whereby the metal in the holes can actually act as additional rivets and thereby attach the aluminum to the steel. A number of advantages result from casting the rail's aluminum section directly in place against the steel rail. First, a close mechanical and electrical contact is achieved between the steel and the aluminum because the aluminum's shrinkage during cooling causes the aluminum to be pressed tightly against the steel.

For det annet vil aluminiumet under støpning overveiende utfylle de gjennombrutte partier i stålskinnen. For det tredje er det ikke nød-vendig med noen overflatebehandling av aluminiuminnlegget eller stålskinnen for å få istand fullstendig tilpassede flater på de to deler. Til slutt er det ved å støpe aluminiumet på plass rett mot stålskinnen relativt enkelt å plasere massen av aluminium og massen av stålet med et felles tyngdepunkt. Secondly, during casting, the aluminum will predominantly fill the broken parts in the steel rail. Thirdly, it is not necessary to have any surface treatment of the aluminum insert or the steel rail in order to restore completely adapted surfaces on the two parts. Finally, by casting the aluminum in place directly against the steel rail, it is relatively easy to place the mass of aluminum and the mass of steel with a common center of gravity.

Når åpningene i stålskinnen er store og står tett ved hverandre, øker de den sammensatte skinnes totale ledningsevne og gir dessuten en måte med fordel å utjevne nivået av smeltet aluminium i støpeformen ettersom aluminiumsinnlegget eller -innleggene støpes på plass samt deretter under kontroll å avkjøle disse, slik som det vil bli forklart nærmere i det følgende. When the openings in the steel rail are large and closely spaced, they increase the overall conductivity of the composite rail and also provide a means of advantageously equalizing the level of molten aluminum in the mold as the aluminum insert or inserts are cast into place and then controlled to cool. as will be explained in more detail below.

I en fordelaktig utførelsesform av oppfinnelsen kan aluminiumskomponenten ha to blottstilte flater^ såsom når den støpes mot begge sider av steget på en H- eller I-formet skinne. Krympning på grunn av størkning og avkjøling av den støpte aluminium vil normalt forårsake at visse partier av aluminiumsinnleggene i nærheten: av visse partier av stålskinnens flenser trekkes noe vekk fra og derved kommer ut av kontakt med disse flenser i de nevnte partier. I denne utførel-ses f orm av oppfinnelsen og for å kompensere for at aluminiumet beveger seg vekk fra flensene på stålskinnen, foretas en delvis bearbeidelse av aluminiumelementets skråttstilte flater, f.eks. ved valsing, pressing eller smiing, hvorved aluminiumet deformeres i sonen omkring den ytre stålflens og presses inn i kontakt med disse partier av stålflensene. I et slikt tilfelle kan aluminiumsflåtene varmbearbeides eller kaldbearbeides. Det er å foretrekke at i det minste en viss kaldbearbeiding foretas for derved å indusere noen egenspenninger i aluminiumet som presser denne til fast kontakt med stålflensene og derved øker den mekaniske sammenføyning mellom stål og aluminium. In an advantageous embodiment of the invention, the aluminum component can have two exposed surfaces^ such as when it is cast against both sides of the step on an H- or I-shaped rail. Shrinkage due to solidification and cooling of the cast aluminum will normally cause certain parts of the aluminum inserts in the vicinity: of certain parts of the flanges of the steel rail to be pulled away from and thereby come out of contact with these flanges in the said parts. In this embodiment of the invention and to compensate for the aluminum moving away from the flanges on the steel rail, a partial processing of the aluminum element's inclined surfaces, e.g. by rolling, pressing or forging, whereby the aluminum is deformed in the zone around the outer steel flange and pressed into contact with these parts of the steel flanges. In such a case, the aluminum rafts can be hot-worked or cold-worked. It is preferable that at least a certain amount of cold working is carried out in order to thereby induce some internal stresses in the aluminum which press it into firm contact with the steel flanges and thereby increase the mechanical joining between steel and aluminium.

Fremgangsmåten for fremstilling av skinnen i henhold til oppfinnelsen innbefatter at det kontinuerlig støpes aluminium eller aluminiumslegering på plass i stålskinnen ved å bevege en gjennombrutt og med flenser forsynt stålskinne gjennom en støpesone som inneholder smeltet metall, såsom aluminium, videre å tillate det smeltede metall å fylle åpningene i stålskinnen og omgi andre partier av stålskinnen og deretter under kontrollert avkjøling å tillate det smeltede metall å avkjøles, og derved krympe, slik at det får intim kontakt og mekanisk heft med stålskinnen, mens man på samme tid lar stålskinnens tyngdepunkt falle sammen med tyngdepunktet for den avkjølte og størknede metallmasse. The method of manufacturing the rail according to the invention includes continuously casting aluminum or aluminum alloy in place in the steel rail by moving a pierced and flanged steel rail through a casting zone containing molten metal, such as aluminum, further allowing the molten metal to fill the openings in the steel rail and surround other parts of the steel rail and then, under controlled cooling, to allow the molten metal to cool, thereby shrinking, so that it makes intimate contact and mechanical adhesion with the steel rail, while at the same time allowing the center of gravity of the steel rail to coincide with the center of gravity for the cooled and solidified metal mass.

I en utførelsesform av oppfinnelsen foregår innstøpningen av aluminiumsinnlegget ved å bevege et H- eller l-formet stålprofil vertikalt nedad med en viss hastighet gjennom en støpeform slik at stålskinnen passerer gjennom og kommer ut gjennom formens bunn med et In one embodiment of the invention, the casting of the aluminum insert takes place by moving an H- or L-shaped steel profile vertically downwards at a certain speed through a mold so that the steel rail passes through and comes out through the bottom of the mold with a

overveiende fast aluminiumsbelegg på i det minste den ene side av stålskinnens flensparti. I denne støpeoperasjon kan det smeltede aluminium tilføres støpeformen på begge sider av steget eller kun på den ene side av steget. Hvor stålskinnen får smeltet metall påstøpt flere sider og avstanden mellom tilliggende perforeringer i et parti av stålprofilet er mindre enn dybden av det flytende metall i formen, oppnås en selv-nivellerende effekt. For eksempel kan den flytende masse på begge sider av det perforerte steg forbindes med flytende materiale gjennom predominantly fixed aluminum coating on at least one side of the flange section of the steel rail. In this casting operation, the molten aluminum can be supplied to the mold on both sides of the step or only on one side of the step. Where the steel rail has molten metal cast on several sides and the distance between adjacent perforations in a part of the steel profile is smaller than the depth of the liquid metal in the form, a self-levelling effect is achieved. For example, the liquid mass on both sides of the perforated step can be connected with liquid material through

minst en av perforeringene, idet den smeltede aluminium innstiller seg på et nivå med den flytende fase i formen på begge sider av steget i overveiende konstant forhold til det avkjølte parti av støpeformen som forårsaker størkning. Det smeltede metall vil derved størknes fra bunnen av en flytende masse, slik at ingen overgangslinjer dannes ved at smeltet aluminium drypper på allerede størknet aluminium. Dette, garanterer eller sikrer at aluminiumselementet vil danne en overveiende sunn støpemasse og et kontinuerlig massivt monolittisk element som vil gi en god elektrisk ledningsevne i hele sin lengde, i den ferdige bimetalliske skinnekonstruksjon. at least one of the perforations, the molten aluminum settling at a level with the liquid phase in the mold on both sides of the step in substantially constant relation to the cooled part of the mold causing solidification. The molten metal will thereby solidify from the bottom of a liquid mass, so that no transition lines are formed by molten aluminum dripping onto already solidified aluminum. This guarantees or ensures that the aluminum element will form a predominantly sound casting mass and a continuous massive monolithic element that will provide good electrical conductivity throughout its length, in the finished bimetallic rail construction.

Selv om den støpeblokk som dannes ved prosessen ikke er konvensjonell i den forstand at den består av både aluminium og stål-seksjoner, kan man i en viss grad anvende de vanlige teknikker for kontinuerlig støping for fremstilling av skinnen. Por eksempel kan smeltet aluminium innføres i toppen av en støpeform og denne avkjøles på vanlig måte. Den bimetalliske støpeblokk kan også trekkes ut fra bunnen av formen med slik hastighet at det påstøpte aluminium i det minste i de ytre soner av blokken vil være fullstendig størknet.Deretter kan man påføre et avkjølende medium på disse utkommende par- Although the ingot formed by the process is not conventional in the sense that it consists of both aluminum and steel sections, the usual techniques of continuous casting can be used to some extent to produce the rail. For example, molten aluminum can be introduced into the top of a mold and this is cooled in the usual way. The bimetallic ingot can also be pulled out from the bottom of the mold at such a speed that the cast-on aluminum, at least in the outer zones of the ingot, will be completely solidified. A cooling medium can then be applied to these emerging par-

tier og derved-oppnå rask størkning av de ennå ikke størknede partier. Med andre ord kan størkningen av aluminium i et visst parti av skinnen som er påbegynt' i den avkjølte støpeform ved dannelse av et skall av størknet aluminium som omgir en kjerne av smeltet aluminium, fullføres i nevnte skinneparti overveiende umiddelbart etter at dette skinnepar-tiet kommer ut av formen. Som bemerket ovenfor, kan aluminiumspartiet av den bimetalliske støpeblokk som vil bli den ferdige skinne, faktisk få form av et kontinuerlig aluminiumselement som utfyller rommet på silent and thereby achieve rapid solidification of the not yet solidified parts. In other words, the solidification of aluminum in a certain part of the rail, which has begun in the cooled mold by forming a shell of solidified aluminum surrounding a core of molten aluminum, can be completed in said rail part predominantly immediately after this rail part arrives out of shape. As noted above, the aluminum portion of the bimetallic ingot that will become the finished rail may actually take the form of a continuous aluminum member that fills the space of

hver side av stålelementets steg såvel som perforeringene i nevnte steg. På grunn av støpehastigheten og stålets høye smeltepunkt i forhold til aluminium eller omtrent 1500°C for stål mot 550°C for E.C.- each side of the step of the steel element as well as the perforations in said step. Due to the casting speed and steel's high melting point compared to aluminum or approximately 1500°C for steel against 550°C for E.C.-

type aluminium, vil man ikke influere hverken stålets mekaniske eller fysiske egenskaper i skadelig grad under støpeoperasjonen. type of aluminium, you will not influence either the steel's mechanical or physical properties to a harmful extent during the casting operation.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli forklart mer i detalj under henvisning til tegningene som viser forskjellige utførelsesfor- In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawings showing various embodiments.

mer av bimetalliske skinnekonstruksjoner utført i henhold til foreliggende oppfinnelse, samt en foretrukken fremgangsmåte for fremstilling av slike skinner. more of bimetallic rail constructions carried out according to the present invention, as well as a preferred method for producing such rails.

Fig. 1 er et tverrsnitt av en typisk utførelsesform av en skinne i henhold til oppfinnelsen tatt langs linje 1-1 på fig. 2, med en elektrisk kontaktsko i inngrep vist med stiplede linjer. Fig. 2 er et oppriss av et utsnitt av skinnen vist på fig. 1. Fig. 2a er et tverrsnitt av en annen utførelsesform av en bimetallisk skinne i henhold til oppfinnelsen. Fig. 3 er et generelt og noe skjematisk grunnriss av et støpeform-arrangement for fremstilling av skinnene som vist på fig. 1, 2 samt 2a. Fig. 4 er en videre skjematisk fremstilling av støpeform-arrangementet på fig. 3» Fig. 5 er et oppriss av et utsnitt av valseanordningen hvorigjennom den bimetalliske skinne,, som vist på fig. 1, føres etter støpeoperasjonen. Fig. 5a er en del av et tverrsnitt av skinnen i henhold til fig. 1. Fig. 1 is a cross-section of a typical embodiment of a rail according to the invention taken along line 1-1 in fig. 2, with an electrical contact shoe in engagement shown by dashed lines. Fig. 2 is an elevation of a section of the rail shown in fig. 1. Fig. 2a is a cross-section of another embodiment of a bimetallic rail according to the invention. Fig. 3 is a general and somewhat schematic ground plan of a mold arrangement for producing the rails as shown in fig. 1, 2 and 2a. Fig. 4 is a further schematic representation of the mold arrangement in fig. 3» Fig. 5 is an elevation of a section of the rolling device through which the bimetallic rail, as shown in fig. 1, is carried out after the casting operation. Fig. 5a is part of a cross-section of the rail according to fig. 1.

Selv om oppfinnelsen vil bli beskrevet med spesiell henvisning til en fremgangsmåte for fremstilling av en bimetallisk strøm-skinne-konstruksjon hvori et I-formet stålelement benyttes samt det produkt som derved fremkommer, er det klart at fremgangsmåten like godt kan anvendes til fremstilling av bimetalliske gjenstander av forskjellige former og for forskjellig bruk. For eksempel kan stålelementet være H-formet, I-formet, Y-formet eller kanalformet, og det endelige produkt benyttes som en samleskinne eller en strømskinne. Although the invention will be described with particular reference to a method for the production of a bimetallic busbar structure in which an I-shaped steel element is used and the resulting product, it is clear that the method can just as well be used for the production of bimetallic objects of different shapes and for different uses. For example, the steel element can be H-shaped, I-shaped, Y-shaped or channel-shaped, and the final product is used as a busbar or a busbar.

Som vist på fig. 1 innbefatter den sammensatte skinne 10 et stålelement 10' som kan være nogenlunde- I-formet hvorved det er utformet med motstående symmetriske flenser 11 og steg 12. Steget er utformet i sin lengderetning med en rekke hull 13 som kan være sirkulære eller elliptiske eller av annen ønskelig form. As shown in fig. 1, the composite rail 10 includes a steel element 10' which can be approximately I-shaped whereby it is designed with opposing symmetrical flanges 11 and steps 12. The step is designed in its longitudinal direction with a series of holes 13 which can be circular or elliptical or of other desirable form.

Aluminiumspartiene av skinnen 10 består av aluminium eller en aluminiumlegering støpt som en monolitisk innsats 15 eller kledning innenfor minst en av de U-formede rom som dannes- av steget 12 og flensene 11 til stålskinnen 10' i dennes fulle lengde såvel som innen rekken av perforeringer. 13 i steget 12. The aluminum parts of the rail 10 consist of aluminum or an aluminum alloy cast as a monolithic insert 15 or cladding within at least one of the U-shaped spaces formed by the step 12 and the flanges 11 of the steel rail 10' in its full length as well as within the row of perforations . 13 in step 12.

Den spesielle type stål som benyttes i skinnen 10' vil i stor utstrekning avhenge av til hvilket bruk skinnen er tenkt. I tilfelle av en bimetallisk strømskinne kan det benyttes et relativt bløtt, kullstoff-fattig stål i henhold til American Society of Testing Materials Specification A-36, for skinneelementet 10' og vanlig E.C.-type aluminium eller aluminiumlegeringer kan benyttes for de innstøpte innlegg 15 ettersom slike legeringer vanligvis vil oppfylle de vanlige krav til elektrisk ledeevne for de fleste strømskinne-installasjoner. Selv om den endelige lengde av skinnen 10 som skal støpes avhenger hovedsakelig av begrensningene ved det spesielle støpearrangement som anvendes, bør skinnen 10 vanligvis være i lengder på fra 10 til 20 meter for enkel fremstilling og håndtering. The particular type of steel used in the rail 10' will largely depend on the intended use of the rail. In the case of a bimetallic busbar, a relatively mild, low-carbon steel according to the American Society of Testing Materials Specification A-36 may be used for the busbar element 10' and ordinary E.C.-type aluminum or aluminum alloys may be used for the cast-in inserts 15 as such alloys will usually meet the usual electrical conductivity requirements for most busbar installations. Although the final length of the rail 10 to be cast depends mainly on the limitations of the particular casting arrangement used, the rail 10 should generally be in lengths of from 10 to 20 meters for ease of manufacture and handling.

De i lengderetningen plasserte hull 13 i steget 12 på skinneelementet 10, som er vist i en utførelsesform på fig. 1, er heller store sirkulære hull som på forhånd er punchet ut og plassert tett sammen slik at de påfølgende innsatspartier 16 av aluminiumselementet som fyller disse åpningene er relativt store i diameter og står tett sammen. Den lille avstand mellom perforeringene eller åpningene gjør det mulig for på hverandre følgende åpninger 13 å nedsenkes i flytende aluminium under støpeprosessen, hvorved overveiende simultan solidifisering av aluminium på begge sider av steget kan.oppnås og man unngår å søle smeltet materiale fra den ene side av steget til den annen side. Således kan f.eks. åpningene 13 være 1 l/2" i diameter med 2 l/2" senteravstand i en stålbjelke 10 som er 5" høy °g forsynt med 3" brede flenser. The longitudinally placed holes 13 in the step 12 of the rail element 10, which is shown in an embodiment in fig. 1, are rather large circular holes which have been punched out in advance and placed close together so that the subsequent insert parts 16 of the aluminum element which fill these openings are relatively large in diameter and stand close together. The small distance between the perforations or openings makes it possible for consecutive openings 13 to be immersed in liquid aluminum during the casting process, whereby predominantly simultaneous solidification of aluminum on both sides of the step can be achieved and one avoids spilling molten material from one side of step to the other side. Thus, e.g. the openings 13 be 1 l/2" in diameter with 2 l/2" center distance in a steel beam 10 which is 5" high and provided with 3" wide flanges.

I en utførelsesform av oppfinnelsen tar man sikte på at før stålskinnen 10' føres inn i støpeformen, skal skinneelementet 10 sand-blåses for å fjerne glødeskall, rust, olje og andre ødeleggende stoffer som kan være tilstede på stålets flater og hindre fullstendig adhesjon mellom det innstøpte aluminiumsinnlegg 15 og stålelementet 10' under støping. En videre fordel ved denne sandblåsingen er at den tjener til å gjøre stålelementets flater mere ru. Denne operasjon fremmer den ønskede nære kontakt mellom de to metallers flater og den mekaniske heft mellom disse i det endelige produkt. In one embodiment of the invention, the aim is that before the steel rail 10' is introduced into the mold, the rail element 10 must be sandblasted to remove scale, rust, oil and other destructive substances that may be present on the steel's surfaces and prevent complete adhesion between the cast-in aluminum inserts 15 and the steel element 10' during casting. A further advantage of this sandblasting is that it serves to roughen the surfaces of the steel element. This operation promotes the desired close contact between the surfaces of the two metals and the mechanical bond between them in the final product.

Et fullstendig støpearrangement tilpasset for kontinuerlig støping av den bimetalliske skinne i henhold til oppfinnelsen er vist generelt på fig. 3 °g 4- Dette støpearrangement kan innbefatte avkjølte støpeveggseksjoner 20 og 21 fortrinnsvis av et metall som har god varmelederevne, såsom aluminium eller kobber. Støpeelementene 20 og 21 avkjøles av en rekke passende væskekjølende sprøyteanordninger JO arrangert på passende måte perifert rundt og i nærheten av støpeformens plater slik at kjølemediet kan rettes mot platene 20 og 21 og flensene 11 til skinnen 10'. Platene 20 og 21 kan også utføres med indre kjøle-væskekammere, dersom dette er ønskelig. Formelementene eller platene A complete casting arrangement adapted for continuous casting of the bimetallic rail according to the invention is shown generally in fig. 3 °g 4- This casting arrangement can include cooled casting wall sections 20 and 21 preferably of a metal that has good thermal conductivity, such as aluminum or copper. The casting elements 20 and 21 are cooled by a series of suitable liquid cooling spray devices JO arranged in a suitable manner peripherally around and near the plates of the mold so that the coolant can be directed towards the plates 20 and 21 and the flanges 11 of the rail 10'. The plates 20 and 21 can also be made with internal coolant chambers, if this is desired. The form elements or plates

20 og 21 samvirker med flensene på stålskinnen 10 slik at det dannes støpeformskaviteter på hver side av steget 12. Den passelig nære kontakt opprettholdes mellom platene 20, 21 samt skinneflensene 11 ved hjelp av det strekk som utøves av rekken av fjærer 22, montert ytterst på boltene 25 mellom støpeformsplatene 20 og 21 og skivene 22' og låse-mutterene_23- Den generelle sammenstilling av platene 20, 21 og bol- 20 and 21 interact with the flanges on the steel rail 10 so that mold cavities are formed on each side of the step 12. The suitably close contact is maintained between the plates 20, 21 and the rail flanges 11 by means of the tension exerted by the row of springs 22, mounted at the outermost the bolts 25 between the mold plates 20 and 21 and the washers 22' and the locking nuts_23- The general assembly of the plates 20, 21 and bolt-

tene 25, etc. er montert i den rette støpeposisjon ved hjelp av pas- tene 25, etc. are mounted in the correct casting position by means of pas-

sende konsoller (ikke vist). Skinnen 10' er vist i tverrsnitt på fig. sending consoles (not shown). The rail 10' is shown in cross-section in fig.

3 for å vise hvordan de avkjølte støpeformselementer 20 og 21 er utformet for å. være tilpasset formen på skinnen 10' i støpeformen. 3 to show how the cooled mold elements 20 and 21 are designed to be adapted to the shape of the rail 10' in the mold.

Man kan se fra fig. 3 at de avkjølte støpeformselementer 20 og 21 med It can be seen from fig. 3 that the cooled mold elements 20 and 21 with

fordel berører flensene 11 på skinneelementet 10' i relativt væsketett omslutning, idet skinnen 10'passerer mellom disse som på samme tid er plassert i passende avstand fra steget 12 slik at det dannes et hulrom som består av de enkelte mindre hulrom 60, 6l mellom flensene 11 og 62 advantageously, the flanges 11 touch the rail element 10' in a relatively liquid-tight enclosure, the rail 10' passing between these which are at the same time placed at a suitable distance from the step 12 so that a cavity is formed which consists of the individual smaller cavities 60, 6l between the flanges 11 and 62

i steget 12 på skinnen 10'. in step 12 on rail 10'.

På toppen av hver av støpeformplatene 20 og 21 er det plas- On top of each of the mold plates 20 and 21, there are plas-

sert en relativt grunn-dispenser 35 f°r tilføring av et formsmøremiddel. serves a relatively basic dispenser 35 for supplying a mold lubricant.

Denne er hul og forsynt med en rekke passende åpninger 36 for tilføring This is hollow and provided with a number of suitable openings 36 for supply

av formsmøremidler 37 såsom spermasetolje kontinuerlig mot de indre flater av formplatene 20 og 21 i form av en tynn film som er en brøk- of mold lubricants 37 such as spermaceti oil continuously against the inner surfaces of the mold plates 20 and 21 in the form of a thin film which is a fraction

del av l/lOOO" i tykkelse. For enkelhets skyld er det på tegningen kun vist en slik dispenser 35- Det smeltede metall, såsom en E.C. part of l/lOOO" in thickness. For the sake of simplicity only such a dispenser 35- The molten metal, such as an E.C. is shown in the drawing.

aluminium eller aluminiumlegering innføres ved toppen av støpeformen via en vanlig støperenne 31 med passende hastighet, slik at det normale nivå L av smeiten i formen, som er adskillige tommer under toppen av støpeformsplatene, er overveiende det samme som nivået av kjølevæsken som tilføres mot baksiden av formplatene 20 og 21 og flensene 11 av skinnen 10', hvorved størkningslinjen S av støpt aluminium og smelte- aluminum or aluminum alloy is introduced at the top of the mold via a conventional chute 31 at a suitable rate so that the normal level L of the melt in the mold, which is several inches below the top of the mold plates, is substantially the same as the level of the coolant supplied toward the back of the form plates 20 and 21 and the flanges 11 of the rail 10', whereby the solidification line S of cast aluminum and melt-

linjen M vil dannes på den generelle måte som er vist på fig. 4-the line M will be formed in the general manner shown in fig. 4-

Dersom betydelig oppsprekking eller overflatedefekter viser seg på » If significant cracking or surface defects appear on »

overflaten av aluminiumstøpen, idet denne kommer ut fra formen, kan det tilføres mer spermasetoljesmøring ved å øke tilførselen fra tilfør-selsledningen 36' som tilfører smøring til kammeret 35- surface of the aluminum casting, as it emerges from the mold, more spermacete oil lubrication can be supplied by increasing the supply from the supply line 36' which supplies lubrication to the chamber 35-

Skjønt mengden av kjølemiddel avhenger av den spesielle Although the amount of refrigerant depends on the particular one

skinne som fremstilles, kan kjølemidlet tilføres i det viste arrange- rail being produced, the coolant can be supplied in the arrangement shown

ment fra passende primærdyser 30 ved ca. 2 atmosfærers trykk og i en mengde på 40 til 60 liter pr. minutt. Det er å foretrekke at dysene eller sprøytehodene kan være konstruert slik at det påsprøytede medium påføres en sammenhengende flate på platene 20 og 21 og skinneflensene 11. I en utførelsesform av oppfinnelsen kan støpeoperasjonene være slik at de ytre partier av aluminium begynner å størkne omtrent ved intended from suitable primary nozzles 30 at approx. 2 atmospheres pressure and in a quantity of 40 to 60 liters per minute. It is preferable that the nozzles or spray heads can be constructed so that the sprayed medium is applied to a continuous surface on the plates 20 and 21 and the rail flanges 11. In an embodiment of the invention, the casting operations can be such that the outer parts of aluminum begin to solidify approximately at

nivået A på fig. 4 eller adskillige tommer under nivået L, mens hele massen av aluminium størkner raskt like under støpeformens bunn og stort sett i området B som er adskillige tommer under området A hvor kjølemediet ennå kan tilføres fra sekundære sprøytehoder 30' direkte på den støpte gjenstand, idet temperaturen av smeiten, 715 - 730°C0the level A in fig. 4 or several inches below level L, while the entire mass of aluminum solidifies rapidly just below the bottom of the mold and mostly in area B which is several inches below area A where the coolant can still be supplied from secondary spray heads 30' directly onto the cast object, the temperature of the smelting, 715 - 730°C0

ved støpenivået, reduseres til ca. ^ 80°G i sonen B idet skinnen 10' passerer gjennom støpeformen med en hastighet på ca. 3 m/minutt, idet den senkes ved hjelp av et vanlig senkebor (ikke vist). at the casting level, is reduced to approx. ^ 80°G in zone B as the rail 10' passes through the mold at a speed of approx. 3 m/minute, as it is sunk using a standard countersink (not shown).

En anordning 39 f°r å. stryke av kjølemidlet (vist med strekede linjer på fig. 4) kan plasseres i passende avstand under bunnen av formplatene 20 og 21 slik at kjølemidlet strykes av fra skinnen 10 samt for å føre kjølemidlet inn i en passende'samlesump (ikke vist). Formålet med denne anordning vil i det følgende bli beskrevet mer i detalj. Skjønt forskjellige støpearrangementer kan benyttes, vil i alminnelighet et vertikalt støpéarrangement være å foretrekke, hvorved skinneelementet 10' føres inn i toppen av formen og passerer mellom de avkjølte formelementene 20 og 21 og kommer ut under disse elementene med aluminiumet støpt på plass. I det vertikale støpearrangement som er vist vil det være en automatisk selv-nivelering av det smeltede metallet under støpeprosessen. Dette kan være spesielt viktig under den senere størkningsfase av aluminiumet, idet det flytende metall som alltid omgir minst et hull 13 i steget 12 og derved automatisk innstiller seg til samme nivå på begge sider av steget 12, alltid vil gjøre at aluminiumet befinner seg i en posisjon i støpeformen som ovenfor definert, hvorved et visst tverrsnitt av aluminium kan begynne å størkne på den måte som er beskrevet ovenfor og være fullstendig størknet som en vel utstøpt masse langsetter planet merket Z. Området A og B samt smeltenivået L i formen kan kontrolleres ved at man følger kjente prinsipper med hensyn til kontinuerlig støping. A device 39 for wiping off the coolant (shown by dashed lines in Fig. 4) can be placed at a suitable distance below the bottom of the mold plates 20 and 21 so that the coolant is wiped off from the rail 10 and to lead the coolant into a suitable 'collection sump (not shown). The purpose of this device will be described in more detail below. Although different casting arrangements can be used, in general a vertical casting arrangement will be preferred, whereby the rail element 10' is introduced into the top of the mold and passes between the cooled mold elements 20 and 21 and emerges under these elements with the aluminum cast in place. In the vertical casting arrangement shown, there will be an automatic self-levelling of the molten metal during the casting process. This can be particularly important during the later solidification phase of the aluminum, as the liquid metal which always surrounds at least one hole 13 in the step 12 and thereby automatically adjusts to the same level on both sides of the step 12, will always cause the aluminum to be in a position in the mold as defined above, whereby a certain cross-section of aluminum can begin to solidify in the manner described above and be completely solidified as a well-cast mass along the plane marked Z. Areas A and B as well as the melting level L in the mold can be checked by that one follows known principles with regard to continuous casting.

På grunn av typen av stålskinne som brukes såvel som på grunn av dennes størrelse og relative hurtige bevegelse gjennom formen, som kan være av størrelsesordenen 3 m/minutt som ovenfor bemerket, påvirkes, ikke stålskinnen 10 i uheldig retning ved støpeoperasjonen og beholder samtlige av sine ønskede mekaniske og fysiske egenskaper. Aluminiumet på sin side påvirkes heller ikke i uheldig retning av stålskinnen under støpeprosessen. Due to the type of steel rail used as well as its size and relative rapid movement through the mold, which can be of the order of 3 m/minute as noted above, the steel rail 10 is not adversely affected by the casting operation and retains all of its desired mechanical and physical properties. The aluminum, on the other hand, is also not adversely affected by the steel rail during the casting process.

En betydelig fordel ved foreliggende oppfinnelse er det faktum at den endelige bimetalliske skinnekonstruksjon som fremstilt ved den beskrevne prosess er av symmetrisk eller balansert konstruksjon hvorved tyngdepunktet av massen av det ene metall, såsom stål, overveiende faller sammen med tyngdepunktet av aluminiumsmassen ved punktet X på tverrsnittet av den ferdige skinne vist på fig. 1. Dette medfører at i det ferdige produkt, såsom vist på fig. 1,. vil vridnings-aksen av begge metaller, f.eks. stål og aluminium, falle sammen. Således vil, under de ulike metallers differensielle temperaturekspan-s§on og -kontraksjon under bruk av skinnen 10, aluminiumet og stålet vri seg,dersom det i det hele tatt vrir seg, om den samme akse og derved hindre at de to deler løsner fra hverandre. Med andre ord resulterer denne utbalanserte konstruksjon og symmetri i at kreftene, som vil ha en tendens til å deformere skinnen, utbalanserer hverandre slik at man unngår deformasjon av skinnen, idet den. overveiende del av disse krefter vil virke på eller omkring, det samme tyngdepunkt for begge metallmasser. For eksempel vil temperaturekspansjon mellom stålet og aluminiumet ikke forårsake krefter som.vil tendere til å bøye eller krølle, skinnen,- ettersom enhver kraft som forårsakes av slik temperaturekspansjon er fullt utbalansert ved en symmetrisk og lik motsatt rettet kraft. StøpeprosessBn gir en hensiktsmessig, og fullt kontrollert teknikk for å oppnå dette felles .tyngdepunkt av metallmas-sene i den bimetalliske skinne 10 på fig. 1-A significant advantage of the present invention is the fact that the final bimetallic rail structure produced by the described process is of symmetrical or balanced construction whereby the center of gravity of the mass of one metal, such as steel, predominantly coincides with the center of gravity of the aluminum mass at point X on the cross section of the finished rail shown in fig. 1. This means that in the finished product, as shown in fig. 1,. will the torsion axis of both metals, e.g. steel and aluminium, fall together. Thus, during the differential temperature expansion and contraction of the various metals during use of the rail 10, the aluminum and the steel will twist, if at all, about the same axis, thereby preventing the two parts from detaching from each other. In other words, this balanced construction and symmetry results in the forces, which will tend to deform the rail, balancing each other so that deformation of the rail is avoided, as it. the majority of these forces will act on or around the same center of gravity for both metal masses. For example, temperature expansion between the steel and the aluminum will not cause forces that will tend to bend or curl the rail, as any force caused by such temperature expansion is fully balanced by a symmetrical and equal oppositely directed force. Casting process Bn provides an appropriate and fully controlled technique for achieving this common center of gravity of the metal masses in the bimetallic rail 10 in fig. 1-

Etter støpeprosessen vil aluminiumet under avkjøling vanligvis krympe og. således trekke seg noe vekk fra flensene II på stålelementet slik at det dannes rom eller lommer 40 vist noe overdrevet med stiplede linjer i den øverste aluminiumsinnsats 15 på fig. 5* For å eliminere dette forhold kan skinnen etterpå utsettes for en passende komprimerende prosess såsom valsing, som vist på fig. 5» hvorved valsene 41 er forsynt med sideribber 42 som presser innsatsene 15 tilstrekkelig til å presse disse til full kontakt med flensene 11, hvorved den ferdige skinne som vist på fig. 1 fremkommer, idet små fordyp-ninger 43 i de ferdige innsatser 15, som vist på fig. 1 og 5a, oppstår. Ovennevnte krympning på grunn av avkjøling og størkning, som skaper After the casting process, the aluminum will usually shrink during cooling and. thus pull away somewhat from the flanges II on the steel element so that spaces or pockets 40 are formed, shown somewhat exaggeratedly with dashed lines in the uppermost aluminum insert 15 in fig. 5* To eliminate this condition, the rail can subsequently be subjected to a suitable compacting process such as rolling, as shown in fig. 5" whereby the rollers 41 are provided with side ribs 42 which press the inserts 15 sufficiently to press them into full contact with the flanges 11, whereby the finished rail as shown in fig. 1 appears, as small recesses 43 in the finished inserts 15, as shown in fig. 1 and 5a, occurs. The above shrinkage due to cooling and solidification, which creates

et mindre separasjonsproblem som ovenfor bemerket, har på den annen side en stort sett gunstig effekt idet at den mekaniske heft og flatekontakt mellom aluminium og stål økes i den overveiende del av kontaktflatene mellom stålet og aluminiumet samt i de mindre partier som hullene 13 danner, hvilket er viktig i det tilfelle at strøm skal overføres fra aluminiumet til stålelementet under bruk av skinnen og hvor en kontaktsko 100 på et tog i bevegelse er i kontakt med stålskinnen 10. Enhver bearbeiding av aluminiumet på grunn av ovennevnte valsing eller pressing kan dessuten ytterligere forbedre sammenføynin-gen mellom aluminiumet og stålet, f.eks. ved å komprimere innsatsene a minor separation problem as noted above, on the other hand, has a largely beneficial effect in that the mechanical adhesion and surface contact between aluminum and steel is increased in the predominant part of the contact surfaces between the steel and aluminum as well as in the smaller parts that the holes 13 form, which is important in the event that current is to be transferred from the aluminum to the steel element during use of the rail and where a contact shoe 100 on a moving train is in contact with the steel rail 10. Any processing of the aluminum due to the above-mentioned rolling or pressing can further improve the joining -gen between the aluminum and the steel, e.g. by compressing the stakes

eller naglene 16 i hullene 13. or the rivets 16 in the holes 13.

Dannelsen av de ovennevnte hulrom 40 på grunn av krympning av aluminiumselementene 15 under avkjøling resulterer i at kjølemiddel fra dysene 3° fyller disse hulrom idet skinnen kommer ut under størk-ningslinjen i sonen Z. Ved å benytte en avstrykningsanordning som ovenfor beskrevet ved et passende nivå under størkningslinjen Z, hvorved kjølemidlet fjernes fra skinnens flater, kan man med fordel gjøre bruk av den gjenværende varme på ca. 490°C i den støpte aluminiums-masse for å drive ut fra disse hulrom resten av kjølemidlet som eventuelt har samlet seg opp i disse. The formation of the above-mentioned cavities 40 due to shrinkage of the aluminum elements 15 during cooling results in coolant from the nozzles 3° filling these cavities as the rail emerges below the solidification line in zone Z. By using a wiping device as described above at a suitable level below the solidification line Z, whereby the coolant is removed from the surfaces of the rail, the remaining heat of approx. 490°C in the cast aluminum mass to drive out from these cavities the rest of the coolant that may have accumulated in them.

Bruk av spermasetolje eller tilsvarende materialer som et formsmøremiddel, og som om ønskelig kan inneholde et rustbeskyttende middel, har en videre gunstig effekt i det ferdige produkt idet at i kontaktflaten mellom ytre skinneflens og aluminiumsinnsatsen, hvor krympningen av aluminium er størst, vil spermasetoljen virke som et gunstig belegg på de motsvarende stål- og aluminiumsflater langs de lukkede hulrom 40. Dette lag av spermasetolje ødelegges ikke eller brytes ikke ned under støping eller valsing selv om det muligens vil presses noe ut under valsing; snarere enn å hindre ledning av strøm fra aluminium til stål under bruk, virker det faktisk til å fremme slik ledning. Dette lag av spermasetolje i de lukkede rom 40 minimaliserer den galvaniske effekt i dette område. Selv om dette laget av spermasetolje vanligvis vil være tilstrekkelig til å minimalisere problemet med galvanisk effekt, vil det i enkelte tilfelle være påkrevet å påføre.et fyllmedium eller et tetningsmateriale såsom uretanferniss til det område av stålflensen som kommer i berøring med aluminiumet. Det kan også være ønskelig i enkelte tilfelle å sprøyte mere spermasetolje inn i hulrommene 40 før valsing. The use of spermacete oil or similar materials as a mold lubricant, and which can contain a rust protection agent if desired, has a further beneficial effect in the finished product in that in the contact surface between the outer rail flange and the aluminum insert, where the shrinkage of the aluminum is greatest, the spermacete oil will act as a favorable coating on the corresponding steel and aluminum surfaces along the closed cavities 40. This layer of spermaceti oil is not destroyed or degraded during casting or rolling although some will possibly be squeezed out during rolling; rather than preventing the conduction of electricity from aluminum to steel during use, it actually acts to promote such conduction. This layer of spermaceti oil in the closed spaces 40 minimizes the galvanic effect in this area. Although this layer of spermaceti oil will usually be sufficient to minimize the problem of galvanic effect, in some cases it will be necessary to apply a filler medium or a sealing material such as urethane varnish to the area of the steel flange that comes into contact with the aluminum. It may also be desirable in some cases to inject more spermaceti oil into the cavities 40 before rolling.

I alminnelighet vil man i stor utstrekning eliminere prob-lemene med galvanisk korrosjon på grunn av den meget nære kontakt og den store mekaniske heft som er tilstede i kontaktflatene mellom de ulike materialene såsom aluminium og stål i den ferdige skinne. In general, the problems with galvanic corrosion will be eliminated to a large extent due to the very close contact and the large mechanical adhesion present in the contact surfaces between the various materials such as aluminum and steel in the finished rail.

Den spesielle støpeteknikk som anvendes for foreliggende oppfinnelse gir en effektiv og billig fremstillingsprosess, hvorved man lett oppnår en balansert konstruksjon, og på en enkel måte kompenserer for toleranseproblemer i stålskinnen, og dessuten oppnår man den ønskede flatekontakt og den mekaniske heft mellom de to metaller. The special casting technique used for the present invention provides an efficient and inexpensive manufacturing process, whereby a balanced construction is easily achieved, and in a simple way compensates for tolerance problems in the steel rail, and also achieves the desired surface contact and the mechanical adhesion between the two metals.

Valseprosessen kan, dersom den benyttes, ytterligere forsterke heften og flatekontakten mellom de to metallelementene i skinnen, og i noen tilfelle, dersom det ønskes, benyttes for å gi produktet de fordelaktige egenskaper som et delvis bearbeidet eller deformert produkt har såvel som en god overflatebehandling av elemen- The rolling process can, if used, further strengthen the bond and surface contact between the two metal elements in the rail, and in some cases, if desired, be used to give the product the beneficial properties of a partially processed or deformed product as well as a good surface treatment of element

ters flater. ters surfaces.

I enkelte tilfelle kan det være ønskelig etter valsing og In some cases, it may be desirable after rolling and

som et avsluttende skritt i fremstillingen, å underkaste skinnen en strekkeoperasjon. Denne operasjon kan foretas for å gi skinnen dens endelige form samt å korrigere uønsket bøyningsdeformasjon som kan ha inntrådt under støpingen og/eller valsingen. Dersom strekkingen skjer ved konvensjonelle strekkemaskiner, bør. skinnen fortrinsvis strekkes til litt over flytegrensen, slik at man får en permanent strekning av stålet, men strekkingen skal ikke drives så langt at man nærmer seg aluminiumets flytegrense, og strekkingen foregår på en slik måte at ingen egenspenninger forblir hverken i stålet eller i aluminiumet, hvorved man kan få påbegynt adskillelse av de to komponenter, en adskillelse som senere blir fortsatt. as a final step in the manufacture, subjecting the rail to a stretching operation. This operation may be performed to give the rail its final shape as well as to correct unwanted bending deformation that may have occurred during casting and/or rolling. If the stretching takes place with conventional stretching machines, should. the rail is preferably stretched to slightly above the yield strength, so that the steel is permanently stretched, but the stretching should not be carried out so far that the aluminum's yield strength is approached, and the stretching takes place in such a way that no internal stresses remain either in the steel or in the aluminium, whereby separation of the two components can be started, a separation which is later continued.

Skjønt oppfinnelsen er blitt beskrevet under henvisning til elektriske jernbaner, er det meningen at uttrykket "elektrisk jernbane" Although the invention has been described with reference to electric railways, it is intended that the term "electric railway"

som brukt i foreliggende beskrivelse, er å forstå i en mest mulig generell betydning, og kan innbefatte f.eks. kranarrangementer samt andre anordninger som er mobile og henter strøm fra en stasjonær leder for sin egen drift eller for betjening av annet utstyr. Den foretrukne bruk av skinnen i henhold til oppfinnelsen er i elektriske jernbanesystemer der man anvender lange skinnelengder hvor det er nødvendig med konstant og kontinuerlig høy elektrisk ledningsevne. Selv om oppfin- as used in the present description, is to be understood in the most general sense possible, and may include e.g. crane arrangements as well as other devices which are mobile and draw power from a stationary conductor for their own operation or for the operation of other equipment. The preferred use of the rail according to the invention is in electric railway systems where long rail lengths are used where constant and continuous high electrical conductivity is required. Although invent-

nelsen er blitt anskueliggjort med hensyn til en skinnekonstruksjon som har et stålelement med to flenser, kan skinnen godt ha kun en flens. nelsen has been visualized with respect to a rail construction which has a steel element with two flanges, the rail may well have only one flange.

For eksempel kan det være ønskelig, for overhengende skinnesystemer, å henge skinnen opp fra steget hvorved en skinne med en enkelt flens kan anvendes, idet steget strekker seg forbi aluminiumselementet og derved foranstalte en anordning for å henge skinnen fra et hengestillas eller liknende. Videre er det mulig, skjønt- det er å foretrekke å fremstille en multimetallisk skinneanordning som er symmetrisk om sitt sentrum, For example, it may be desirable, for overhanging rail systems, to hang the rail from the step whereby a rail with a single flange can be used, the step extending past the aluminum element and thereby providing a device for hanging the rail from a suspension scaffold or similar. Furthermore, it is possible, although preferable, to produce a multi-metallic rail device which is symmetrical about its centre,

innen oppfinnelsens rekkevidde å fremstille asymmetriske skinner, within the scope of the invention to produce asymmetric rails,

særlig der skinnene brukes innendørs hvor temperaturvariasjoner og deres innflytelse på skinnens form er en faktor av underordnet betyd- especially where the rails are used indoors where temperature variations and their influence on the shape of the rails are a factor of subordinate importance

ning . ning.

Som et videre eksempel på en skinnekonstruksjon som kan fremstilles i henhold til oppfinnelsen, henvises til fig. 2a. I dette As a further example of a rail construction that can be produced according to the invention, reference is made to fig. 2a. In this

tilfelle er stålelementet 50 kanalformet og aluminiumsinnsatsen 15' case, the steel element 50 is channel-shaped and the aluminum insert 15'

er støpt inn i kanalen 50'. Steget 51 av elementet 50 kan forsynes med en serie passende perforeringer 52 som funksjonerer på samme måte som hullene i I-bjelken på fig. 1, som en del av støpehulrommet. Stål- og aluminiummassene i tverrsnittet kan også ha samme tyngdepunkt Y, hvorved skinnekonstruksjonens tverrsnitt er fullstendig symmetrisk. Den ferdige skinne som er vist. på fig. 2, kan også undergå en presse-eller valseprosess for å lukke hulrommene 55 og 56 som vist med strekede linjer på fig. 2a, som oppstår mellom aluminiumet og stålet ved de ytre partier av flensene 58. Ved å utforme sidekantene av åpningene 52 i steget 51 skrå, oppnås særdeles god sammenlåsning mellom stålet og aluminiumet ved de nagleliknende elementer 57 som dannes av den aluminium som fyller disse hullene under støpingen og den følgende størkning. is cast into the channel 50'. The step 51 of the element 50 can be provided with a series of suitable perforations 52 which function in the same way as the holes in the I-beam in fig. 1, as part of the casting cavity. The steel and aluminum masses in the cross-section can also have the same center of gravity Y, whereby the rail construction's cross-section is completely symmetrical. The finished rail shown. on fig. 2, may also undergo a pressing or rolling process to close the cavities 55 and 56 as shown by dashed lines in fig. 2a, which occurs between the aluminum and the steel at the outer parts of the flanges 58. By designing the side edges of the openings 52 in the step 51 obliquely, a particularly good interlocking between the steel and the aluminum is achieved by the rivet-like elements 57 that are formed by the aluminum that fills these holes during casting and the following solidification.

Endelig er det innen foreliggende oppfinnelses rekkevidde Finally, it is within the scope of the present invention

å foranstalte kontinuerlige støpeformselementer som danner asymmetriske hulrom slik at aluminiumspartiet i skinnen kan være avsmalnende, buet eller ha andre former for spesielt bruk såvel som å forme skin-nenes aluminiumsparti for å fylle en viss mekanisk funksjon, for eksempel som en flens for å feste skinnen til dennes støtte, hvilket er en god variasjonsmulighet der hvor opplagerkreftene ikke er store. Dessuten kan skinnen, i henhold til oppfinnelsen utføres av andre materialer enn stål, idet partiet som skal bære lasten og være i be-røring med kontaktskoen og aluminium i det elektrisk ledende element, såsom støpejern eller titan for stålelementet eller bjelken 10' og kobber eller magnesium som den innstøpte innsats eller kledning 15-Det er blitt beskrevet en rekke fordelaktige utførelses-former av oppfinnelsen. Det er imidlertid" innlysende at forskjellige forandringer og modifikasjoner kan gjøres i disse uten å falle uten-for rammen av de følgende patentkrav. to provide continuous molding elements that form asymmetric cavities so that the aluminum part of the rail can be tapered, curved or have other shapes for special use as well as to form the aluminum part of the rails to fulfill a certain mechanical function, for example as a flange to fasten the rail to his support, which is a good opportunity for variation where the storage forces are not large. Furthermore, according to the invention, the rail can be made of materials other than steel, the part that will carry the load and be in contact with the contact shoe and aluminum in the electrically conductive element, such as cast iron or titanium for the steel element or the beam 10' and copper or magnesium as the embedded insert or cladding 15-A number of advantageous embodiments of the invention have been described. It is, however, obvious that various changes and modifications can be made therein without falling outside the scope of the following patent claims.

Claims

1. - A busbar composed of several metals, comprising a first main part (10', 50) provided with a step (12, 51) and a flange (11, 58) connected to this, where one of the parts is provided with a hole (13 ,52), while a further part (15> 15'') of a different metal and with better electrical conductivity is connected to the main part, characterized in that the other part (15j 15') is cast in place in contact with the main part (10 ', 50) with intimate surface contact and electrical contact against the step and flange portion of the main part at least over the greater part of its length and that the cast metal of the other part complements the openings (13, 52) in the main part for fastening and locking. main part and the second part together.

2. Rail as specified in claim 1, characterized in that the mass of the first metal part (10' or 50) and the mass of the second metal part (15 or 15') have a common center of gravity (X or Y).

3. ° Rail as specified in claim 2, characterized in that the common center of gravity (X or Y) for the two parts lies in the step part (12 or 51).

4. Rail as specified in one or more of the preceding claims, characterized in that the rail has properties such as a partially deformed product in that the second part (15 or 15') after solidification is at least partially deformed in and shrunk into place in intimate connection with the main part (10' or 50).

5. Rail as stated in claim 1, characterized by the fact that the second part (15) is cast in place on both sides of the step (12) in the form of a solid continuous casting.

6. Rail as specified in any one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with a number of flange parts (11 or 58) which together with the step (12 or 51) form a channel at least on one side of the step (12 or 51)" where the main part of the channel is filled with the other metal part (15 or 15').

7. Rail as specified in claim 1, 2 or 3, characterized in that the main part (10') is made of ferrous metal and has a step (12) with holes and a pair of flanges (11) connected to opposite ends of the step (12) with the other part (15) cast in place in the form of a metal part which is continuous and fills the openings (13) in the step (12) and lies on both sides of this step.

8. Rail as set forth in any one of the preceding claims, characterized in that a thin film of spermaceti oil is placed between certain portions of the first and second parts.

9. Method for producing a rail as stated in any one of the preceding claims, characterized in that the perforated and flange-shaped part (10' or 50) is passed through a metal running zone where main parts of the free parts of the perforated part in the said zone is enclosed with molten metal for the other part (_15 or 15')" as the molten metal is caused to penetrate and fill the holes (13 or 52), after which a supervised cooling is carried out, and solidification of the molten metal and . allows this to shrink in intimate surface contact with and to become partially and firmly embedded in and. metallic locked. to the first flange-shaped part.

10. Method as stated in claim St", characterized by the fact that the final solidification of the molten metal is arranged to take place in the same plane.

11. Method as stated in claims 9 and 10, characterized in that the cooled metal, after solidification, is subjected to pressure to further press-fit the solidified metal against the first part.

12. Method as set forth in any one of claims 9-11" characterized in that the composite rail is stretched after the cast metal has solidified to straighten the rail.

13- Method as stated in claim 9, characterized in that after the final solidification of the molten metal, this is pressed into contact with the first part of the outer edges of the channel on the first part. lH.

Method as stated in any of claims 9-13" characterized in that the surfaces of the first part are roughened before the part is passed through the casting zone.

15- Method as stated in any one of the claims 9~l4, characterized in that the remaining heat in the molded part is used to expel coolant that has accumulated in the cavities between the two parts due to shrinkage of the other part in ratio 'to the first part when the second part solidifies.

16. Method as stated in any one of claims 9-15, characterized in that the spermacetate oil is introduced into the areas between the two parts, where these are to be pressed together, before the composition takes place.