DE19746451A1 - Gießform zur aluminothermischen Verbindungsschweißung zweier auf Lücke verlegter Schienen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gießform bestehend aus zwei Formhälften zur aluminothermischen Verbindungsschweißung zweier auf Lücke verlegter Schienen, bei der die beiden über den Schienen zusammengesetzten Formhälften einen die gegenüberstehenden Schienenenden umschließenden und an die Schienenform angepaßten Gießformhohlraum bilden, der mit aluminothermisch erzeugtem Stahl füllbar ist, und bei der in jeder Formhälfte mindestens ein in den Gießformhohlraum im Bereich des Schienenfußes mündender Steiger ausgebildet ist.

Bei dem Verbindungsschweißen von Schienen spielen insbesondere die unterschiedlichen Querschnitte von Schienenkopf und Schienenfuß eine erhebliche Rolle, da der den Gießhohlraum im Bereich des Schienenfußes auffüllende Stahl schneller abkühlt als der Stahl im Bereich des Schienenkopfs. Es kann also zu unterschiedlicher Gefügebildung in den beiden Bereichen der Verbindungsschweißung kommen; die Gefahr einer Lunkerbildung ist möglich.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Gießform zu schaffen, bei der die Abkühlung im Bereich des Schienenfußes verlangsamt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Steiger in der Nähe des Schienenfußes ein Abschnitt mit einer Querschnittsvergrößerung vorgesehen ist.

Bei der erfindungsgemäßen Gießform wird bei Füllung des Steigers mit dem erschmolzenen Stahl durch die Querschnittserweiterung längs eines Abschnitts des Steigers in der Nähe des Fußabschnitts ein Wärmereservoir gebildet, aus dem Wärme in den Schienenfußbereich der Schmelzverbindung strömt; dadurch wird die Abkühlung des erschmolzenen und aufgefüllten Schienenfußbereichs verlangsamt. Gleichzeitig kann bei Bedarf zur Vermeidung einer Lunkerbildung auch noch schmelzflüssiges Material aus dem Reservoir in Richtung Schienenfuß nachströmen.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Querschnittsvergößerung im wesentlichen zylindrisch oder kugelig bezogen auf die Achse des Steigers ausgebildet ist.

Zur leichteren Entlüftung des Gießhohlraums und zur sicheren Auffüllung des Wärmereservoirs ist es zweckmäßig, wenn zwischen dem Gießhohlraum und dem Steiger oberhalb der Querschnittsvergrößerung mindesten ein Verbindungskanal vorgesehen ist.

Nach dem Auffüllen des Gießhohlraums ist es bei Erreichen eines gewissen Erstarrungsgrads des eingefüllten Stahls erforderlich, die Form mit den Steigern von den verschweißten Schienen abzuscheren. Bei den bekannten Gießformen weist der Steiger einen sich von seinem unteren Ende gleichmäßig zum oberen Ende hin erweiterten Querschnitt auf.

Erfindungsgemäß ist zur Erleichterung des Abscherens bei einer gattungsgemäßen Gießform vorgesehen, daß in dem Steiger im Eingriffsbereich des Abscherwerkzeugs eine Querschnittsverkleinerung ausgebildet ist.

Durch die Querschnittsverringerung wird die vom Abscherwerkzeug aufzubringenden Kraft verkleinert.

Bei einer erfindungsgemäß mit einem Wärmereservoir versehenen Gießform ist die Querschnittsverkleinerung vorzugsweise in Steigrichtung des Steigers gesehen oberhalb der Querschnittsvergrößerung ausgebildet.

Bei der gattungsgemäßen Gießform ist der Gießhohlraum vorzugsweise über einen Einguß, einen in die Formhälfte eingelegten Gießriegel und in den Formhälften ausgebildeten Eingußkanäle mit dem aluminothermisch erzeugten Stahl füllbar.

Bei der Gießform gemäß der vorliegenden Erfindung sind entweder in an sich bekannter Weise gesonderte Eingußkanäle vorgesehen oder die Steiger selbst werden erfindungsgemäß als Eingußkanäle verwendet. Eine solche Doppelverwendung der Steiger ist auch bei Steigern ohne Wärmereservoir möglich.

Bei den gattungsgemäßen Gießformen und bei den erfindungsgemäßen Gießformen kann es zweckmäßig sein, nach dem Guß einen oberen Teil der Form durch Abschlagen zu entfernen.

Um dies zu erleichtern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß jede Formhälfte auf ihren sich quer zur Schienenrichtung erstreckenden Außenseiten im Bereich oberhalb des den Schienenkopf aufnehmenden Teils des Gießformhohlraums mit einer Einkerbung versehen ist.

Die Einkerbung erleichtert das gerichtete Abschlagen des oberen Formteils.

Die Erfindung soll nun an Hand der beigefügten Figuren näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt quer zur Schienenrichtung durch eine Formhälfte einer über den Schienen zusammengesetzten Gießform und

Fig. 2 einen Seitenansicht einer Formhälfte.

Die Fig. 1. zeigt eine Vertikalschnitt durch eine Formhälfte 1 einer Gießform 2, deren andere Formhälfte 3 in der Fig. 2 als Seitenansicht dargestellt ist. In beiden Figuren ist das von dem Gießhohlraum 4 umschlossenen Schienprofil dargestellt. Der Gießhohlraum 4 ist in seiner Formgebung an die Formgebung des Schienkopfs K, des Stegs S und des Fußes F angepaßt.

In jeder der beiden Formhälften 1 und 3 erstreckt sich mindestens ein Steiger 5 vom freien Ende des den Fuß F aufnehmenden Teils des Gießformhohlraums 4 schräg nach oben bis zur Oberseite der Formhälfte. Der Steiger weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Andere Querschnittsformen wie rechteckig oder teilgerundet sind möglich. In der Nähe des Fußes ist im dem Steiger 5 ein Abschnitt 6 mit einem erweiterten Querschnitt ausgebildete, wobei die Querschnittserweiterung deutlich größer ist als die in der Fig. 1 gezeigte graduelle Querschnittserweiterung des Steigers zu seinem offenen Ende hin.

In Steigrichtung des Steigers 5 gesehen ist oberhalb der Querschnittserweiterung 6 eine Querschnittsverringerung 7 ausgebildet, die in Arbeitshöhe des beim Abscheren der Steiger nach dem Guß eingesetzten Abscherwerkzeugs liegt.

Oberhalb der Abscherquerschnittsminimierung 7 ist der Steiger 5 mit dem Gießhohlraum 4 über einen Verbindungskanal 8 verbunden.

Oberhalb des Schienenkopfs K ist in den beiden Formhälften 1 und 3 eine Auflage für einen Gießriegel 9 vorgesehen.

Bei Durchführung einer Schweißung werden die beiden Formhälften über den Schienenenden zusammengefügt und mit einer Dichtmasse gegen die umschlossenen Schienen abgedichtet und ohne eingelegten Gießriegel 9 mittels eines Brenners vorgewärmt. Nach Erreichen der Vorwärmtemperatur wird der Gießriegel in seine in der Fig. 1 gezeigten Gußstellung gebracht und das aluminothermische Reaktionsgemisch in einem über der Gießform angeordneten nicht dargestellten Gießtiegel gezündet. Die Metallschmelze fließt aus dem Tiegel auf den Riegel 9 und wird über von dem Riegel nicht abgesperrte Einlaßkanäle 10 in den Gießhohlraum 4 eingeleitet. Die Schmelze füllt den Gießhohlraum 4 auf und flüssiges Metall kann in den Steiger von unten und von der Seite über den Kanal 8 und damit in das Reservoir 6 eintreten. Nach Aufstieg des Stahls in den Steigern beider Formhälften und Füllung des gesamten Gießraums läuft die Schlacke über einen in der Fig. 1 angedeuteten Schlackenablauf 11 ab und wird in an die Gießform anzuhängende, nicht gezeigte Auffangwannen aufgefangen.

Der Gießriegel kann auch so ausgebildet und angeordnet sein, daß unter Verzicht auf die Kanäle 10 das Schmelzgut direkt in die Steiger einläuft, wobei zusätzlich das Schlackenauffangvolumen in die Form integriert sein kann.

Der Wärmeinhalt des Reservoirs 6 sorgt dafür, daß die Abkühlung der Schmelze im Bereich des Fußes F verlangsamt und an die Abkühlungsgeschwindigkeit des Kopfs K bzw. des dazwischenliegenden Stegs S angepaßt wird. Bei Bedarf kann aus dem Reservoir auch flüssiges Metall in den Fußbereich zurückströmen, um Lunkerbildung oder Bildung von Mikrohohlräumen zu vermeiden.

Wie aus der Fig. 2 ersichtlich sind die beiden Formhälften 1 und 3 auf ihren sich senkrecht zu den Schienen erstreckenden Außenflächen 12 mit einer Einkerbung 13 versehen, die ein Abschlagen des oberen Formteils erleichtert. Die Außenflächen 12 erstrecken sich vertikal und dienen der Verspannung der beiden Formhälften 1 und 3 zu einer Gießform mittels einer geeigneten Spanneinrichtung, während die zu den Schienen parallelen Außenflächen 14 nach außen geneigt sind, wie die in der Fig. 1 gezeigt ist. Selbstverständlich können die Wände 14 ebenfalls vertikal ausgebildet sein.

Claims (7)

1. Gießform bestehend aus zwei Formhälften zur aluminothermischen Verbindungsschweißung zweier auf Lücke verlegter Schienen, bei der die beiden über den Schienen zusammengesetzten Formhälften einen die gegenüberstehenden Schienenenden umschließenden und an die Schienenform angepaßten Gießformhohlraum bilden, der mit aluminothermisch erzeugtem Stahl füllbar ist, und bei der in jeder Formhälfte mindestens ein in den Gießformhohlraum im Bereich des Schienenfußes mündender Steiger ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steiger (5) in der Nähe des Schienenfußes (F) ein Abschnitt (6) mit einer Querschnittsvergrößerung vorgesehen ist.

2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsvergößerung (6) im wesentlichen zylindrisch oder kugelig bezogen auf die Achse des Steigers ausgebildet ist.

3. Gießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Gießhohlraum (4) und dem Steiger (5) oberhalb der Querschnittsvergrößerung (6) mindesten ein Verbindungskanal (7) vorgesehen ist.

4. Gießform bestehend aus zwei Formhälften zur aluminothermischen Verbindungsschweißung zweier auf Lücke verlegter Schienen, bei der die beiden über den Schienen zusammengesetzten Formhälften einen die gegenüberstehenden Schienenenden umschließenden und an die Schienenform angepaßten Gießformhohlraum bilden, der mit aluminothermisch erzeugtem Stahl füllbar ist, und bei der in jeder Formhälfte mindestens ein in den Gießformhohlraum im Bereich des Schienenfußes mündender Steiger ausgebildet ist, insbesondere Gießform nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steiger (5) im Eingriffsbereich des Abscherwerkzeugs eine Querschnittsverkleinerung (7) ausgebildet ist.

5. Gießform nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer mit einem Wärmereservoir (6) versehenen Gießform (2; 1, 3) die Querschnittsverkleinerung (7) in Steigrichtung des Steigers (5) gesehen oberhalb der Querschnittsvergrößerung (6) ausgebildet ist.

6. Gießform bestehend aus zwei Formhälften zur aluminothermischen Verbindungsschweißung zweier auf Lücke verlegter Schienen, bei der die beiden über den Schienen zusammengesetzten Formhälften einen die gegenüberstehenden Schienenenden umschließenden und an die Schienenform angepaßten Gießformhohlraum bilden, der mit aluminothermisch erzeugtem Stahl füllbar ist, und bei der in jeder Formhälfte mindestens ein in den Gießformhohlraum im Bereich des Schienenfußes mündender Steiger ausgebildet ist, wobei der Gießformhohlraum über einen Einguß, einen in die Formhälfte eingelegten Gießriegel und in den Formhälften ausgebildeten Eingußkanäle mit dem aluminothermisch erzeugten Stahl füllbar, insbesondere Gießform nach mindestens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steiger (5) selbst die Eingußkanäle sind.

7. Gießform bestehend aus zwei Formhälften zur aluminothermischen Verbindungsschweißung zweier auf Lücke verlegter Schienen, bei der die beiden über den Schienen zusammengesetzten Formhälften einen die gegenüberstehenden Schienenenden umschließenden und an die Schienenform angepaßten Gießformhohlraum bilden, der mit aluminothermisch erzeugtem Stahl füllbar ist, und bei der in jeder Formhälfte mindestens ein in den Gießformhohlraum im Bereich des Schienenfußes mündender Steiger ausgebildet ist, insbesondere Gießform nach mindestens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Formhälfte (1; 3) auf ihren sich quer zur Schienenrichtung erstreckenden Außenseiten (12) im Bereich oberhalb des den Schienenkopf (K) aufnehmenden Teils des Gießformhohlraums (4) mit einer Einkerbung (13) versehen ist.