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CN110709560A - 用于焊接轨道的钢轨接头的设备 - Google Patents

用于焊接轨道的钢轨接头的设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于焊接轨道(3)的钢轨接头(2)的设备(1)，所述设备包括两个沿钢轨纵向方向(4)彼此间隔开的、通过传压杆(7)相互连接的钢轨夹紧设备(5)，以便在焊接之前将钢轨端部(6)挤压分开。在此规定，至少一个钢轨夹紧设备(5)与横向移动装置(14)耦连，以便在挤压分开之后使钢轨端部(6)对齐。

Description

用于焊接轨道的钢轨接头的设备
技术领域
本发明涉及一种用于焊接轨道的钢轨接头的设备，所述设备包括两个沿钢轨纵向方向彼此间隔开的、通过传压杆相互连接的钢轨夹紧设备，以便使钢轨端部在焊接之前被挤压分开。此外，本发明还涉及一种用于借助这种设备焊接钢轨接头的方法。
背景技术
移动式的焊接机组越来越多地用于焊接轨道的两个钢轨。与在更老的铝热焊中不同，在此，在没有添加外来材料的情况下熔融钢轨端部。然而，由此产生很小的钢轨缩短，所述钢轨缩短必须被补偿。
通常，首先利用松开的钢轨固定件焊接多个钢轨区段。随后，在最终焊接的过程中，轨条得到其针对当前的环境温度预设的纵向应力。在年平均温度(中性温度)以下的温度中使用所谓的钢轨牵拉设备(DE 20 2015 006 320 U1)。这种设备已经集成在现代焊机机组中(EP 2 315 877 A1)。在更高的温度中，钢轨端部必须借助附加的设备首先被挤压分开(EP 1 682 304 A1)。
现在，焊接机组仅可以在通过钢轨的纵向移动补偿钢轨材料消耗的地方使用。在去除旧的焊接接头并且安装钢轨中间段的情况下，纵向移动迄今为止是不可能的。
对于铝热焊来说已知有推拉设备，以便焊接具有预设的纵向应力的待焊接的钢轨(DE 42 13 288 A1)。通过液压缸引起钢轨的长度改变，以便补偿当前的钢轨温度与中性温度的偏差。这通过根据温度水平挤压分开或拉紧待焊接的钢轨端部来实现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对开头提到的类型的设备给出相对于现有技术的改进。
根据本发明，该技术问题通过根据权利要求1的设备和根据权利要求13的方法解决。本发明的有利的扩展方案由从属权利要求得到。
本发明规定，至少一个钢轨夹紧设备与横向移动装置耦连，以便在挤压分开后对齐钢轨端部。由此，在随后的步骤中，对齐的钢轨端部可以借助焊接机组相互焊接，其中，在钢轨中构建的压应力可以减小为通过烧熔材料预设的纵向应力(在中性温度中等于0)。
在本发明的有利的实施例中规定，横向移动装置包括用于施加横向移动力的液压缸。液压缸确保在工作使用中的高的使用寿命和精密的调节精度，以便使两个钢轨端部相互精密地对齐。
此外有利的是，横向移动装置包括用于相对于与待焊接的钢轨端部平行地延伸的轨条支撑的支撑设备。支撑设备固定在轨条上，并且使要沿横向方向移动的钢轨以简单的方式与之平行地取向。
本发明的另外的有利的实施例规定，横向移动装置包括悬臂，并且布置有固定在悬臂上的、用于横向移动钢轨端部的挤压装置。布置在悬臂上的挤压装置朝第二钢轨端部的方向挤压要定向的钢轨端部，直到这些钢轨端部相互对齐，以便使它们在下一步骤中相互焊接。
在有意义的扩展方案中规定，横向移动装置包括横向导引件，借助横向导引件可横向调节地导引传压杆。由此，传压杆连同钢轨夹紧设备以及两个要焊接的钢轨端部一起相互对齐。
在此有利的是，横向导引件包括滑动轴，在滑动轴上支承有布置在传压杆的端部侧的滑动块。以该方式，一个钢轨夹紧设备与滑动轴耦连，并且另一个钢轨夹紧设备与滑动块耦连。这样的布置可以抵抗在工作过程中出现的灰尘和污物。
另外的有利的变型方案规定，横向导引件具有滑动型面，并且布置在传压杆的端部侧的滑动块具有相应的配合型面。滑动型面连同其相应的配合型面成为另外的有抵抗力的设计简单的解决方案。
在本发明的另外的实施例中规定，该设备构造为集成的焊接机器。由此，不必只有在对齐后才将焊机机组安置在待焊接的钢轨端部上，由此节省了时间和成本。
在此有利的是，一个钢轨夹紧设备布置在第一焊接头半部中，并且另一钢轨夹紧设备布置在第二焊接头半部中。焊接机器在此作为所谓的焊接头布置在车辆、尤其是轨道车辆的起重机吊臂(Kranausleger)上。两个焊接头半部连同钢轨夹紧设备一起与横向移动装置耦连，其中，相关的液压缸使钢轨端部在横向上相互对齐。
也有利的是，钢轨夹紧设备可以借助锁定设备相互沿横向方向固定。在两个钢轨端部对齐之后，锁定设备提供稳定的固定。此外，锁定设备提高了焊接机器在焊接过程期间的刚性。
在此有意义的是，锁定设备包括沿钢轨纵向方向可移动的栓，栓布置在第一焊接头半部上，并且第二焊接头半部包括具有端侧的孔的导引杆，在锁定位置中所述孔容纳所述栓。在两个焊接头半部的横向对齐之后，第一焊接头半部的栓移动到第二焊接头半部的孔中。
本发明的另外的有利的实施例规定，焊接机器构造为用于烧熔对头焊接的焊接头。因此，可以在小的空间内执行节能的和高品质的焊接。
根据本发明的方法的特征在于，在钢轨端部重叠时，一个钢轨端部在一个钢轨夹紧设备中夹紧，并且另一个钢轨端部在另一个钢轨夹紧设备中夹紧，两个钢轨端部被挤压分开，直到重叠消失，钢轨端部借助横向移动装置相互对齐，并且钢轨端部相互焊接。因此提供一种廉价的方法，其特征在于大的时间节约。
尤其可以更换非常短的钢轨段。例如可以简单地替代利用铝热焊产生的焊接接头，方法是切出一条长度为几米的钢轨段。作为替代，首先将稍长的钢轨段(钢轨中间段)与轨条的一个切割端部焊接，其中，所述钢轨段与轨条的另一切割端部重叠。在焊接第二钢轨段端部时，根据本发明使用所述重叠，以便补偿材料消耗。
在根据本发明的方法的扩展方案中，钢轨端部在烧熔对头焊接过程期间受控地相向运动。通过将两个熔融的钢轨端部挤压在一起，在轨条中实现期望的纵向应力。
附图说明
随后以示例性的方式参考附图对本发明进行阐述。在示意图中：
图1示出具有支撑装置的设备的俯视图；
图2示出具有挤压装置的设备的侧视图；
图3示出图2的俯视图；
图4示出构造为焊接头的设备的俯视图；
图5示出焊接头半部和横向移动装置；
图6示出焊接头和锁定设备的侧视图；
图7示出具有备选的横向导引件的锁定设备；
图8示出具有滑动型面的横向移动装置的细节图；
图9示出图8的侧视图。
具体实施方式
图1示出了一种用于焊接已安装的轨道3的钢轨接头2的设备1的俯视图，所述设备包括两个彼此沿钢轨纵向方向4间隔开的钢轨夹紧设备5，所述钢轨夹紧设备分别各固定一个钢轨端部6，并且通过两个传压杆7相互连接。给每个传压杆7配属第一液压缸8，以便将两个钢轨端部6挤压分开，直到不再存在重叠9。传压杆7分别具有松紧螺母10，以便使两个钢轨夹紧设备5精密地相互对齐。
相应的钢轨夹紧设备5简单地从上方移动到配属的钢轨端部6上，并且利用分别作用在轨腰12上的楔形件11固定，以防沿钢轨纵向方向4的移动。布置在待移动的钢轨端部6上的钢轨夹紧设备5在两侧具有用于安置横向移动装置14的固定孔眼13。横向移动装置14包括支撑装置15和第二液压缸17，支撑装置用于相对于与待焊接的钢轨端部6平行地延伸的轨条16进行支撑，第二液压缸用于施加横向移动力，以便使两个钢轨端部6相互对齐。
图2和3示出设备1的另外的变型方案，该设备具有钢轨夹紧设备5，该钢轨夹紧设备带有可围绕枢转轴线18枢转的作用在轨腰12上的夹紧杆19的。钢轨夹紧设备5通过垂直于钢轨纵向方向4彼此间隔开的传压杆7相互连接。第一液压缸8和松紧螺母10相应集成到传压杆7中。在钢轨重叠9的区域中，在位于此处的钢轨夹紧设备5上布置有悬臂20。在悬臂20上固定有挤压装置21，其具有用于施加横向移动力的第二液压缸17。因此，在两个钢轨端部6的竖直的重叠9消失后，两个钢轨端部对齐。具体地，挤压装置21将升高的钢轨端部6向下挤压。
图4示出构造为焊接机器的设备1，其具有集成的传压杆7和集成的横向移动装置14。例如，用于烧熔对头焊接的焊接头被分为第一焊接头半部22和第二焊接头半部23，在第一焊接头半部和第二焊接头半部中分别各将一个钢轨端部6借助相关的钢轨夹紧设备5夹紧。用于去除焊瘤的剪切设备24设置在焊接头半部之间。此外，未详细示出的电极压紧在钢轨端部6上。
第二焊接头半部23沿钢轨纵向方向4通过第一液压缸8可移动地借助套筒25支承在传压杆7上。为了使钢轨端部6的重叠9消失，焊接头半部22、23连同夹紧在焊接头半部中的钢轨端部6被挤压分开。
在焊接之前进行两个钢轨端部6的横向对齐。为此，作为横向移动装置14，两个传压杆7分别可移动地支承在横向导引件26上。在所示的变型方案中，两个传压杆7在端部上具有滑动块27，滑动块在对置的第一焊接头半部22的滑动轴28上滑动。
横向移动装置14包括第二液压缸16，以便第一焊接头半部22在横向上相对于第二焊接头半部23移动。钢轨夹紧设备5的可运动的夹爪29在此保持作用到钢轨端部6上的夹紧力。
在两个钢轨端部6对齐之后，两个焊接头半部22、23沿钢轨纵向方向4在电流输送的情况下相对彼此移动。在此，第一液压缸8相应被控制，以便首先在钢轨端部6之间形成用于产生电弧的间隙。在达到必需的焊接温度之后，钢轨端部6相互挤压，并且相互熔接。
图5示出第一焊接头半部22和横向移动装置14。在位于凹部中的钢轨30上方布置有第二液压缸17。横向移动力通过在两侧从缸17导出的活塞杆31施加到固定在传压杆7的端部上的滑动块27上。例如，相应的传压杆7拧入相关的滑动块27的螺纹盲孔中。
为了避免焊接头的承载元件中的弯曲应力，滑动轴28、传压杆7和具有夹爪29的钢轨夹紧设备5布置在水平的平面上。待施加的横向移动力明显小于传压杆中的压力和夹紧力。弯曲力矩因此是可忽略的，弯曲力矩通过第二液压缸17的在上方延伸的作用轴导致。
在横向移动装置14上方，与传压杆7平行地设置了导引杆32，以便提高焊接头的稳定性。传压杆7和导引杆32的横截面中心点在此形成等边三角形的顶点。为了焊接头半部22、23的横向移动，导引杆32在端侧设有横向导引件26。横向导引件例如包括两个在滑动轴28上滑动的滑动块27。
图6示出两个对置的焊接头半部22、23的侧视图。为了将导引杆32固定对齐的状态中设置有锁定设备33。在此，第一焊接头半部22包括借助驱动器34可纵向移动的栓35，所述栓具有外锥部。作为配合元件，导引杆32具有端侧的孔36，所述孔具有内锥部。一旦两个焊接头半部22、23对齐，那么驱动器34将栓35移动到孔36中，以便在焊接过程中确保两个焊接头半部22、23的精密的对齐。
在图7中示出导引杆32的节约空间的备选的横向导引件26。在此具体地，在分体式的导引杆32的端侧上布置有滑动板，滑动板在相互面对的侧面具有燕尾状导引件。为了固定在对齐的状态中又设置了锁定设备33。
图8示出针对传压杆7的端部的备选的横向导引件26。在此，在第一焊接头半部22上布置有滑动型面37，并且布置在传压杆7上的滑动块27具有相应的配合型面38。在图9中以侧视图示出了横向导引件26。燕尾状导引件在此也形成节约空间的变型方案。
根据本发明的设备尤其适用于几米的短轨段的更换，例如以便替代有缺陷的部位或铝热焊部位。在此首先从坯件中切割出大约2.5-5米的钢轨段。要新安装的钢轨段与在中性温度下产生的间隙相比要长两个焊接余量。
在与轨条的第一切割端部的焊接的过程中，长度减小了第一焊接余量，并且第二焊接余量作为重叠9保留在另一切割端部上。在此，被安装的钢轨段在弹性范围内向外或向内弯曲。随后在钢轨固定件(在大约50m上)松开的情况下，将钢轨端部6挤压分开，直到重叠9消失。
最后，钢轨端部6借助横向移动装置14对齐，并且最终焊接导致程度为第二焊接余量的长度减小。当钢轨温度与中性温度有偏差时，相应调整焊接余量。以该方式，利用根据本发明的方法可以在每个环境温度下实现钢轨段的替换。

Claims (14)

1.一种用于焊接轨道(3)的钢轨接头(2)的设备(1)，所述设备包括两个沿钢轨纵向方向(4)彼此间隔开的通过传压杆(7)相互连接的钢轨夹紧设备(5)，以便使钢轨端部(6)在焊接之前被挤压分开，其特征在于，至少一个钢轨夹紧设备(5)与横向移动装置(14)耦连，以便在挤压分开之后使钢轨端部(6)对齐。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述横向移动装置(14)包括用于施加横向移动力的第二液压缸(17)。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，所述横向移动装置(14)包括用于相对于与待焊接的钢轨端部(6)平行地延伸的轨条(16)支撑的支撑设备(15)。
4.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，所述横向移动装置(14)包括悬臂(20)，并且布置有固定在悬臂(20)上的、用于横向移动钢轨端部(6)的挤压装置(21)。
5.根据权利要求1或2所述的设备(1)，其特征在于，所述横向移动装置(14)包括横向导引件(26)，借助所述横向导引件可横向调节地导引所述传压杆(7)。
6.根据权利要求5所述的设备(1)，其特征在于，所述横向导引件(26)包括滑动轴(28)，在所述滑动轴上支承有布置在传压杆(7)的端部侧的滑动块(27)。
7.根据权利要求5所述的设备(1)，其特征在于，所述横向导引件(26)具有滑动型面(37)，并且布置在传压杆(7)的端部侧的滑动块(27)具有相应的配合型面(38)。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)构造为集成的焊接机器。
9.根据权利要求8所述的设备(1)，其特征在于，一个钢轨夹紧设备(5)布置在第一焊接头半部(22)中，并且另一个钢轨夹紧设备(5)布置在第二焊接头半部(23)中。
10.根据权利要求9所述的设备(1)，其特征在于，两个焊接头半部(22、23)能够借助锁定设备(33)相互沿横向方向固定。
11.根据权利要求10所述的设备(1)，其特征在于，所述锁定设备(33)包括沿钢轨纵向方向(4)可移动的栓(35)，所述栓布置在第一焊接头半部(22)上，并且所述第二焊接头半部(24)包括具有端侧的孔(36)的导引杆(32)，在锁定位置中，所述孔容纳所述栓(35)。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述焊接机器构造为用于烧熔对头焊接的焊接头。
13.一种用于借助根据权利要求1至12中任一项所述的设备(1)焊接钢轨接头(2)的方法，其特征在于，在钢轨端部(6)重叠时，一个钢轨端部(6)在一个钢轨夹紧设备(5)中夹紧，并且另一个钢轨端部(6)在另一个钢轨夹紧设备(5)中夹紧，两个钢轨端部(6)被挤压分开，直到重叠(9)消失，所述钢轨端部(6)借助横向移动装置(14)相互对齐，并且所述钢轨端部(6)相互焊接。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述钢轨端部(6)在烧熔对头焊接过程期间受控地相向运动。
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