FR2760201A1 - METHOD FOR FRICTION WELDING RAILWAY RAILS AND DEVICE FOR THEIR IMPLEMENTATION - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé pour le soudage par friction de rails de chemin de fer. Dans ce procédé, une pièce intermédiaire (4) est déplacée suivant des oscillations linéaires ou orbitales par une commande d'oscillation (3) entre les extrémités de rails (7) à assembler. Parallèlement à cela, les deux extrémités de rails (7) sont pressées dans la direction longitudinale du rail l'une vers l'autre à la pièce intermédiaire (4) pour appliquer la chaleur requise pour le soudage par l'énergie de friction sur les deux surfaces de contact entre respectivement l'une des extrémités de rails (7) et respectivement une surface de coupe de la pièce intermédiaire (4) . L'invention est applicable dans le domaine de la construction des chemins de fer.The invention relates to a method for friction welding of railway rails. In this method, an intermediate part (4) is moved according to linear or orbital oscillations by an oscillation control (3) between the ends of the rails (7) to be assembled. At the same time, the two ends of the rails (7) are pressed in the longitudinal direction of the rail towards each other to the intermediate piece (4) to apply the heat required for welding by friction energy to the two contact surfaces respectively between one of the rail ends (7) and respectively a cutting surface of the intermediate piece (4). The invention is applicable in the field of railway construction.

Description

L'invention concerne un procédé de soudage par friction de rails de cheminThe invention relates to a method of friction welding of track rails.

de fer et de profilés de support similaires comparables ainsi qu'un dispositif  iron and similar comparable support profiles and a device

pour sa mise en oeuvre.for its implementation.

Pour assembler sans joint des rails de chemin de fer, on utilise actuellement essentiellement deux procédés de soudage, le soudage aluminothermique et le  To join railway tracks seamlessly, two main welding methods are currently used, aluminothermic welding and

soudage électrique en bout par étincelage.  electrical butt welding by sparking.

Les deux procédés présentent des avantages spéciaux mais également des insuffisances, et un nouveau procédé  Both processes have special advantages but also shortcomings, and a new process

de soudage est destiné à remédier à celles-ci.  welding is intended to remedy these.

Le soudage par friction de corps symétriques en rotation est un procédé connu depuis longtemps qui utilise la chaleur de friction produite lors de mouvements relatifs de deux corps poussés sous pression l'un contre l'autre pour chauffer suffisamment les parties volumiques à souder. Dans des machines de soudage par friction de rotation, au moins l'une des parties à souder est entraînée en rotation, et pressée après un échauffement suffisant contre la contre- pièce à souder,  Friction welding of rotationally symmetrical bodies is a long known process which uses the friction heat produced during relative movements of two bodies pushed under pressure against each other to sufficiently heat the volume parts to be welded. In rotary friction welding machines, at least one of the parts to be welded is rotated, and pressed after sufficient heating against the counterpiece to be welded,

et ensuite le mouvement de rotation est interrompu.  and then the rotational movement is interrupted.

Dans des machines de soudage par oscillation, l'une des deux parties à souder est déplacée relativement à la contre-pièce d'une manière oscillante et, ce faisant, est appliquée par pression jusqu'à ce qu'une quantité suffisante de chaleur de friction soit produite pour le soudage. Par " oscillation ", il faut comprendre ici le mouvement de va-et-vient périodique au moins l'une des deux parties à souder. Lorsque la bande passante est rectiligne, le mouvement est désigné par " oscillation linéaire ". Lorsque la bande est courbée, par exemple circulaire, elliptique ou analogue, le mouvement sera  In oscillation welding machines, one of the two parts to be welded is moved relative to the workpiece in an oscillating manner and, in doing so, is applied by pressure until a sufficient amount of heat from friction be produced for welding. By "oscillation" is meant here the periodic back and forth movement of at least one of the two parts to be welded. When the bandwidth is straight, the movement is called "linear oscillation". When the strip is curved, for example circular, elliptical or the like, the movement will be

désigné par " oscillation orbitale ".  referred to as "orbital oscillation".

Etant donné que des rails dans la voie ne peuvent pas être amenées à tourner, seulement l'oscillation peut  Since rails in the track cannot be turned, only oscillation can

être envisagée pour le soudage par friction de rails.  be considered for friction welding of rails.

Or, la présente invention a pour objet la création d'un procédé du type indiqué au début o le soudage par friction peut être utilisé pour assembler des rails, à la fois pour la fabrication de rails longs et pour le montage dans la voie. Cet objet est atteint conformément à l'invention par un procédé du type indiqué au début en ce qu'une pièce intermédiaire entre les extrémités de rails à assembler est déplacée suivant des oscillations linéaires ou orbitales tandis que parallèlement à cela, les deux extrémités de rails sont pressées dans la direction longitudinale des rails l'une vers l'autre à la pièce intermédiaire pour appliquer la chaleur nécessaire au soudage par l'énergie de friction sur les deux surfaces de contact entre respectivement l'une des extrémités de rail et respectivement une surface de coupe de la pièce intermédiaire. Par un tel procédé, en utilisant une pièce intermédiaire, on peut obtenir d'une manière particulièrement avantageuse de plus petites zones soumises à l'influence de la chaleur, une durée de soudage plus courte et un nombre de défauts de soudage plus réduit. De plus, la dépense constructive pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention est  However, the object of the present invention is the creation of a method of the type indicated at the beginning where friction welding can be used to assemble rails, both for the manufacture of long rails and for mounting in the track. This object is achieved in accordance with the invention by a method of the type indicated at the start in that an intermediate piece between the ends of the rails to be assembled is moved in linear or orbital oscillations while, parallel to this, the two ends of the rails are pressed in the longitudinal direction of the rails towards each other at the intermediate piece to apply the heat necessary for welding by the friction energy on the two contact surfaces between respectively one of the rail ends and respectively a cutting surface of the intermediate piece. By such a method, by using an intermediate piece, it is possible to obtain, in a particularly advantageous manner, smaller areas subjected to the influence of heat, a shorter welding time and a smaller number of welding faults. In addition, the constructive expense for the implementation of the method according to the invention is

réduite d'une manière avantageuse à un minimum.  advantageously reduced to a minimum.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le mouvement d'oscillation de la pièce intermédiaire est réalisé de préférence par une commande d'oscillation réalisée sous forme d'excentrique double par lequel, par un décalage de la position de phase des deux excentriques l'un relativement à l'autre, lors de l'arrêt du mouvement pivotant, on atteint en même temps  According to another advantageous characteristic of the invention, the oscillation movement of the intermediate piece is preferably carried out by an oscillation control produced in the form of a double eccentric by which, by a shift of the phase position of the two eccentrics one relative to the other, when stopping the pivoting movement, we reach at the same time

la position zéro de la pièce intermédiaire.  the zero position of the intermediate piece.

L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé o le dispositif de préhension pour la réception de la pièce intermédiaire est relié, d'une part, par concordance des formes à la commande de pivotement et est guidé, d'autre part, à des  The invention also relates to a device for implementing the method o the gripping device for receiving the intermediate piece is connected, on the one hand, by concordance of shapes to the pivot control and is guided, on the other hand apart, at

bielles ajustables de préférence d'une manière élastique.  connecting rods preferably elastic.

L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci  The invention will be better understood and other aims, characteristics, details and advantages thereof

apparaîtront plus clairement au cours de la description  will appear more clearly during the description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en section transversale d'un dispositif pour le soudage par friction par oscillation de rails le long des lignes de coupe AA, et - la figure 2 est une vue de dessus du dispositif  Explanatory which will follow made with reference to the accompanying schematic drawings given solely by way of example illustrating an embodiment of the invention and in which: - Figure 1 is a cross-sectional view of a device for friction welding by oscillation of rails along the cutting lines AA, and - Figure 2 is a top view of the device

selon la figure 1.according to figure 1.

Deux dispositifs de serrage 1 espacés l'un de l'autre qui sont reliés l'un à l'autre par des tirants d'ancrage 2 déplacables hydrauliquement parallèlement à la direction longitudinale des rails, saisissent les extrémités de rails 7 à assembler et les amènent dans la position de départ, c'est-à-dire à la distance " x " l'une relativement à l'autre. Dans cet espace intermédiaire se trouvant entre les dispositifs de serrage 1 est insérée une pièce intermédiaire respectivement moulée appropriée 4 (pièce de rail ou profilé) ayant la longueur x - Ax et est tenue par un dispositif de préhension 5 qui est relié, d'une part, par concordance des formes, à une commande d'oscillation 3 et, d'autre part, de préférence à l'extrémité inférieure libre, espacée de la commande d'oscillation 3, par un système à bielles 6 de préférence élastique avec une ou plusieurs bielles. La commande d'oscillation 3 est logée sur l'un des deux dispositifs de serrage 1. Le système à bielles 6 prend appui sur une partie de châssis 9 reliant  Two clamping devices 1 spaced from one another which are connected to each other by anchor rods 2 hydraulically displaceable parallel to the longitudinal direction of the rails, grip the ends of the rails 7 to be assembled and the bring in the starting position, that is to say at the distance "x" relative to each other. In this intermediate space located between the clamping devices 1 is inserted an appropriate respectively molded intermediate piece 4 (rail or profile piece) having the length x - Ax and is held by a gripping device 5 which is connected, on the one hand, by concordance of the shapes, to an oscillation control 3 and, on the other hand, preferably at the free lower end, spaced from the oscillation control 3, by a connecting rod system 6 preferably elastic with a or more connecting rods. The oscillation control 3 is housed on one of the two clamping devices 1. The connecting rod system 6 is supported on a part of the chassis 9 connecting

les deux dispositifs de serrage 1 de manière déplaçable.  the two clamping devices 1 movably.

Par des dispositifs de positionnement dans la commande d'oscillation 3 (qui est réalisée de préférence comme excentrique double) et dans le système à bielles 6, la pièce moulée 4 est ajustée suivant un alignement axial entre les extrémités de rails 7. Ensuite, les tirants d'ancrage 2 (actionnés hydrauliquement) tirent les dispositifs de serrage 1 avec les extrémités de rails à souder 7 dans leur direction longitudinale l'une vers  By positioning devices in the oscillation control 3 (which is preferably performed as a double eccentric) and in the connecting rod system 6, the molded part 4 is adjusted according to an axial alignment between the ends of the rails 7. Next, the anchor rods 2 (hydraulically actuated) pull the clamping devices 1 with the ends of the rails to be welded 7 in their longitudinal direction one towards

l'autre et les mettent en contact avec la pièce moulée 4.  the other and bring them into contact with the molded part 4.

La commande d'oscillation 3 commence à fonctionner et déplace le dispositif de préhension 5 avec la pièce moulée 4 entre les extrémités de rails 7 d'une manière oscillante sur des voies linéaires ou des voies orbitales sélectivement courbées. Une chaleur de friction est produite aux surfaces de contact entre respectivement une extrémité de rail 7 et la pièce moulée 4 lorsque les  The oscillation control 3 begins to operate and moves the gripping device 5 with the molded part 4 between the ends of the rails 7 in an oscillating manner on linear tracks or selectively curved orbital tracks. Frictional heat is produced at the contact surfaces between a rail end 7 and the molded part 4 respectively when the

tirants d'ancrage 2 augmentent la force d'application.  tie rods 2 increase the application force.

La chaleur de friction produite est définie par la valeur de friction, la force d'application ainsi que par l'ensemble du trajet oscillant et peut donc être commandée d'une manière variable. Après avoir atteint la température nécessaire au soudage, la force d'application est augmentée rapidement, le mouvement d'oscillation est arrêté et la commande d'oscillation 3 est amenée en position zéro o la pièce moulée 4 est positionnée d'une manière symétrique relativement à un plan de symétrie de rail vertical 10. Lors de l'utilisation d'un excentrique double comme commande d'oscillation 3, la position zéro peut être atteinte par un décalage de la position de phase des deux excentriques. La référence numérique 8 désigne les deux emplacements de soudage parallèles l'un à l'autre et espacés l'un de l'autre dans la direction  The friction heat produced is defined by the friction value, the application force as well as by the entire oscillating path and can therefore be controlled in a variable manner. After reaching the temperature required for welding, the application force is rapidly increased, the oscillation movement is stopped and the oscillation control 3 is brought to zero position where the molded part 4 is positioned in a relatively symmetrical manner. to a vertical rail symmetry plane 10. When using a double eccentric as oscillation control 3, the zero position can be reached by shifting the phase position of the two eccentrics. The reference numeral 8 designates the two welding locations parallel to each other and spaced from each other in the direction

longitudinale des rails.longitudinal of the rails.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour le soudage par friction de rails de chemin de fer et de profilés de support similaires, caractérisé en ce qu'une pièce intermédiaire (4) est déplacée entre les extrémités de rails à assembler (7) d'une manière oscillante linéaire ou orbitale tandis que, parallèlement à cela, les deux extrémités de rails (7) sont pressées dans la direction longitudinale des rails l'une vers l'autre à la pièce intermédiaire (4) pour appliquer la chaleur requise pour le soudage par énergie de friction sur les deux surfaces de contact entre respectivement l'une des extrémités de rails (7) et respectivement une surface de coupe de la pièce  1. Method for the friction welding of railway rails and similar support profiles, characterized in that an intermediate part (4) is moved between the ends of the rails to be assembled (7) in a linear oscillating manner or orbital while, parallel to this, the two rail ends (7) are pressed in the longitudinal direction of the rails towards each other at the intermediate piece (4) to apply the heat required for the energy welding of friction on the two contact surfaces respectively between one of the ends of the rails (7) and respectively a cutting surface of the part intermédiaire (4).intermediate (4). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement oscillant de la pièce intermédiaire (4) est réalisé de préférence par une commande oscillante (3) réalisée sous forme d'excentrique double par laquelle, par un décalage de la position de phase des deux excentriques l'un relativement à l'autre, au moment de l'arrêt du mouvement oscillant, on atteint en même  2. Method according to claim 1, characterized in that the oscillating movement of the intermediate piece (4) is preferably carried out by an oscillating control (3) produced in the form of double eccentric by which, by a shift of the position of phase of the two eccentrics one relative to the other, when the oscillating movement stops, we reach the same temps la position zéro de la pièce intermédiaire (4).  time the zero position of the intermediate piece (4). 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de préhension (5) pour la réception de la pièce intermédiaire est relié, d'une part, par concordance des formes, à la commande oscillante (3) et est guidé, d'autre part, à des bielles (6) de préférence  3. Device for implementing the method according to claim 1, characterized in that the gripping device (5) for receiving the intermediate piece is connected, on the one hand, by concordance of the shapes, to the oscillating control (3) and is guided, on the other hand, to connecting rods (6) preferably ajustables d'une manière élastique.  resiliently adjustable.