Patentierte elektrisch geschweißte Schienenverbindungen, die ab 1917 in St. Louis verwendet wurden
Edward S. Clark erfand und patentierte 1917 in St. Louis mit Hilfe einer elektrischen Schweißmaschine von Thomson aus dem Jahr 1894 eine neuartige Schweißverbindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen den Schienen einer Straßenbahn in St. Louis. Ein Zeitungsbericht und sein Patent sind unten abgebildet:
Neue Bauweise von elektrisch geschweißten Schienenverbindern ist erfolgreich
Das in St. Louis angewandte Verfahren soll Risse in der Schiene um den Stoß verhindern
Anwendbar für alte und neue Gleise
6-Zoll Schienen mit Schienenstühlen verwendet, als 9-Zoll Schienen nicht lieferbar waren
Electric Railway Journal, Band 53, Nr. 4, 25. Januar 1919, S. 182-183.[1]
Die Verbindung wird mit zwei Laschen und vier ø30 mm (1 3/16 Zoll) Füllstücken (Fillets) hergestellt, wie in Abb. 1 gezeigt. In der Fotoserie zeigen die Abb. 2 und 3 zwei spätere Stadien bei der Bildung der Verbindung. Zurzeit (1919) werden Nieten als Füllstücke verwendet, da sie am einfachsten zu erhalten sind. Die beiden Füllstücke am Schienenende führen durch beide Laschen und den Schienensteg, aber für die mittleren Leisten werden kürzere Nieten verwendet, deren Köpfe zwischen den Laschen und der Schiene liegen und in das Loch im Steg stoßen. Auf diese Weise wird genügend Material zum Füllen der Löcher im Steg und in den Laschen bereitgestellt, wenn die Füllstücke erhitzt werden.
Neue Art der Schweißverbindung, die in St. Louis verwendet wird:
Abb. 1 - Laschenplatte mit Füllstücken, bereit zur Montage auf Stoß.
Abb. 2 - Kompressionsverbindung fertig montiert zum Schweißen.
Abb. 3 - Fertige, betriebsbereite Verbindung.
Mittel- und Endfüllstücke werden unterschiedlich behandelt
Wenn das Metall zu schmelzen beginnt, bewirkt der Druck, dass das Füllstück die Löcher im Steg und in den Laschen füllt. Wenn das Füllstück und das umgebende Metall auf die Schweißtemperatur erhitzt worden sind, wird der Strom abgeschaltet und der Druck auf 4000 lb. (d.h. 2 t oder 17,8 kN) erhöht und dort fünfzehn Sekunden lang gehalten. Der Vorgang wird dann mit der anderen mittleren Kehlnaht wiederholt. Dadurch entsteht eine homogene Schweißnaht von Kehlnaht, Laschen und Schienensteg.
Auf die beiden Endfilets wird der anfängliche Druck von 2000 lb. wie zuvor ausgeübt, aber der Strom wird nur fünfzehn Sekunden lang eingeschaltet gelassen. Die Kehlnaht und die unmittelbar angrenzenden Teile der Laschen werden auf Schweißtemperatur gebracht und das Loch im Schienensteg wird gefüllt, aber der Steg wird nicht auf Schweißtemperatur erwärmt. Man geht davon aus, dass dieses Konzept zu einer Verringerung der Anzahl der Brüche führt, die im Allgemeinen an den Enden der Laschen auftreten. Die Schweißausrüstung ist in der Lage, an einem zehnstündigen Arbeitstag mit drei Männern am Schweißgerät und einem Bediener durchschnittlich achtzig Verbindungen zu erstellen.
Hinter der Schweißausrüstung folgt eine Kleinschmidt-Schleifmaschine, zu der zwei mit Drehscheiben ausgestattete Hobelschleifmaschinen gehören. Der horizontale Fahrwagen, der vertikal verstellt werden kann, wird an beiden Enden durch Räder auf der Schiene abgestützt und bleibt in waagerechter Position. Die Schleifscheibe fährt auf dieser Auflage hin und her und fängt die Hochpunkte auf. Der horizontale Abstand, über den sich die Schleifscheibe bewegt, kann je nach den Bedingungen geändert werden, oder die Scheibe kann in einer Position gehalten werden.
Wann immer es notwendig wird, Teile des Gleises neu zu verlegen, wird ein neues 9 Zoll (229 mm) hohes Lorain-Profil verwendet, wenn es erhältlich ist, aber in letzter Zeit war es in vielen Fällen notwendig, stattdessen eine 6 Zoll (152 mm) hohe T-Schiene als Ersatz zu verwenden. Zu diesem Zweck wird ein Schienenstuhl aus totem Weichstahl in den Abmessungen 7 Zoll x 6 Zoll (178 x 152 mm) an der Oberseite verwendet.
Das unten abgebildetes Foto zeigt eine interessante Art von Arbeit, die mit der Schweißausrüstung durchgeführt wird. Es handelt sich um eine 508 mm (20 Zoll) lange Einschweißmuffe, umgangssprachlich "Dutchman" (Holländer), und sie wurde genau wie bei einem gewöhnlichen neuen Gleis geschweißt, wobei jedoch sechs Füllstücke verwendet wurden. Nachdem diese Schweißung abgeschlossen war, wurden 1 Zoll dicke, 2½ Zoll lange und 3 Zoll breite (25 x 63 x 76 mm) Stahlstücke an die Verbindungslasche geschweißt, die die Schienenenden stützen, um zu verhindern, dass die Köpfe der alten Schienen reißen und abbrechen, was häufig passiert, wenn diese Stützen nicht verwendet werden.
Abb. 5 - Schienenschleifmaschine beim Glätten einer fertigen Verbindung.
Abb. 6 - Konstruktion des Schienenstuhls für die 152 mm (6 Zoll) hohen Ersatzschienen.
Abb. 7 - Einschweißmuffe oder "Dutchman" mit spezieller Abstützung
für den Schienenkopf.
Abb. 8 - Tragbare Kletterweichen und Überholgleis für Schweißarbeiten an eingleisigen Strecken.
Die hier beschriebene Kompressionsschweißverbindung wurde von E. S. Clark erfunden und von ihm im Mai 1918 patentiert. Er ist Konstruktionsingenieur für die Bauunternehmer für die in St. Louis durchgeführten Arbeiten.
Schienenverbindung und Herstellungsmethode
Edward S. Clark, St. Louis, Missouri
Anmeldung: 27. Juli 1917. Serien-Nr. 183,071. (CI. 239 — 4). US Patent Nr. 1.265,051.[2]
1. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch geschweißten Schienenstoßes, gekennzeichnet durch Anordnen von Füllstoffen oder Metallstäben quer zu den Stegen zweier aneinanderstoßender Schienen,
Anordnen von Laschen oder Stäben in Längsrichtung der Schienen an gegenüberliegenden Seiten der Stege und anschließendes Erhitzen der Laschen durch einen elektrischen Strom, um sie an die Stege
der Schienen und an die Laschen zu schweißen.
2. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch geschweißten Schienenverbindung, gekennzeichnet durch Anordnen von Füllstoffen oder Metallstäben quer in den Stegen von zwei aneinanderstoßenden
Schienen, Anordnen von Laschen oder Stäben in Längsrichtung der Schienen an gegenüberliegenden Seiten der Stege und anschließendes Erhöhen der Kehlnähte auf eine Schweißtemperatur und Aussetzen
der Kehlnähte und Laschen einem Druck, um die Kehlnähte an die Stege der Schienen und an die Laschen zu schweißen.
15. Schienenstoß, umfassend Stäbe oder Laschen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Stege der Schienen angeordnet sind, und Kehlen oder Metallstäbe, die quer zu den Stegen der Schienen
angeordnet und mit den Stegen und den Laschen verschweißt sind.
19. Schienenstoß, bestehend aus Stäben oder Laschen, die an gegenüberliegenden Seiten der Stege der Schienen angeordnet sind, gezahnte Verstärkungselemente, die zwischen den Laschen und den
Stegen der Schienen angeordnet sind, und quer angeordnete Verbindungsvorrichtungen, die mit den Stegen der Schienen, den Laschen und den Verstärkungselementen elektrisch verschweißt sind, wobei
die Verbindungsvorrichtungen in der Mitte des Stoßes mit den Innenseiten der Laschen verschweißt sind und die Verbindungsvorrichtungen an den Enden des Stoßes mit Köpfen versehen sind, die die
Außenseiten der Laschen überlappen.
21. Schienenverbindung, umfassend Laschen, die an gegenüberliegenden Seiten der Stege der Schienen angeordnet sind, Verstärkungselemente, die zwischen den Laschen und den Stegen der Schienen
angeordnet und mit Zähnen oder Rippen versehen sind, die in die genannten Teile versenkt sind, Kopfstützen und Basisstützen in der Mitte der Verbindung, die die Köpfe und die Basisflansche der
Schienen verstärken, wobei die genannten Stützen dauerhaft mit den Schienen und den genannten Laschen verbunden sind, und Leisten, die sich quer durch die Stege der Schienen erstrecken und
elektrisch mit diesen und mit den genannten Laschen verbunden sind.
(Ansprüche 3 bis 14, 16 bis 18 und 20 nicht in der Gazette abgedruckt).
References
- New Type of Electrically-Welded Joint Successful. Electric Railway Journal, Band 53, Nr. 4, 25. Januar 1919, S. 182-183
- Edward S. Clark, St. Louis, Mo: Rail Joint and Method of Making Same. Anmeldedatum 27. Juli 1917. Serial No. 183,071. (CI. 239 — 4.). US Patent No US1.265,051.