7/29/2019 welding FBW

1/13

United S t a t e s Patent [ 1 9 ]T h e u r e r e t a 1 .[ 5 4 ] ELECTRIC FLASH-BUTT WELDING

NDACHINE AND METHOD OF PROVIDINGA WELDED JOINT BETWEEN ADJACENTENDS OF RAIL SECTIONS

[ 7 5 ] I n v e n t o r s : J o s e f T h e u r e r , V i e n n a ; F r i e d r i c hO e l l e r e r , L i n z ; L e o p o l d R . G r u b e r ,S c h e i b b s , a l l o f A u s t r i aF r a n z P l a s s e rB a h n b a u m a s c h i n e n - I n d n s t r i e g e s e l ls c h a f t GmbH, V i e n n a , A u s t r i a

[ 7 3 ] A s s i g n e e :

[ 2 1 ] A p p ] . N o . : 3 0 1 , 3 3 0[ 2 2 ] F i l e d : J a n . 2 4 , 1 9 8 9[ 3 0 ] F o r e i g n A p p l i c a t i o n P r i o r i t y D a t a

Feb. 1 , 1988 [EP] European P a t . O f f . . . . . . . . . 88890021.4F e b . 1 , 1 9 8 8 [EP] European P a t . O f f . . . . . . . . . 8 8 8 9 0 0 222

[ 5 1 ] I n t . c 1 . 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B23K 1 1 / 0 4[ 5 2 ] US. l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219/53; 219/97;2 1 9 / 1 0 0[ 5 8 ] F i e l d o f Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1 9 / 5 3 , 5 4 , 5 5 , 9 7 ,2 1 9 / 1 0 0[ 5 6 ] R e f e r e n c e s C i t e d

U . S . PATENTDOCUMENTS3 , 3 4 9 , 2 1 6 10/1967 Paton e t a l . .4,272,664 6/1981 Theurer .4,414,454 1 1/ 1 9 83 Zollinger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219/53

FOREIGN PATENTDOCUMENTS0132227 1/1985 European P a t , O f f . .1161307 8/1969 United King dom .1294216 10/1972 United Kin gdom .15 13 0 14 6/1978 United Kingdom20008 29 1/1979 United Kingdom

4 , 9 2 9 , 8 1 6Ma y 9 , 1 9 9 0

[ 1 1 ] P a t e n t Number:[ 4 5 ] Date o f P a t e n t :

OTHER PUBLICATIONSP l a s s e r & h e u r e r p r o s p e c t u s K 5 5 A p t , F e b . 8 6 .R a i l w a y G a z e t t e , O c t . 1 9 7 7 .P r i m a r y E x a m i n e r - C l i f f o r d C . ShawA t t o r n e y , A g e n t , o r Firm-Kurt Kelman[ 5 7 ] ABSTRACTA o b i l e e l e c t r i c f l a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e c o m p r i s e sm a c h i n e f r a m e , u n d e r c a r r i a g e s s u p p o r t i n g t h e m a c h i n eframe on a r a i l r o a d t r a c k , and a d r i v e f o r p r o p e l l i n g t h em a c h i n e f r a m e a l o n g t h e t r a c k . Th e m a c h i n e f r a m ec a r r i e s a h y d r a u l i c f l u i d supply pump, an e l e c t r i c curr e n t g e n e r a t o r , a motor f o r o p e r a t i n g t h e pump and t h eg e n e r a t o r , a l o n g i t u d i n a l l y , t r a n s v e r s e l y a n d v e r t i c a l l ya d j u s t a b l e e l e c t r i c f l a s h - b u t t w e l d i n g h e a d f o r s e l e ct i v e l y w e l d i n g t o g e t h e r t h e a d j a c e n t r a i l s e c t i o n e n d s o fa r e s p e c t i v e on e o f t h e t r a c k r a i l s , t h e w e l d i n g headc o m p r i s i n g two w e l d i n g h a l v e s movable t o w a r d s a n daway from e a c h o t h e r i n a d i r e c t i o n o f t h e r a i l , hydraul i c c y l i n d e r s f o r m o v i n g t h e two w e l d i n g h e a d h a l v e s i ns a i d d i r e c t i o n , a p a i r o f c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s one a c h w e l d i n g h e a d h a l f , a n d a h y d r a u l i c c l a m p i n g c y l i nd e r c o n n e c t i n g t h e j a w s o f e a c h p a i r . Th e m a c h i n ef r a m e a l s o c a r r i e s a w e l d i n g c o n t r o l c o n n e c t i n g t h epump a n d g e n e r a t o r t o t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r s a n d j a w sr e s p e c t i v e l y f o r h y d r a u l i c a l l y a n d e l e c t r i c a l l y o p e r a t i n gt h e c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s , a n d a n a p p a r a t u r f o rt e n s i o n i n g o r l o n g i t u d i n a l l y s l i d i n g t h e r a i l , t h e a p p a r at u s b e i n g a s s o c i a t e d w i t h t h e w e l d i n g head f o r encomp a s s i n g t h e w e l d i n g h e a d i n a h o r i z o n t a l p l a n e p a s s i n gt h r o u g h t h e r a i l a n d c o m p r i s i n g two a i r s o f a i l c l a m pi n g j a w s f o r e n g a g i n g a d j a c e n t r a i l s e c t i o n e n d s i m m e d ia t e l y a h e a d o f , a n d b e h i n d , t h e w e l d i n g h e a d , a n d ah y d r a u l i c c y l i n d e r - p i s t o n a r r a n g e m e n t e x t e n d i n g i n t h ed i r e c t i o n o f t h e r a i l a n d c o m p r i s i n g r e s p e c t i v e o p e r a ti n g c y l i n d e r s c o n n e c t i n g t h e p a i r s o f a i l c l a m p i n g j a w sf o r o p e r a t i o n t h e r e o f .

2 3 C l a i m s , 3 D r a w i n g S h e e t s

7/29/2019 welding FBW

2/13

U S. P a t e n t M a y 2 9 , 1 9 9 0 S h e e t 1 o f 3 4 , 9 2 9 , 8 1 6

m mm8mam% ;% .3

2 ,

7/29/2019 welding FBW

3/13

4 , 9 2 9 , 8 1 6h e e t 2 of3

8a i i/

May 9 , 1 9 9 0S. P a t e n t

7/29/2019 welding FBW

4/13

US. Patent May 2 9 , 1 9 9 0 S h e e t 3 on 4,929,816

7/29/2019 welding FBW

5/13

4 , 9 2 9 , 8 1 61ELECTRIC FLASH-BUTT WELDING MACHINEAND METHOD OF PROVIDING A WELDEDJOINT BETWEEN ADJACENT ENDS OF RAILSECTIONS

BACKGROUND OF THE INVENTION( 1 ) F i e l d o f t h e I n v e n t i o nTh e p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e s t o a m o b i l e e l e c t r i c? a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e f o r w e l d i n g t o g e t h e r a d j a

c e n t ends of s u c c e s s i v e r a i l s e c t i o n s o f a r a i l of a t r a c kc o n s i s t i n g o f t wo a i l s f a s t e n e d t o s u c c e s s i v e t i e s , whichm a c h i n e c o m p r i s e s m a c h i n e f r a me , u n d e r c a r r i a g e s s u pp o r t i n g t h e m a c h i n e f r a m e on t h e t r a c k f o r m o b i l i t yt h e r e a l o n g i n a n o p e r a t i n g d i r e c t i o n , a n d a d r i v e f o rp r o p e l l i n g t h e m a c h i n e f r a m e a l o n g t h e t r a c k . Th e mac h i n e f r a m e c a r r i e s a h y d r a u l i c ? u i d s u p p l y pumpmeans, a n e l e c t r i c current g e n e r a t o r , motor mean s f o ro p e r a t i n g t h e pump means and t h e g e n e r a t o r , and al o n g i t u d i n a l l y , t r a n s v e r s e l y a n d v e r t i c a l l y a d j u s t a b l ee l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g h e a d f o r s e l e c t i v e l y w e l d i n gt o g e t h e r t h e a d j a c e n t r a i l s e c t i o n e n d s o f a r e s p e c t i v eon e o f t h e t r a c k r a i l s . The w e l d i n g h e a d c o m p r i s e s twow e l d i n g h e a d h a l v e s movable t o w a r d s a n d away frome a c h o t h e r i n a d i r e c t i o n o f t h e r a i l , h y d r a u l i c c y l i n d e r sf o r moving t h e two w e l d i n g head h a l v e s i n t h i s d i r e ct i o n , a p a i r o f c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s on e a c h weldi n g h e a d h a l f , a h y d r a u l i c c l a m p i n g c y l i n d e r c o n n e c t i n gt h e j a w s o f e a c h p a i r , a n d o p t i o n a l l y a h y d r a u l i c a l l yo p e r a b l e w e l d i n g s e a m s h e a r i n g d e v i c e . A w e l d i n gc o n t r o l c o n n e c t s t h e pump mean s and g e n e r a t o r t o t h eh y d r a u l i c c y l i n d e r s a n d j a w s r e s p e c t i v e l y f o r h y d r a u l ic a l l y a n d e l e c t r i c a l l y o p e r a t i n g t h e c l a m p i n g a n d w e l di n g j a w s .( 2 ) D e s c r i p t i o n o f t h e P r i o r A r tA o b i l e ? a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e o f t h i s t y p e h a sb e e n d i s c l o s e d i n t h e P l a s s e r & h e u r e r p r o s p e c t u s K

3 5 5 APT, o f F e b r u a r y 1 9 8 6 . I n t h i s m a c h i n e , t h e g e n e ra t o r f o r s u p p l y i n g e l e c t r i c c u r r e n t t o t h e w e l d i n g j a w sand t h e c o n t r o l box a r e mounted on t h e mac hine framebetween two o p e r a t o r s c a b s a r r a n g e d a t t h e f r o n t andr e a r e n d s o f t h e machine f r a m e . On e o f t h e c a b s i s l o n g it u d i n a l l y d i s p l a c e a b l e and h a s an open end f o r a c co mm o d a t i n g a d o u b l e - a r m t e l e s c o p i c j i b c r a n e p i v o t a la b o u t a v e r t i c a l a x i s on t h e machine f r a m e . Th e weldingh e a d i s v e r t i c a l l y a d j u s t a b l y s u s p e n d e d f r o m a f r e e e n dof t h e crane and t h e c r a n e movements a r e powered byh y d r a u l i c c y l i n d e r s . When t h e c a b i s r e t r a c t e d , t h ecrane c an t u r n 9 0 with r e s p e c t t o t h e c e n t e r a x i s of t h em a c h i n e f r a m e , t h e c e n t e r o f t h e w e l d i n g h e a d b e i n ga d j u s t a b l e up t o 3250 mm rom t h e c e n t e r o f t h e t r a c k .W h e n t h e m a c h i n e i s moved b e t w e e n o p e r a t i n g s i t e s ,t h e c r a n e i s r e t r a c t e d t h r o u g h t h e open end i n t o t h e c a b ,t h e c a b i s l o n g i t u d i n a l l y d i s p l a c e d t o t h e e n d o f t h em a c h i n e f r a m e a n d t h e o p e n e n d i s c l o s e d . A e s p e c t i v ep a i r o f c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s f o r e n g a g i n g t h e r a i lwe b t h e r e b e t w e e n i s a r r a n g e d a t t h e u n d e r s i d e o f e a c hw e l d i n g h e a d h a l f , a n d t h e s e jaws s e r v e n o t o n l y t oc l a m p t h e r a i l b u t a l s o c o n d u c t t h e e l e c t r i c w e l d i n gc u r r e n t . Th e h y d r a u l i c c l a m p i n g c y l i n d e r s a re conn e c t e d t o m e c h a n i c a l l e v e r s y s t e m s on each w e l d i n gh e a d h a l f f o r p r e s s i n g t h e j a w s i n t o e n g a g e m e n t w i t ht h e r a i l w e b . Th e w e l d i n g h e a d c a r r i e s a c o n t r o l p a n e lf o r i n i t i a t i n g a n d e n d i n g t h e w e l d i n g o p e r a t i o n a s w e l la s f o r t h e c o n t r o l t h e r e o f .

I n t h e method o f p r o v i d i n g a n e l e c t r i c ? a s h - b u t t j o i n tbetween a d j a c e n t e n d s o f s u c c e s s i v e r a i l s e c t i o n s o f ar a i l of a t r a c k c o n s i s t i n g of two r a i l s f a s t e n e d t o s u c c e s

1 5

20

25

30

3 5

45

5 0

5 5

6 0

6 5

2s i v e t i e s , t h e w e l d i n g m a c h i n e i s moved t o t h e o p e r a t i n gs i t e a n d a f t e r t h e w e l d i n g h e a d h a s b e e n l o w e r e d andc e n t e r e d over t h e gap between t h e a d j a c e n t r a i l s e c t i o n se n d s t o b e welded t o g e t h e r , t h e s uc c e s s i v e r a i l s e c t i o ne n d s a h e a d and b e h i n d t h e j o i n t a r e clamped by t h e twop a i r s o f c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s . At t h e s a m e t i m e ,t h e clamped a i l s e c t i o n e n d s a r e a c c u r a t e l y l e v e l e d andl i n e d . Th e a u t o m a t i c o p e r at i n g s w i t c h i s t h e n a c t ua t e d f o r t h e programmed w e l d i n g o p e r a t i o n . I n t h ei n i t i a l s t a g e , t h e two h y d r a u l i c c y l i n d e r s a re o p e r a t e d t omove t h e two w e l d i n g head h a l v e s w i t h t h e r a i l s e c t i o ne n d s clamped t h e r e t o t o w a r d s e a c h o t h e r a t a n a p p r o x imate s p e e d o f 0 . 2 5 mm/ e c o n d u n t i l t h e t wo e n d s t o u c h .Upon c o n t a c t o f t h e r a i l s e c t i o n e n d s and t h e r e s u l t a n ts h o r t c i r c u i t , t h e w e l d i n g c u r r e n t r e a c h e s i t s ? r s t p e a kv a l u e . As soon a s the control including a current meas u r i n g d e v i c e s e n s e s t h i s , t h e movement o f t h e twow e l d i n g h e a d h a l v e s t o w a r d s e a c h o t h e r i s s t o p p e dw h i l e t h e t e m p e r a t u r e o f t h e two r a i l s e c t i o n e n d s r i s e ss h a r p l y . A f t e r a b o u t a s e c o n d , t h e two w e l d i n g h e a dh a l v e s a r e moved a p a r t , c a u s i n g t h e two r a i l s e c t i o ne n d s t o b e t o r n a p a r t a g a i n and t h e i r t e m p e r a t u r e t o b el o w e r e d , which i n s t a n t l y i n i a t e s t h e movement t o w a r d se a c h o t h e r . T h i s t o - a n d - f r o movement i s r e p e a t e d s e ve r a l t i m e s , t h e t e m p e r a t u r e o f t h e two r a i l s e c t i o n e n d si n c r e a s i n g p r o g r e s s i v e l y . W h e n t h e t e m p e r a t u r e a t t h ec o n t a c t between t h e t wo r a i l s e c t i o n ends h a s reached ac r i t i c a l p o i n t , a w e l d i n g m e l t o c c u r s . A f t e r a b o u t 3 0s e c o n d s o f t h i s u n s t a b l e w e l d i n g p h a s e , t h e p r o g r e s s i v eh e a t i n g o f t h e w e l d i n g j o i n t l e a d s t o a s t a b l e w e l d i n gp h a s e d u r i n g which t h e two a i l s e c t i o n e n d s a r e movedtowards each o t h e r a t a c o n s t a n t s p e e d . After a p r es e l e c t e d w e l d i n g t i m e h a s p a s s e d , t he p r o g r e s s i o n p h a s ei s i n i t i a t e d . W i t h i n a b o u t t e n s e c o n d s , t h e s p e e d o f t h emovement i s t r i p l e d o r q u a d r u p l e d , c a u s i n g a c o r r es p o n d i n g i n c r e a s e i n t h e c u r r e n t d e n s i t y a n d r a i s i n g t h ew e l d i n g t e m p e r a t u r e t o i t s maximum. Th e w e l d i n gc u r r e n t i s n ow d i s c o n t i n u e d and t h e c l a m p i n g and weldi n g j a w s a r e h e l d i n p o s i t i o n . A y d r a u l i c f l u i d ?owc o n t r o l v a l v e i s n ow o p e r a t e d t o i n c r e a se t h e h y d r a u l i c? u i d ?ow o t h e c y l i n d e r s t o mo v e t h e two r a i l s e c t i o ne n d s t o g e t h e r a t a r a p i d pace i n a ? n a l compressions t a g e s o t h a t t h e r a i l s e c t i o n e n d s a r e p r e s s e d t o g e t h e r a ta s e t v a l u e . T h e m o v e m e n t i s t h e n d i s c o n t i n u e d whilet h e c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s h o l d t h e w e l d e d r a i ls e c t i o n e n d s i n p o s i t i o n f o r a f ew s e c o n d s u n t i l t h ewelded j o i n t h a s c o o l e d o f f a l i t t l e . A f t e r w a r d s , t h ec l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s a r e r e l e a s e d , t h e w e l d i n gh ead h a l v e s a r e r e t r a c t e d while t wo weld seam s h e a r i n gk n i v e s a r e c l o s e d and t h e welding head h a l v e s a r emoved t o g e t h e r a g a i n t o s h e a r o f f t h e w e l d i n g s e a m .Th e c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s a s w e l l a s t h e s h e a r i n gk n i v e s a r e t h e n o p e n e d , a n d t h e w e l d i n g h e a d i s l i f t e do f f t h e welded r a i l . Th e machine i s n ow r e a d y f o rmovement t o t h e n e x t o p e r a t i n g s i t e .

T h i s m a c h i n e a n d v a r i o u s o p e r a t i n g modes t h e r e o fa r e a l s o d e s c r i b e d i n g r e a t d e t a i l i n t h e October 1 9 7 7i s s u e o f R a i l w a y G a z e t t e .US. P a t . N o . 3 , 3 4 9 , 2 1 6 , d a t e d O c t . 2 4 , 1 9 6 7 , d i s c l o s e sa n e l e c t r i c a l l y o p e r a t e d ? a s h - b u t t w e l d i n g h e a d u s e f u li n r a i l w e l d i n g o p e r a t i o n s , w h i c h c o m p r i s e s two w e l di n g h a l v e s d i s p l a c e a b l e w i t h r e s p e c t t o e a c h o t h e r a n dd e s i g n e d t o c l a m p t h e a d j o i n i n g r a i l s e c t i o n s a n d p u l lt h e m t o g e t h e r . Th e r a i l c l a m p s c o n s t i t u t e w e l d i n g e l em e n t s and have a common r o t a r y a x i s wherealong t h e ya r e d i s p l a c e a b l e b y means o f h y d r a u l i c a l l y o p e r a t e dc y l i n d e r s . Th e p i s t o n r o d s o f t h e o p e r a t i n g c y l i n d e r s

7/29/2019 welding FBW

6/13

4 , 9 2 9 , 8 1 63c o n n e c t t h e c l a m p s a n d a r e a r r a n g e d s y m m e t r i c a l l yw i t h r e s p e c t t o t h e weld and a r e c o p l a n a r t h e r e w i t h .Th e r o t a r y a x i s i s c o n s t i t u t e d by a hollow r o d c o n t a i ni n g a c o n t r o l v a l v e f o r u n i f o r m l y d e l i v e r i n g h y d r a u l i c? u i d t o t h e o p e r a t i n g c y l i n d e r s a n d t h e c o n t r o l v a l v e i sa c t u a t e d by an e l e c t r o m a g n e t i c d r i v e mounted on t h er o d .

B r i t i s h p a t e n t N o . 1 , 5 1 3 , 0 1 4 , p u b l i s h e d J u n e 1 , 1 9 7 8 ,a l s o d i s c l o s e s a n e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g head w i t hc l a m p i n g a n d w e l d i n g j aw a i r s f o r e n g a g i n g a r a i l webby means o f a l e v e r s y s t e m o p e r a b l e by a c l a m p i n gc y l i n d e r . A w e l d i n g s e a m s h e a r i n g d e v i c e c o m p r i s e sf o u r s he a r i n g k n i v e s w h i c h c o m p l e t e l y e n c o m p a s s t h ep r o ? l e o f t h e r a i l i n t h e i r o p e r a t i n g p o s i t i o n . Such aw e l d i n g s e a m s he a ri n g d e v i c e i n c o r p o r a t e d i n t o t h ewelding head makes t p o s s i b l e t o u s e t h e same w i t h o u ta n y a u x i l i a r y e q u i p m e n t .Th e w e l d i n g m a c h i n e d i s c l o s e d i n U S. P a t . N o .4 , 2 7 2 , 6 6 4 , d a t e d J u n e 9 , 1 9 8 1 , p r o v i d e s a h y d r a u l i cs u p p o r t s h o e f o r t h e machine f r a m e t o r e l i e v e t h e t r a c kr a i l s o f t h e m a c h i n e w e i g h t b e f o r e t h e w e l d i n g . Th et h u s r e l i e v e d r a i l m a y t h e n be s l i d more r e a d i l y t o r ed u c e t h e w e l d i n g g a p .Th e ? a s h - b u t t w e l d i n g h e a d s i n t h e s e m a c h i n e s e x e r ta s u f f i c i e n t t e n s i o n i n g f o r c e on t h e r a i l s e c t i o n s t o ena b l e s h o r t r a i l s e c t i o n s t o be welded t o g e t h e r o r t o weldt o g e t h e r l o n g e r r a i l s e c t i o n s i f t h e y a r e s u p p o r t e d onr o l l e r s t o reduce f r i c t i o n a l r e s i s t a n c e t o a minimum. I nend w e l d s , t h e r a i l s a r e l i f t e d o u t o f t h e i r f a s t e n i n g e l em e n t s a n d c h a n g e s i n t h e r a i l l e n g t h due t o w e l d i n g a r ec o m p e n s a t e d f o r b y i n s e r t i n g c o r r e s p o n d i n g l e n g t h s o fr a i l s e c t i o n . H o w e v e r , a r e l a t i v e l y l a r g e t e n s i o n i n gf o r c e i s r e q u i r e d t o p r o v i d e ? a s h - b u t t w e l d e d j o i n t sb e t w e e n l o n g e r a ' i l s e c t i o n s , p a r t i c u l a r l y when t h e y a r en o t s u p p o r t e d on a n t i - f r i c t i o n r o l l e r s , i n c a s e s wheres o - c a l l e d t h e r m i t e weld j o i n t s a r e c u t o u t , r e s u l t i n g i nl a r g e w e l d i n g g a p s w h i c h m u s t b e r e p l a c e d b y ? a s hb u t t welded o i n t s , a s w e l l a s f o r end welds a t t e m p e r a t u r e s below t h e normal w e l d i n g t e m p e r a t u r e and cont i n u o u s welded t r a c k r a i l s .To e n a b l e t h e gap between a d j a c e n t r a i l s e c t i o n e n d st o b e r e d u c e d a f t e r t h e e l e m e n t s f a s t e n i n g them t o t h et i e s have been l o o s e n e d and t h u s t o p r e p a r e f o r t h e? a s h - b u t t w e l d i n g w i t h s u c h w e l d i n g h e a d s , B r i t i s hp a t e n t N o . 1 , 2 9 4 , 2 1 6 , p u b l i s h e d O c t . 2 5 , 1 9 7 2 , d i s c l o s e sa h y d r a u l i c t e n s i o n i n g d e v i c e f o r c o n t i n u o u s weldedr a i l , which i s c o n s t i t u t e d by a r i n g - s h a p e d s t r u c t u r a lu n i t c o m p r i s i n g two l o n g i t u d i n a l l y s p a c e d p a i r s o f r a i lc l a m p i n g h e a d s i n t e r c o n n e c t e d b y t i e members e x t e n di n g above and below t h e r a i l f o r r o t a t i o n a b o u t a v e r t ic a l a x i s . S h o r t b e l l - c r a n k l e v e rs c o n n e c t t h e c l a m p i n gj a w s r e s p e c t i v e l y w i t h h y d r a u l i c c y l i n d e r s a n d t e n s i o ni n g members e x t e n d i n g i n t h e d i r e c t i o n o f t h e r a i l a n dp a r a l l e l t o a h o r i z o n t a l p l a n e p a s s i n g t h r o u g h t h e r a i l . Am a n u a l l y o p e r a t e d pump d e l i v e r s h y d r a u l i c ? u i d t o t h ec y l i n d e r s a n d when t h e y a r e o p e r a t e d , t h e c l a m p i n gj a w s c l a m p i n g l y e n g a g e t h e r a i l web a n d , upon a d d it i o n a l h y d r a u l i c p r e s s u r e b e i n g a p p l i e d , t h e c l a m p e de n d s o f t h e two a d j o i n i n g r a i l s e c t i o n s , whose f a s t e n i n ge l e m e n t s h a v e p r e v i o u s l y b e e n l o o s e n e d , a r e p u l l e dt o g e t h e r t o r e d u c e t h e g a p b e t w e e n t h e a d j a c e n t r a i ls e c t i o n e n d s and e n a b l e them t o b e welded t o g e t h e r .T h i s d e v i c e i s r e l a t i v e l y h e a v y a n d may b e d i s a s s e mb l e d . Th e d e v i c e i s mounted on t h e r a i l s e c t i o n s a t eachw e l d i n g s i t e , d i s m o u n t e d a f t e r u s e a n d t r a n s p o r t e d t ot h e n e x t s i t e where t i s mounted a g a i n a n d o p e r a t e d byt h e m a n u a l l y o p e r a t e d h y d ra u l i c ? u i d p u m p . To e n a b l et h e d e v i c e t o b e r e a d i l y t r a n s p o r t e d f r o m w e l d i n g s i t e t o

20

2 5

30

6 0

6 5

4w e l d i n g s i t e , i t h a s been m a d e a s s m a l l and l i g h t a sf e a s i b l e , t h u s l i m i t i n g t h e d i m e n s i o n s o f t h e c e n t r a ls p a c e w i t h i n t h e r i n g - s h a p e d u n i t . Even o , t h e u n i t ma yweigh a s much a s a b o u t 4 0 0 kg and s , t h e r e f o r e , d i f ?c u l t t o h a n d l e , which c o n s i d e r a b l y d e l a ys t h e o p e r at i o n s .A s i m i l a r , b u t much l i g h t e r and even s m a l l e r , r a i lt e n s i o n i n g d e v i c e h a s b e e n d i s c l o s e d i n B r i t i s h p a t e n tN o . 1 , 1 6 1 , 3 0 7 , p u b l i s h e d A u g . 1 3 , 1 9 6 9 . T h i s d e v i c e h a ss u c h s m a l l d i m e n s i o n s t h a t i t s t e n s i o n i n g f o r c e s u f ? c e so n l y f o r l o n g i t u d i n a l l y s l i d i n g o r s t r e t c h i n g v e r y s h o r ta n d l i g h t r a i l s e c t i o n s .E u r o p e a n p a t e n t N o . 1 3 2 , 2 2 7 , p u b l i s h e d J a n . 2 3 ,1 9 8 5 , d i s c l o s e s a r i n g - s h a p e d r a i l t e n s i o n i n g u n i t f o r u s ei n w e l d i n g t o g e t h e r t he a d j a c e n t e n d s o f r a i l s e c t i o n s .T h i s u n i t i s d e s i g n e d f o r l o n g i t u d i n a l l y , v e r t i c a l l y a n dl a t e r a l l y d i s p l a c i n g a r e s p e c t i v e r a i l s e c t i o n e n d f o rc e n t e r i n g t h e same with r e s p e c t t o an a d j a c e n t r a i l s e ct i o n end b e f o r e t h e ends a r e welded t o g e t h e r . I t i s ar a t h e r c o m p l i c a t e d d e v i c e i n c l u d i n g a number o f s e r v omechanisms and p r o v i d e s a c e n t r a l s p a c e h o l d i n g as h e a r i n g d e v i c e w i t h c u t t e r s f o r r e m o v i n g t h e welds e a m . As t h e drawing c l e a r l y s h o w s , t h i s s p a c e i s muchtoo narrow t o hold a ? a s h - b u t t welding h e a d .B r i t i s h p a t e n t N o . 2 , 0 0 0 , 8 2 9 . p u b l i s h e d J a n . 1 7 , 1 9 7 9 ,a l s o d i s c l o s e s a v e r y c o m p l i c a t e d a p p a r a t u s f o r a l i g n i n gand s e t t i n g t h e gap between a d j a c e n t r a i l s e c t i o n e n d s t ob e s u b s e q ue n t l y j o i n e d t o g e t h e r by a f i s h p l a t e o r weldi n g . There s no room n t h i s a p p a r a t u s f o r accommodati n g a ? a s h - b u t t w e l d i n g head s o t h a t t h e p u l l e d - t o g e t h err a i l s e c t i o n e n d s c a n b e j o i n e d o n l y i n a t h e r m i t e weldi n g p r o c e ss . T h i s t y p e o f r a i l w e l d i n g i s n o t o n l y d i f ?c u l t and must b e e f f e c t e d m a n u a l l y b u t i t a l s o r e s u l t s i na r e l a t i v e l y weak r a i l j o i n t .

SUMMARY OF THE INVENTIONI t i s t h e p r i m a r y o b j e c t o f h i s i n v e n t i o n t o improve a

m o b i l e ? a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e o f t h e ? r s t- d e s c r i b e dt y p e s o t h a t i t ma y be u s e d u n d e r g r e a t l y v a r y i n g o p e ra t i n g c o n d i t i o n s a n d ma y h a v e a v a i l a b l e e n h a n c e d p u l li n g power f o r moving t h e two a i l s e c t i o n e n d s t o g e t h e rt o r e d u c e t h e g a p t h e r e b e t w e e n d u r i n g t h e i n i t i a l weldi n g s t a g e a n d / o r d u r i n g t h e ? n a l c o m p r e s s i o n s t a g ew he n t h e two r a i l s e c t i o n e n d s a r e p r e s s e d t o g e t h e r .Th e above and o t h e r o b j e c t s a r e accomplished a cc o r d i n g t o t h e i n v e n t i o n b y a s s o c i a t i n g a n a p p a r a t u s f o rt e n s i o n i n g o r l o n g i t u d i n a l l y s l i d i n g t h e r a i l w i t h t h ew e l d i n g h e a d f o r e n c o m p a s s i n g t h e w e l d i n g h e a d i n ah o r i z o n t a l p l a n e p a s s i n g t h r o u g h t h e r a i l , w h i c h a p p a r at u s c o m p r i s e s two p a i r s o f r a i l c l a m p i n g jaw means f o re n g a g i n g t h e r a i l s e c t i o n e n d s i m m e d i a t e l y a h e a d o f ,a n d b e h i n d , t h e w e l d i n g h e a d , a n d a h y d r a ul i c c y l i n d e rp i s t o n a r r a n g e m e n t e x t e n d i n g i n t h e d i r e c t i o n o f t h e r a i la n d c o m p r i s i n g r e s p e c t i v e o p e r a t i n g c y l i n d e r s c o n n e c ti n g t he p a i r s o f r a i l c l a m p i n g j aw m e a n s f o r o p e r a t i o nt h e r e o f .

T h i s un e x p e c t e d l y s i m p l e a n d e f f e c t i v e c o m b i n a t i o no f a r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s w i t h t h e ? a s h - b u t t weldi n g h e a d g i v e s t h e m a c h i n e a d d e d p u l l i n g power w i t ho u t r e q u i r i n g a n y c h a n g e i n t h e v e r y s u c c e s s f u l w e l d i n ghead d e s i g n s i n c e i t i s n ow p o s s i b l e t o u s e n o t o n l y t h ec l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s o f t h e w e l d i n g h e a d b u ta d d i t i o n a l l y t h e r a i l c l a m p i n g jaw means o f t h e r a i lt e n s i o n i n g a p p a r a t u s f o r moving t h e r a i l s e c t i o n e n d st o g e t h e r . T h i s i s o f p a r t i c u l a r a d v a n t a g e when l o n g a n dheavy r a i l s e c t i o n s a r e to b e welded t o g e t h e r s i n c e t h ef a s t e n i n g e l e m e n t s n e e d o n l y b e d e t a c h e d b e f o r e weldi n g and t i s n o t n e c e s s a r y t o s u p p o r t t h e r a i l s e c t i o n s on

7/29/2019 welding FBW

7/13

4 , 9 2 9 , 8 1 65r o l l e r h e a r i n g s t o e n a b l e them t o s l i d e l o n g i t u d i n a l l y .Th e ? n a l c o m p r e s s i o n f o r c e a t t h e end o f t h e ? a s h - b u t twelding can be a p p l i e d i n t h i s manner even i n t h e c a s eo f t h e h e a v i e s t r a i l s , which e n h a n c e s t h e ? a s h - b u t tw e l d i n g o f r a i l s e c o n o m i c a l l y a n d q u a l i t a t i v e l y . Th et e n s i o n i n g o f t h e r a i l s e c t i o n s b y t h e w e l d i n g h e a d a n dt h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s ma y b e e f f e c t u a t e d s e p ar a t e l y o r i n u n i s o n , a s d e s i r e d . Th e machine ma y be u s e da d v a n t a g e o u s l y i n a number o f w a y s . For e x a m p l e , t h eg a p b e t w e e n t h e r a i l s e c t i o n e n d s ma y b e r e d u c e d s o l e l yby o p e r a t i o n o f t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s o r i n conj u n c t i o n w i t h t h e a p p r o a c h i n g movement o f t h e weldi n g h e a d h a l v e s b e f o r e w e l d i n g i s i n i t i a t e d , w h e r e u p o nt h e w e l d i n g h e a d a l o n e i s o p e r a t e d t o w e l d t h e r a i ls e c t i o n e n d s t o g e t h e r , t h e ? n a l c o m p r e s s i o n s t r o k eb e i n g c a r r i e d o u t by t h e common u s e o f t h e w e l d i n gh e a d a n d r a i l t e n s i o n i n g a p p a ra t us . F u r t h e r m o r e , t h er a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s ma y b e u s e d s e p a r a t e l y f r o mt h e w e l d i n g h e a d i n p r e p a r a t o r y o p e r a t i o n s .

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGTh e a b o v e a n d o t h e r o b j e c t s , a d v a n t a g e s a n d f e a t u r e s

o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n w i l l become more a p p a r e n tfrom t h e f o l l o w i n g d e t a i l e d d e s c r i p t i o n o f a now r ef e r r e d embodiment t h e r e o f , t a k e n i n c o n j u n c t i o n w i t ht h e a c c o m p a n y i n g , p a r t l y s c h e m a t i c d r a w i n g w h e r e i n

FIG. 1 i s s i d e e l e v a t i o n a l view o f a m o b i l e ? a s h - b u t tw e l d i n g m a c h i n e i n c o r p o r a t i n g a w e l d i n g h e a d a n d ar a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s a s s o c i a t e d t h e r e w i t h a c c o r di n g t o t h i s i n v e n t i o n ;FIG. 2 i s a f r a g m e n t a r y t o p view o f t h e w e l d i n gm a c h i n e o f FIG. 1 , s h o w i n g t h e w e l d i n g h e a d encomp a s s e d b y t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s i n o p e r a t i n gp o s i t i o n ;

FIG. 3 i s a f r a g m e n t a r y s i d e e l e v a t i o n a l view o f t h ew e l d i n g m a c h i n e i n t h e o p e r a t i n g p o s i t i o n o f F I G . 2 ;FIG. 4 i s a n e n l a r g e d s i d e e l e v a t i o n a l view o f t h ew e l d i n g h e a d a n d t h e e n c o m p a s s i n g r a i l t e n s i o n i n g

a p p a r a t u s ;FIG. 5 i s a t o p view o f t h e a s s e m b l y o f FIG. 4 ;FIG. 6 i s a n end view o f t h e a s s e m b l y o f FIG. 5 i n t h ed i r e c t i o n o f arrow V I ;

FIG. 7 i s a h i g h l y s c h e m a t i c s i d e e l e v a t i o n a l view o ft h e w e l d i n g h e a d a n d t h e e n c o m p a s s i n g r a i l t e n s i o n i n ga p p a r a t u s i n o p e r a t i n g p o s i t i o n ; a n dFIG. 8 i s a s i m i l a r l y s c h e m a t i c t o p view o f FIG. 7 ,s h o w i n g t h e e l e c t r o - h y d r a u l i c c o n t r o l c i r c u i t f o r t h ecommon o p e r a t i o n o f t h e two w e l d i n g h e a d h a l v e s a n dt h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s .

DETAILED DESCRIPTION OF THEPREFERRED EMBODIMENTFIG. 1 i l l u s t r a t e s m o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n gm a c h i n e 1 f o r w e l d i n g t o g e t h e r a d j a c e n t e n d s o f s u c c e s

s i v e r a i l s e c t i o n s o f r a i l 5 o f t r a c k 7 c o n s i s t i n g o f twor a i l s f a s t e n e d t o s u c c e s s i v e t i e s 6 . Th e mac hine comp r i s e s e l o n g a t e d m a c h i n e f r a m e c a r r y i n g d r i v e r s c a b 3a t on e e n d t h e r e o f , u n d e r c a r r i a g e s 4 and 3 8 s u p p o r t i n gt h e m a c h i n e f r a m e o n t h e t r a c k f o r m o b i l i t y t h e r e a l o n gi n a n o p e r a t i n g d i r e c t i o n , a n d d r i v e 8 p r o p e l l i n g t h emachine f r a m e a l o n g t r a c k 7 . Th e machine f r a m e c omp r i s e s main f r a m e p a r t 2 and t r a i l e r f r a m e p a r t 1 8 c omp r i s i n g c a n t i l e v e r e d b r i d g e - l i k e f r a m e 1 9 p i v o t a l l y s u pp o r t e d o n m a i n f r a m e p a r t 2 , t h e b r i d g e - l i k e f r a m e b e i n gc e n t e r e d between o n e u n d e r c a r r i a g e 4 s u p p o r t i n g mainf r a m e p a r t 2 on t r a c k 7 a n d u n d e r c a r r i a g e 3 8 s u p p o r t i n gt r a i l e r f r a m e p a r t 1 8 on t h e t r a c k . A d j a c e n t t h e d r i v e r sc a b , t h e m a i n m a c h i n e f r a m e p a r t 2 c a r r i e s h y d r a u l i c

2 0

2 5

3 0

3 5

4 5

5 5

6 5

6f l u i d s u p p l y pump means 1 1 , an e l e c t r i c c u r r e n t generat o r 12 and motor mean s 1 0 connected t o t h e h y d r a u l i c? u i d s u p p l y pump means and t h e e l e c t r i c c u r r e n t g e n e ra t o r by s u i t a b l e t r a n s m i s s i o n means f o r o p e r a t i n g t h epump means and t h e g e n e r a t o r . E l e c t r i c a l conductormeans connects g e n e r a t o r box 1 3 t o g e n e r a t o r 1 2 .L o n g i t u d i n a l l y , t r a n s v e r s e l y a n d v e r t i c a l l y a d j u s t a b l e? a s h - b u t t welding head 1 5 i s mounted on c e n t e r e db r i d g e - l i k e f r a m e 1 9 b e t w e e n u n d e r c a r r i a g e s 4 a n d 3 8f o r s e l e c t i v e l y w e l d i n g t o g e t h e r t h e a d j a c e n t r a i l s e ct i o n e n d s o f a r e s p e c t i v e t r a c k r a i l 5 . L o n g i t u d i n a l andt r a n s v e r s e g u i d e s 2 0 , 2 1 i n b r i d g e - l i k e f r a m e 1 9 l o n g i t ud i n a l l y a n d t r a n s v e r s e l y d i s p l a c e a b l y c a r r y w e l d i n gh e a d 1 5 , w h i c h may b e r e s p e c t i v e l y l o n g i t u d i n a l l y a n dt r a n s v e r s e l y d i s p l a c e d t h e r e a l o n g b y h y d r a u l i c d r i v e s2 2 , 2 3 . T r a n s v e r s e h y d r a ul i c d r i v e 2 3 i s a h y d r a u l i cmotor w i t h a p i n i o n meshing w i t h t r a n s v e r s e l y e x t e n di n g r a c k 2 4 . W e l d i n g h e a d 1 5 i s v e r t i c a l l y a d j u s t a b l e b ya h y d r a u l i c c y l i n d e r 2 5 c a r ry i n g s u s p e n s i o n 2 6 t o whicht h e w e l d i n g h e a d i s a t t a c h e d . Th e w e l d i n g head c omp r i s e s two h a l v e s 5 1 , 5 2 movable t o w a r d s a n d awayf r o m e a c h o t h e r i n a d i r e c t i o n o f r a i l 5 , h y d r a u l i c c y l i nd e r 7 6 ( s e e F I G . 5 ) f o r moving t h e two w e l d i n g h e a dh a l v e s i n t h i s d i r e c t i o n , a p a i r o f c l a m p i n g a n d w e l d i n gj a w s 7 3 , 7 4 on e a c h w e l d i n g h e a d h a l f 5 1 , 5 2 , a n d hyd r a u l i c c l a m p i n g c y l i n d e r 7 5 c o n n e c t i n g t h e j a w s o fe a c h p a i r . Two d e t a c h a b l e ? x i n g r o d s may b e p r o v i d e dt o a t t a c h w e l d i n g head 1 5 t o main machine f r a m e p a r t 2i n t r a n s i t w h e n t h e machine i s moved between o p e r a ti n g s i t e s .Welding c o n t r o l 1 4 i s c o n n e c t e d t o g e n e r a t o r box 1 3 ,e l e c t r i c c u r r e n t s u p p l y l i n e s 2 7 c o n n e c t w e l d i n g h e a d 1 5t o c o n t r o l 1 4 a n d h y d r a u l i c ? u i d s u p p l y l i n e s 2 8 c o n n e c tt h e welding head t o pump means 1 1 f o r h y d r a u l i c a l l ya n d e l e c t r i c a l l y o p e r a t i n g t h e c l a m p i n g a n d w e l d i n gj a w s o f t he w e l d i n g h e a d .A p p a r a t u s 1 6 f o r t e n si o n i n g o r l o n g i t u d i n a l l y s l i d i n gt h e r a i l i s a s s o c i a t e d w i t h w e l d i n g head 1 5 f o r e nc o m a p s s i n g t h e w e l d i n g h e a d i n a h o r i z o n t a l p l a n e p a s si n g t h r o u g h r a i l 5 , a s shown i n FIG. . T h i s r a i l t e n s i o ni n g a p p a r a t u s c o m p r i s e s t w o p a i r s 4 7 , 4 8 o f r a i l c l a m pi n g jaw means f o r e n g a g i n g r a i l s e c t i o n e n d s 4 2 , 4 3i m m e d i a t e l y a h e a d o f , a n d b e h i n d , w e l d i n g h e a d 1 5 , a n dh y d r a u l i c c y l i n d e r - p i s t o n a r r an g e m e n t 4 6 e x t e n d i n g i nt h e d i r e c t i o n o f a i l 5 a n d c o m p r i s i n g r e s p e c t i v e o p e r a ti n g c y l i n d e r s 5 0 c o n n e c t i n g t h e p a i r s o f r a i l c l a m p i n gj a w m e a n s . I n t h e i l l u s t r a t e d embodiment, r a i l t e n s i o ni n g a p p a r a t u s 1 6 i s mounted w i t h i n v i e w o f o p e r a t o r sc a b 2 9 on t r a i l e r frame p a r t 1 8 i n t r a n s v e r s e g u i d e 3 3t r a n s v e r s e l y d i s p l a c e a b l y c a r r y i n g t h e r a i l t e n s i o n i n ga p p a r a t u s on t h e t r a i l e r f r a m e p a r t . T e l e s c o p i n g l y e xt e n s i b l e a n d r e t r a c t i b l e s u p p o r t arm 3 1 i s l a t e r a l l y p i vo t a l a b o u t t h e t r a n s v e r s e g u i d e by c a b l e d r i v e 3 2 and i sv e r t i c a l l y a d j u s t a b l e by h y d r a u l i c d r i v e 3 4 s o t h a t s u sp e n s i o n 3 5 c a r r i e s a p p a r a t u s 1 6 on s u p p o r t a rm 3 1 f o rv e r t i c a l , t r a n s v e r s e a n d l o n g i t u d i n a l a d j u s t m e n t . Th ea d j u s t m e n t d r i v e s f o r t h e p o s i t i o n i n g o f t h e w e l d i n gh e a d a n d t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s i n c l u d e h y d r a u l i co p e r a t i n g c y l i n d e r s a c t u a t e d b y c o n t r o l 3 0 i n c a b 2 9 . Asshown i n FIG. 1 , r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s 1 6 i smounted a h e a d o f w e l d i n g h e a d 1 5 i n t h e o p e r a t i n gd i r e c t i o n i n a l o n g i t u d i n a l l y r e t r a c t e d p o s i t i o n o f t h ew e l d i n g h e a d s o t h a t t h e p o s i t i o n i n g d r i v e s l o n g i t u d in a l l y , t r a n s v e r s e l y a n d v e r t i c a l l y a d j u s t a b l y c o n n e c t i n gt h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s a n d t h e w e l d i n g h e a d t ot h e machine f r a m e e n a b l e s them t o b e r e a d i l y and s i mp l y c e n t e r e d above gap 44 while t h e y a r e e a s i l y a c c e s s ib l e t o o p e r a t o r s o f t h e m a c h i n e . D e t a c h a b l e ? x i n g r o d s

7/29/2019 welding FBW

8/13

4 , 9 2 9 , 8 1 673 6 , 3 7 a r e p r o v i d e d t o a t t a c h r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s1 6 r e s p e c t i v e l y t o a c a n t i l e v e r e d a rm o f main machinef r a m e p a r t 2 a n d t r a i l e r f r a m e p a r t 1 8 i n t r a n s i t w h e n t h emachine i s moved between o p e r a t i n g s i t e s . Undercarr i a g e 3 8 s u p p o r t i n g t h e t r a i l e r f r a m e p a r t on t r a c k 7 i s as i n g l e a x l e w i t h ? a n g e d w h e e l s e n g a g i n g t r a c k r a i l s 5 ,a n d v e r t i c a l l y a d j u s t a b l e h y d ra ul i c s u p p o r t j a c k 4 0 i sa r r a n g e d t o r a i s e t h e t r a i l e r f r a m e p a r t o f f t h e t r a c k t or e l i e v e t h e t r a c k o f t h e w e i g h t o f t r a i l e r f r a m e p a r t 1 8 .Th e s u p p o r t j a c k ma y engage t r a c k be d 3 9 o r t i e s 6 .A n o t h e r v e r t i c a l l y a d j u s t a b l e s u p p o r t j a c k 4 1 i s a rr a n g e d b e t w e e n s w i v e l t r u c k u n d e r c a r r i a g e s 4 f o r r a i si n g main f r a m e p a r t 2 . A s ' shown i n FIGS. 1 a n d 2 , r a i lt e n s i o n i n g a p p a r a t u s i s c e n t e r e d a b o v e g a p 4 4 b e t w e e na d j a c e n t r a i l s e c t i o n e n d s 4 2 , 4 3 , a n d b e f o r e r a i l s e c t i o nend 43 s t e n s i o n e d o r l o n g i t u d i n a l l y s l i d t o reduce gap4 4 , r a i l f a s t e n i n g e l e m e n t s 4 5 a r e l o o s e n e d o r d e t a c h e dt o e n a b l e t h e r a i l s e c t i o n end t o mo v e l o n g i t u d i n a l l y .Th e t w o - p a r t m a c h i n e f r a m e m o u n t i n g t h e w e l d i n gh e a d a n d t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s s u c c e s s i v e l y a n di n d e p e n d e n t l y p o s i t i o n a b l e h a s t h e a d v a n t a g e t h a t t h em a c h i n e ma y b e r e a d i l y a n d q u i c k l y c h a n g e d b e t w e e n

.\ t r a n s i t a n d o p e r a t i n g p o s i t i o n s , a n d t h a t t h e w e l d i n g h e a d a n d t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s ma y b e o p e r a t e di n d e p e n d e n t l y o f e a c h o t h e r , i f d e s i r e d . P r o v i d i n g t h es u p p o r t j a c k s h a s t h e a d v a n t a g e o f t a k i n g t h e w e i g h t o f ft h e r a i l s e c t i o n b e i n g p u l l e d .As e s t shown n FIGS. 4 t o 6 , r a i l t e n s i o n i n g a p p a r at u s 1 6 c o m p r i s e s r i n g - s h a p e d m e c h a n i c a l s t r u c t u r a l u n i t4 9 i n c l u d i n g t he two a i r s 4 7 , 4 8 o f a i l c l a m p i n g meansl o n g i t u d i n a l l y s p a c e d f r o m e a c h o t h e r i n t h e d i r e c t i o no f r a i l 5 a n d h y d r a u l i c c y l i n d e r - p i s t o n a r r a n g e m e n t 4 6 .The a r r a n g e m e n t h a s a r e s p e c t i v e h y d r a u l i c c y l i n d e rp i s t o n d e v i c e w i t h o p e r a t i n g c y l i n d e r 5 0 a rr a n g e d o ne a c h s i d e o f r a i l 5 . P a i r s 4 7 , 4 8 o f r a i l c l a m p i n g j awmeans a r e l o n g i t u d i n a l l y s p a c e d and t h e c y l i n d e r - p i s t o nd e v i c e s a r e t ra n s v e r s e l y spaced t o de?ne a c e n t r a l s p a c ew i t h i n r i n g - s ha p e d m e c h a n i c a l s t r u c t u ra l u n i t 4 9 . Th ec e n t r a l s p a c e , measured i n h o r i z o n t a l p l a n e 6 5 , h a s awidth B and a l e n g t h L a t a m a x i mum l o n g i t u d i n a ls p a c i n g o f t h e p a i r s o f r a i l c l a m p i n g j a w means i n a r a i lc l a m p i n g p o s i t i o n r e s p e c t i v e l y l a r g e r t h a n w i d t h b a n dl e n g t h 1 o f t h e c r o s s s e c t i o n o f t h e m a x i m a l l y a d j u s t e dw e l d i n g h e a d h a l v e s . S u c h a l a r g e r i n g - s h a p e d u n i tp e r m i t s a ? a s h - b u t t w e l d i n g head t o be accommodatedw i t h i n t h e u n i t w i t h o u t e n c o u n t e r i n g a n y o b s t a c l e w h e nt h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s i s i n i t s o p e r a t i n g p o s i t i o na n d a l l o w i n g f r e e movements o f a l l o p e r a t i n g p a r t s o ft h e w e l d i n g head a s w e l l a s t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r at u s .

O p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 e x t e n d i n t h e d i r e c t i o n o f r a i l5 a n d h a v e c o n n e c t i o n s 6 9 , 7 0 f o r ? e x i b l e h y d r a u l i cf l u i d h o s e s 7 2 c o n n e c t i n g t h e o p e r a t i n g c y l i n d e r s t oh y d r a u l i c ? u i d s u p p l y pump means 1 1 f o r commono p e r a t i o n w i t h t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r s o f w e l d i n g h e a d1 5 . P r e f e r a b l y , h y d r a u l i c c y l i n d e r s 5 0 a r e c o n s t r u c t e dt o e x e r t a t e n s i o n i n g f o r c e o f more t h a n 1 2 0 t o n s , f o re x a m p l e a b o u t 1 3 0 t , i n t h e h o r i z o n t a l p l a n e a n d t h ed i r e c t i o n o f t h e r a i l . P r o v i d i n g s u c h h i g h t e n s i l e f o r c e sa t e a c h s i d e o f t h e r a i l e n a b l e s e v e n h e a v y , l o n g r a i ls e c t i o n s t o b e s l i d o r t e n s i o n e d l o n g i t u d i n a l l y , p a r t i c ul a r l y i n c o n j u n c t i o n w i t h t h e o p e r a t i o n o f t h e c l a m p i n ga n d w e l d i n g j a w s o f t h e w e l d i n g h e a d , a n d w i t h o u t t h et i m e -c o n s u m i n g p l a c e m e n t o f r o l l e r b e a r i n g s u n d e rs u c h r a i l s e c t i o n s . T h u s , t h e d e s i r e d g a p between t h e r a i ls e c t i o n e n d s ma y b e r e a d i l y p r o v i d e d t o e n a b l e ? a s hb u t t w e l d i n g t o p r o c e e d p r o p e r l y . I n t h i s m a n n e r , even

5 0

5 5

6 5

8t h e r a i l s o f n e w t r a c k s e c t i o n s p l a c e d on a p l a n e d b a l l a s tbe d w i t h t h e i r t i e s ma y b e welded t o g e t h e r .

I n t h e p r e f e r r e d e m b o d i m e n t h e r e i n d i s c l o s e d , t h ew e l d i n g head w e i g h s a b o u t 2 . 5 t o n s and i t s w i d t h b i nh o r i z o n t a l p l a n e 6 5 i s a b o u t 9 2 . 5 c m w h i l e i t s l e n g t h l i sa b o u t 1 6 2 . 5 c m . When t h e r a i l c l a m p i n g j aw meansengage t h e r a i l w e b , w i d t h B o f t h e c e n t r a l s p a c e d e?ned by s t r u c t u r a l u n i t 4 9 i s a b o u t 1 0 7 cm nd t s l e n g t hL s about 1 7 2 . 5 cm.As s hown i n FIG. 3 , t r a i l e r f r a m e p a r t 1 8 ma y b es u p p o r t e d by two a c k s 4 0 on i e s 6 a t r e s p e c t i v e s i d e s o ft h e t r a i l e r f r a m e p a r t i n a l i f t e d p o s i t i o n a n d , i f d e s i r e d ,a u x i l i a r y h y d r a u l i c j a c k 5 3 ma y s u p p o r t t h e t r a i l e rf r a m e p a r t on t h e b a l l a s t be d i n t h i s p o s i t i o n . T h i s c a u s e su n d e r c a r r i a g e 3 8 t o b e r a i s e d o f f t r a c k 7 and a i l s e c t i o nend 4 3 i s t h u s r e l i e v e d o f t h e w e i g h t o f t h e t r a i l e r f r a m ep a r t . A f t e r r a i l f a s t e n i n g e l e m e n t s 4 5 h a v e b e e n l o o sened o r d e t a c h e d , t h i s r a i l s e c t i o n end may, t h e r e f o r e ,b e l o n g i t u d i n a l l y s l i d t o w a r d s r a i l s e c t i o n end 4 2 t or e d u c e t h e gap t h e r e b e t w e e n and f a c i l i t a t e t h e ?ashb u t t w e l d i n g . I f i t were d e s i r e d t o t e n s i o n r a i l s e c t i o nend 4 2 i n t h e same m a n n e r , u n d e r c a r r i a g e 4 s u p p o r t i n gmain f r a m e p a r t 4 a d j a c e n t w e l d i n g h e a d 1 5 ma y b er a i s e d i n a l i k e manner by o p e r a t i o n o f h y d r a ul i c j a c k4 1 .

R e f e r r i n g n ow t o FIGS. 4 t o 6 , i l l u s t r a t i n g r a i l t e ns i o n i n g a p p a r a t u s 1 6 i n d e t a i l , i t s c l o s e d , r i n g - s h a p e dmechanical s t r u c t u r a l u n i t i s show n t o i n c l u d e two l o ng i t u d i n a l l y s p a c e d p a i r s 4 7 , 4 8 o f r a i l c l a m p i n g j a wm e a n s a n d two t r a n s v e r s e l y s p a c e d h y d r a u l i c c y l i n d e rp i s t o n d e v i c e s 4 6 w i t h o p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 f o r o p e ra t i n g t h e r a i l c l a m p i n g j a w m e a n s . Each d e v i c e conn e c t s r e s p e c t i v e r a i l c l a m p i n g j aw m e a n s o f p a i r s 4 7 , 4 8 .A r e s p e c t i v e h y d r a u l i c c y l i n d e r - p i s t o n d e v i c e 4 6 i sa r r a n g e d on e a c h s i d e o f r a i l s e c t i o n s 4 2 , 4 3 a n d ? a s h ~b u t t w e l d i n g h e a d 1 5 c o m p r i s e s two h a l v e s 5 1 , 5 2 l o n g it u d i n a l l y a d j u s t a b l e w i t h r e s p e c t t o e a c h o t h e r .As shown, t h e m e c h a n i c a l s t r u c t u r a l u n i t i s c omp r i s e d o f two s e c t i o n s 5 4 , 5 5 s u c c e s s i v e l y a r r a n g e d i nt h e d i r e c t i o n o f r a i l 5 a n d e l e c t r i c a l l y i n s u l a t e d frome a c h o t h e r . Each s e c t i o n i s a r r a n g e d s y m m e t r i c a l l yw i t h r e s p e c t t o a l o n g i t u d i n a l p l a n e o f symmetry o f t h eu n i t . Connecting means, such a s b o l t s o r s c r e w s , f a s t e nt h e two s e c t i o n s t o g e t h e r a t each s i d e o f t h e r a i l and t h ec o n n e c t i n g m e a n s i n c l u d e e l e c t r i c a l i n s u l a t i n g l a y e rs 5 6 .Th e e l e c t r i c a l i n s u l a t i o n between t h e l o n g i t u d i n a l l ys p a c e d p a i r s 4 7 , 4 8 o f r a i l c l a m p i n g jaw means a t e a c hs i d e o f r a i l 5 i n t e r r u p t s any f l o w o f e l e c t r i c c u r r e n tb e t w e e n t h e p a i r s o f r a i l c l a m p i n g jaw m e a n s . T h i si n s u l a t i o n e n a b l e s t he r a i l t e n s i o n i n g u n i t t o b e u s e dw i t h a n e l e c t r i c a l l y o p e r a t e d ? a s h - b u t t w e l d i n g h e a dw i t h o u t t h e d a n g e r o f s h o r t c i r c u i t s b e t w e e n t h e p a i r s o fr a i l c l a m p i n g j aw m e a n s , which would i n t e r f e r e w i t ht h e w e l d i n g p r o c e s s .As b e s t shown i n F I G . 3 , e a c h p a i r o f r a i l c l a m p i n gj aw means c o m p r i s e s two e l l c r a n k l e v e r a r r a n g e m e n t s5 9 a r r a n g e d m i r r o r - s y m m e t r i c a l l y w i t h r e s p e c t t o av e r t i c a l p l a n e p a s s i n g t h r o u g h r a i l 5 , e a c h l e v e r a rrangement c o n s i s t i n g o f c l a m p i n g l e v e r arm 6 0 and ac l a m p i n g j a w , t h e p a r t s o f t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u sb e i n g a r r a n g e d s u b s t a n t i a l l y i n h o r i z o n t a l p l a n e 6 5 d e?ned by t h e u p p e r s i d e s o f t h e two t r a c k r a i l s . B e l lcrank l e v e r arrangements a s s u r e a p a r t i c u l a r l y ?rmengagement o f t h e r a i l c l a m p i n g j a w means w i t h t h er a i l s t o a s s u r e a t r o u b l e - f r e e t r a n s m i s s i o n of t h e t e n s i l ef o r c e s a p p l i e d b y o p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 t o t h e c l a m p e dr a i l s e c t i o n . Each p a i r o f r a i l c l a m p i n g j aw means f u rt h e r c o m p r i s e s two d e t a c h a b l e h o l d i n g members 6 2

7/29/2019 welding FBW

9/13

4 , 9 2 9 , 8 1 6s p a n n i n g r a i l 5 r e s p e c t i v e l y t h e r e a b o v e a n d t h e r e b e l o wand a r r a n g e d t o c o n n e c t and t o h o l d t r a n s v e r s e l ya l i g n e d l e v e r a r m s 6 0 t h e r e b e t w e e n , a n d r e s p e c t i v ep l u g - i n b o l t 6 1 p i v o t a l l y c o n n e c t s e a c h l e v e r arm t o t h eh o l d i n g members t e a c h s i d e o f t h e r a i l . A p a c i n g r i n gma y b e welded t o t h e lower h o l d i n g member f o r s u i ta b l y d i s t a n c i n g t h i s h o l d i n g member f r o m t h e l e v e r a r m .Lever arms 6 0 o f p a i r 4 8 o f t h e r a i l c l a m p i n g j aw meansa r e l i n k e d d i r e c t l y t o c y l i n d e r s 5 0 o f c y l i n d e r - p i s t o nd e v i c e s 4 6 , a n d t h e r i n g - s h a p e d s t r u c t u r a l u n i t f u r t h e rc o m p r i s e s i n t e r m e d i a t e t e n s i l e m e m b e r s 5 8 l i n k i n g l e v e rarms 6 0 o f t h e o t h e r p a i r 4 7 o f r a i l c l a m p i n g j aw meanst o t h e p i s t o n s o f t h e c y l i n d e r - p i s t o n d e v i c e s by means o fp i s t o n r o d s 5 7 . Lever arms 6 0 a r e connected t o c y l i nd e r s 5 0 a n d t e n s i l e members 8 , r e s p e c t i v e l y , b y p l u g - i nb o l t s 6 3 , 6 4 . D e t a c h a b l e s p l i n t o r c o t t e r p i n s 6 7 a t t h el o w e r e n d s o f t h e p l u g - i n b o l t s h o l d t h e a s s e m b l y i np o s i t i o n . P l u g - i n b o l t s 6 1 , 6 3 , 6 4 h a v e s h a c k l e s o r e y e s6 6 f o r a t t a c h i n g s u s p e n s i o n m e a n s 3 6 , 3 7 ( s h o w n i nb r o k e n l i n e s i n F I G . 4 ) t o r i n g - s h a p e d r a i l t e n s i o n i n gu n i t 4 9 . I n t h i s manner, t h e u n i t may be s t o r e d on am a c h i n e when t i s moved b e t w e e n o p e r a t i n g s i t e s .I n t h i s s t r u c t u r e , e l e c t r i c a l i n s u l a t i o n 5 6 a t each s i d eo f r a i l 5 i s a r r a n g e d between two c o a x i a l screwedt o g e t h e r c o l l a r s o f i n t e r m e d i a t e t e n s i l e member 5 8 t oi n t e r r u p t t h e f l o w o f l e c t r i c a l c u r r e n t b e t w e e n p a i r s 4 7 ,4 8 o f t h e r a i l clamping j a w m e a n s . T h i s s t r u c t u r e h a s t h ea d v a n t a g e t h a t t h e t e n s i l e f o r c e s a r e t r a n s m i t t e d w i t ho u t p r o b l e m s t h r o u g h e l e c t r i c a l l y i n s u l a t e d s c r e w conn e c t i o n s which e x t e n d p e r p e n d i c u l a r l y t o t r a n s v e r s e l ye x t e n d i n g e l e c t r i c a l i n s u l a t i n g l a y e r s 5 6 .

F l e x i b l e h y d r a u l i c f l u i d h o s e s 7 1 , 7 2 c o n n e c t i n l e t sa n d o u t l e t s 6 9 , 7 0 i n c y l i n d e r s 5 0 t o h y d r a u l i c f l u i ds u p p l y pump m e a n s 1 1 o p e r a t i n g t h e r a i l c l a m p i n g jawm e a n s . Th e ? e x i b l e c o n n e c t i n g h o s e s e n a b l e r a i l t e ns i o n i n g a p p a r a tu s 1 6 t o b e moved f r e e l y u n d e r t h e r e l at i v e l y l o n g b r i d g e - l i k e f r a m e 1 9 o f m a c h i n e 1 w h i l ea s s u ri n g t h e c o n n e c t i o n o f o p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 t ot h e i r ? u i d s u p p l y i n a l l p o s i t i o n s o f t h e a p p a r a t u s . S i n c et h e common y d r a u l i c ?uid s u p p l y pump mean s s conn e c t e d t o w e l d i n g c o n t r o l 1 4 , t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r s o fw e l d i n g h e a d 1 5 a n d o p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 o f r a i l t e ns i o n i n g a p p a r a t u s 1 6 ma y b e s y n c h r o n i z e d s o t h a t t h ew e l d i n g h e a d a n d t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s f u n c t i o na s an o p e r a t i n g u n i t f o r t e n s i o n i n g t h e r a i l under a u n iform p r e s s u r e .Th e d i s t a n c e b e t w e e n p l u g - i n b o l t s 6 3 a n d 6 4 a l o n gt e n s i o n i n g o r p u l l i n g a x i s 6 8 i s a b o u t 1 . 5 m n t h e i l l u st r a t e d embodiment a n d t h e s t r o k e o f o p e r a t i n g c y l i nd e r s 50 i s about 30 c m. Th e d i s t a n c e of 1 . 5 m t a h a l fe x t e n d e d p o s i t i o n o f p i s t o n r o d s 5 7 e n a b l e s a p p a r a t u s 1 6t o encompass welding head 1 5 w i t h o u t o b s t r u c t i o n o rc o n t a c t t he r e w i t h , t he d i s t a n c e between a x e s 6 8 o f p i st o n - c y l u n d e r d e v i c e s 46 b e i n g a b o u t 1 . 4 1 1 1 w he n t h ec l a m p i n g jaw m e a n s a r e i n c l a m p i n g e n g a g e m e n t w i t ht h e r a i l web.Each w e l d i n g h e a d h a l f 5 1 , 5 2 h a s a p a i r 7 3 , 7 4 o fc l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s , a n d h y d r a u l i c c l a m p i n gc y l i n d e r 7 5 i s c o n n e c t e d t o e a c h p a i r f o r p r e s si n g t h ej a w s a g a i n s t t h e r a i l w e b . Two h y d r a u l i c c y l i n d e r s 7 6e x t e n d i n g i n t h e d i r e c t i o n o f t h e r a i l c o n n e c t t h e twow e l d i n g h e a d h a l v e s f o r moving t o w a r d s a n d awayf r o m e a c h o t h e r . Th e p a i r s o f c l a m p i n g a n d w e l d i n gjaws a r e moved i n common w i t h t h e w e l d i n g headh a l v e s ( o r on e h a l f i n r e l a t i o n t o t h e o t h e r ) w h i l e t h ej a w s a r e i n c l a m p i n g e n g a g e m e n t w i t h t h e r e s p e c t i v er a i l s e c t i o n s 4 2 , 4 3 . C o n t r o l p a n e l 7 7 i s mounted onw e l d i n g h e a d 1 5 t o o p e r a t e t h e w e l d i n g h e a d . W e l d i n g

20

25

3 5

45

5 5

6 0

6 5

1 0h e a d h a l f 5 1 c o n n e c t e d t o h y d r a u l i c c y l i n d e r s 7 6 i n c o rp o r a t e s h y d r a u l i c s h e a ri n g d e v i c e 7 8 f o r r e m o v i n g t h ew e l d i n g s e a m a f t e r t h e j o i n t h a s b e e n c o m p l e t e d .F I G . 6 i l l u s t r a t e s t h e c l a m p i n g e n g a g e m e n t o f p a i r s4 7 , 4 8 o f a i l c l a m p i n g jaw m e a n s w i t h t h e r a i l w e b . Th ei n t e r c o n n e c t i n g h o l d i n g members 6 2 a b o v e a n d belowr a i l 5 make t p o s s i b l e t o t r a n s f e r c o n s i d e r a b l e c l a m p i n gf o r c e s f r o m t h e t r a n s v e r s e l y o p p o s i t e c l a m p i n g l e v e rarms 6 0 t o t h e r a i l . Th e clamping jaws a r e welded t o t h el e v e r arms o r a r e i n t e g r a l t h e r e w i t h a n d , a s i n d i c a t e d i nb r o k e n l i n e s i n F I G . 5 , i n t e r m e d i a t e r a i l web e n g a g i n ge l e m e n t s ma y be mounted on t h e c l a m p i n g jaws t op r o v i d e i m p r o v e d c l a m p i n g a n d / r i n s u l a t i o n . Th et r a n s m i s s i o n o f t h e c l a m p i n g f o r c e s t o t h e c l a m p i n g a n dw e l d i n g j a w s o f t h e w e l d i n g h e a d f r o m h y d r a u l i c c y l i nd e r s 7 5 i s e f f e c t e d by a l e v e r s y s t e m ( n o t i l l u s t r a t e d b u tf u l l y d i s c l o s e d i n t h e ? a s h - b u t t w e l d i n g h e a d s o f t h ep r i o r a r t d i s c u s s e d h e r e i n a b o v e ) .Th e s c h e m a t i c d r a w i n g o f F I G . 7 s h o w s p a i r s 7 3 , 7 4o f t h e c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s o f w e l d i n g h e a d 1 5 a sw e l l a s p a i r 4 7 , 4 8 o f t h e r a i l c l a m p i n g j a w means o f r a i lt e n s i o n i n g a p p a r a t u s 1 6 e n g a g e d w i t h t h e r a i l webs o fr a i l s e c t i o n s 4 2 a n d 4 3 . Th e c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w ss e r v e s i m u l t a n e o u s l y a s r a i l clamping e l e m e n t s a nd a sw e l d i n g e l e c t r o d e s t h r o u g h which t h e e l e c t r i c c u r r e n t?ows t h r o u g h c o n d u c t o r s 2 7 ( F I G . 1 ) a n d 7 9 i n t o t h er a i l s e c t i o n e n d s a d j a c e n t gap 4 4 .Th e c i r c u i t d i a g r a m o f FIG. 8 shows h y d r a u l i c ? u i ds u p p l y l i n e s 7 1 , 7 2 c o n n e c t e d r e s p e c t i v e l y t o o p e r a t i n gc y l i n d e r s 5 0 a n d h y d r a u l i c c y l i n d e r s 7 6 a n d c o n n e c t i n gt h e c y l i n d e r s t o h y d r a u l i c ?uid c o n t r o l means 8 1 c omp r i s i n g 4 / 3 - w a y v a l v e 8 0 . F u r t h e r u n i d i r e c t i o n a l h yd r a u l i c l i n e 8 2 i n c o r p o r a t i n g a check v a l v e l e a d s fromv a l v e 8 0 t o an i n l e t o f p r o p o r t i o n a l h y d r au l i c ?ow cont r o l v a l v e 8 3 a n d h y d r a u l i c ? u i d l i n e 8 5 l e a d s f r o m t h eo u t l e t t h e r e o f . C o n t r o l b l o c k 8 1 f u r t h e r c o m p r i s e s 4 / 2wa y v a l v e 8 4 c o n n e c t e d t o f u r t h e r h y d r a u l i c ? u i d l i n e8 6 i n t e r c o n n e c t i n g t h e i n l e t a n d o u t l e t o f v a l v e 8 3 , a n dt w o - s t a g e p r e s s u r e c o n t r o l v a l v e 8 7 connected t o v a l v e8 4 . H y d r a u l i c ? u i d s u p p l y l i n e 2 8 ( s e e F I G . 1 ) a n d l i n e8 8 c o n n e c t v a l v e 8 7 t o h y d r a u l i c ? u i d s u p p l y pumpsmeans 1 1 . Valves 8 0 , 8 3 , 8 4 and 8 7 o f c o n t r o l b l o c k 8 1a r e e l e c t r i c a l l y connected t o c o n t r o l p a n e l 77 on weldi n g head 1 5 by c o n d u c t o r s 8 9 s o t h a t t h e y ma y b e a c t ua t e d from t h e c o n t r o l p a n e l . Th e c o n t r o l p a n e l i s a l s oc o n n e c t e d b y h y d r a u l i c ? u i d s u p p l y l i n e 9 0 t o t h e h yd r a u l i c ? u i d s u p p l y pump means f o r o p e r a t i n g c l a m p i n gc y l i n d e r s 7 5 . Th e h y d r a u l i c ?ow c o n t r o l v a l v e i s a rr a n g e d t o c h a n g e t h e ?ow o f t h e h y d r a u l i c ? u i d p a s s i n gt h r o u g h o p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 a n d c l a m p i n g c y l i n d e r s7 5 , a n d t h e e l e c t r i c a l l i n e c o n n e c t i n g t h i s v a l v e t o t h ew e l d i n g c o n t r o l t r a n s m i t s a n a n a l o g e l e c t r i c a l c o n t r o ls i g n a l o f a r e s p e c t i v e w e l d i n g program f o r c h a n g i n g t h eo p e r a t i n g s p e e d o f t h e c y l i n d e r s i n r e s p o n s e t o t h e cont r o l s i g n a l . Such a c o n t r o l e n a b l e s t h e c y l i n d e r s t o b ec o n t r o l l a b l y o p e r a t e d u n d e r a u n i f o r m p r e s s u r e . Th er e c i p r o c a t i o n o f t h e p i s t o n s i n t h e c y l i n d e r s c a n b e cont r o l l e d by t h e h y d r a u l i c ? u i d ?ow c o n t r o l v a l v e t oo b t a i n t h e d e s i r e d s p e e d , t h e a n a l o g s i g n a l c o n t r o l l i n gt h e f l u i d ?ow. Th e s p e e d o f l l f o u r c y l i n d e r s i s p r o p o rt i o n a l t o t h e volume o f t h e ? u i d ?ow, p r o d u c i n g a u n if o r m a n d e q u a l r ec i p r o c a t i n g p a t h f o r a l l c y l i n d e r s .Th e a b o v e - d e s c r i b e d m o b i l e ? a s h - b u t t w e l d i n g m ac h i n e o p e r a t e s i n t h e f o l l o w i n g m a n n e r :As soon a s machine 1 h a s reached gap 4 4 , r o d s 3 6 , 3 7a s w e l l a s t h e r o d s a t t a c h i n g welding head 1 5 t o t h emachine frame a r e detached s o t h a t r a i l t e n s i o n i n g appar a t u s 16 a s w e l l a s t h e welding head a r e f r e e t o be l o n g i

7/29/2019 welding FBW

10/13

4 , 9 2 9 , 8 1 61 1t u d i n a l l y , t r a n s v e r s e l y a n d v e r t i c a l l y a d j u s t e d . C a b l ed r i v e 3 2 i s o p e r a t e d t o a d j u s t t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r at u s t o g e t h e r w i t h d r i v e s 3 1 a n d 3 4 t r a n s v e r s e l y u n t i l t h ea p p a r a t u s i s s y m m e t r i c a l l y c e n t e r e d o v e r r a i l s e c t i o n s4 2 , 4 3 . W h i l e t h e a p p a r a t u s i s s t i l l s u s p e n d e d , s p l i n t p i n s6 7 a nd lower h o l d i n g members 62 a r e removed t o ena b l e t h e a p p a r a t u s t o b e lowered i n t o engagement w i t ht h e r a i l s e c t i o n s by o p e r a t i o n o f d r i v e 3 4 , w i t h o u t e rp l u g - i n b o l t s 6 1 b e i n g p o s i t i o n e d i n a r e s p e c t i v e c r i bb e t w e e n a d j a c e n t t i e s 6 . The l o w e r h o l d i n g membersa r e t h e r e u p o n r e - a t t a c h e d by means o f s p l i n t p i n s 6 7 s ot h a t a p p a r a t u s 1 6 a s s u m e s t h e p o s i t i o n s hown i n FIG. 6 .R a i l f a s t e n i n g e l e m e n t s 4 5 a r e l o o s e n e d o r detachedfrom r a i l s e c t i o n 43 t o e n a b l e t h i s r a i l s e c t i o n t o bet e n s i o n e d o r l o n g i t u d i n a l l y s l i d .

I f gap 44 between t h e t wo r a i l s e c t i o n e n d s wherebetween a n e l e c t r i c ? a s h - b u t t j o i n t i s t o be p r o v i d e d i sq u i t e l a r g e , i . e . o f t h e o r d e r o f more t h a n 5 c m , r a i lt e n s i o n i n g a p p a r a t u s 1 6 ma y ? r s t b e u s e d f o r l o n g i t u d in a l l y s l i d i n g r a i l s e c t i o n e n d 4 3 t o w a r d s r a i l s e c t i o n e n d4 2 b e f o r e w e l d i n g head 1 5 i s u t i l i z e d . For t h i s p u r p o s e ,t h e s u c c e s s i v e r a i l s e c t i o n e n d s a h e a d and b e h i n d t h ej o i n t a r e c l a m p e d b y t h e two p a i r s 4 7 , 4 8 o f r a i l c l a m pi n g jaw means e n g a g i n g t h e r a i l s e c t i o n e n d s immedia t e l y a h e a d o f , a n d b e h i n d , t h e w e l d i n g j o i n t . R a i l s e ct i o n end 4 3 i s t h e n t e n s i o n e d o r l o n g i t u d i n a l l y s l i d byo p e r a t i n g h y d r a u l i c c y l i n d e r - p i s t o n a r r a n g e m e n t s 4 6e x t e n d i n g i n t h e d i r e c t i o n o f a i l 5 a n d c o m p r i s i n g o p e ra t i n g c y l i n d e r s 5 0 c o n n e c t i n g t h e p a i r s o f c l a m p i n g j a wm e a n s f o r o p e r a t i o n t h e r e o f . At ? r s t , o p e r a t i n g c y l i nd e r s 50 a r e a c t u a t e d s o t h a t p i s t o n r o d s a r e maximallye x t e n d e d o u t o f t h e c y l i n d e r s . T h i s i n c r e a s e s t h e d i st a n c e b e t w e e n p a i r s 4 7 , 4 8 o f t h e r a i l c l a m p i n g jawm e a n s t o a max imum. Th e t wo operating c y l i n d e r s a r et h e n a c t u a t ed t o move i n t h e o p p o s i t e d i r e c t i o n , whic hc a u s e s c l a m p i n g l e v e r arms 6 0 t o b e p i v o t e d i n t o clampi n g engagement with t h e r a i l web. As soon a s t h i s s m a l lp i v o t i n g m o t i o n h a s b e e n c o m p l e t e d , f u r t h e r r e t ra c t i o no f p i s t o n r o d s 5 7 i n t o o p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 c a u s e sclamped r a i l s e c t i o n e n d 4 3 t o b e p u l l e d t o w a r d sclamped r a i l s e c t i o n end 4 2 s i n c e t h e f o r m e r h a s b e e nd e t a c h e d from t h e t i e s and r e l i e v e d from t h e w e i g h t o ft r a i l e r f r a m e p a r t 1 8 by t h e o p e r a t i o n o f j a c k 4 0 l i f t i n gu n d e r c a r r i a g e 3 8 o f t r a c k 7 . I f gap 44 i s s t i l l t o o l a r g e ,t h i s p r o c e d u r e ma y b e r e p e a t e d by movement i n t h ed i r e c t i o n o f a r r o w s 9 1 ( F I G . 5 ) u n t i l t h e gap h a s t h ed e s i r e d s i z e . I f d e s i r e d , r a i l s e c t i o n end 4 3 ma y b e h e l ds t a t i o n a r y and r a i l s e c t i o n end 4 2 ma y b e t e n s i o n e d i nt h e a b o v e - i n d i c a t e d manner i n t h e d i r e c t i o n of arrows9 2 (shown n b r o k e n l i n e s i n FIG. 5 ) w h i l e i t i s d e t a c h e dfrom t h e t i e s and r e l i e v e d o f t h e weight o f main mac h i n e f r a m e p a r t 2 b y r a i s i n g j a c k 4 1 . I t i s a l s o p o s s i b l et o m o v e both r a i l s e c t i o n ends towards eac h o t h e r i nt h i s way.Even w h i l e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s 1 6 i s t h u s o p e ra t e d , w e l d i n g h e a d 1 5 may e p l a c e d w i t h i n r i n g - s h a p e dm e c h a n i c a l s t r u c t u r a l u n i t 4 9 o f t h e a p p a r a t u s by o p e r at i o n o f d r i v e s 22 and 2 3 and ma y be lowered o n t o r a i ls e c t i o n e n d s 4 2 , 4 3 i n t h e manner show n i n FIG. 2 .C l a m p i n g c y l i n d e r s 7 5 a r e t h e n o p e r a t e d t o e n g a g e p a i r s7 3 , 7 4 o f t h e c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s w i t h t h e r a i lw e b s . I f t h e w e l d i n g h e a d a n d t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p ar a t u s a r e t o b e u s e d t o g e t h e r f o r r e d u c i n g t h e gap b et w e e n t h e r a i l s e c t i o n e n d s , h y d r a u l i c c y l i n d e r s 7 6 o f t h ewelding head a r e o p e r a t e d a t t h e same t i m e a s o p e r a t i n gc y l i n d e r s 5 0 o f t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s f o r m o v i n gt h e w e l d i n g h e a d h a l v e s t o w a r d s e a c h o t h e r s i m u l t an e o u s l y w i t h t h e r a i l t e n s i o n i n g e f f e c t e d b y a p p a r a t u s

1 5

20

2 5

3 0

3 5

4 5

5 5

6 0

6 5

1 21 6 . On t h e o t h e r h a n d , i f d e s i r e d , o n l y w e l d i n g h e a dc y l i n d e r s 7 6 ma y b e o p e r a t e d i f g a p 4 4 i s s m a l l enoughf o r p r o v i d i n g t h e ? a s h - b u t t w e l d i n g j o i n t .

I n t h i s m e t h o d , t h e w e l d i n g h e a d o p e r a t i o n a n d t h er a i l t e n s i o n i n g a r e a d v a n t a g e o u s l y c o o r d i n a t e d a t e a c hweld j o i n t and can be e f f e c t u a t e d s i m u l t a n e o u s l y o r i nany d e s i r e d s e q u e n c e . I n t h i s manner, t h e t e n s i l e f o r c eo f t h e r e c i p r o c a b l e w e l d i n g h e a d h a l v e s ma y b e r e i nf o r c e d f o r o p e r a t i o n on l o n g a n d heavy r a i l s w i t h o u te x p e n s i v e s t r u c t u r a l c h a n g e s i n t h e w e l d i n g h e a d . A l lt h a t i s r e q u i r e d i s t o l o o s e n o r d e t a c h t h e r a i l f a s t e n i n ge l e m e n t s t o make t e n s i o n i n g o r l o n g i t u d i n a l s l i d i n g o f ah e a v y r a i l p o s s i b l e w i t h o u t t h e n e e d f o r r o l l e r s u p p o r t so f t h e r a i l . Th e method ma y a l s o be u s e d t o p r e p a r e ar a i l j o i n t f o r w e l d i n g i f t h e g a p b e t w e e n t h e a d j a c e n tr a i l s e c t i o n e n d s i s t o o l a r g e f o r ? a s h - b u t t w e l d i n g , f o re x a m p l e , where t h e r m i t e welded r a i l s e c t i o n s a r e c u to u t t o b e r e p l a c e d by ? a s h - b u t t w e l d e d j o i n t s . F u r t h e rm o r e , t h e a d d i t i o n a l r a i l t e n s i o n i n g i s v e r y u s e f u l i n t h ef i n a l c o m p r e s s i o n w e l d i n g s t a g e when t h e two a d j a c e n tr a i l s e c t i o n e n d s m u s t b e p r e s s e d t o g e t h e r w i t h c o n s i de r a b l e f o r c e t o o b t a i n t h e d e s i r e d j o i n t . T h i s p r o d u c e s ah i g h - q u a l i t y ? a s h - b u t t w e l d i n g j o i n t i n a n e c o n o m i c a n dr a p i d o p e r a t i n g s t a g e e v e n i f t h e i n v o l v e d r a i l s e c t i o n sa r e v e r y l o n g and h e a v y .Th e o p e r a t i o n o f t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r s o f t h e w e l di n g h e a d a n d r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s a t a d e s i r e d s p e e di s c o n t r o l l e d by h y d r a u l i c f l o w c o n t r o l v a l v e 8 3 o f t h ew e l d i n g c o n t r o l . T h i s g e n e r a t e s a n a n a l o g e l e c t r i c a lc o n t r o l s i g n a l t o p r o d u c e t h e d e s i r e d h y d r a u l i c f l u i d?ow t o c y l i n d e r s 5 0 a n d 7 6 , t h e s p e e d o f d i s p l a c e m e n to f t h e c y l i n d e r s b e i n g p r o p o r t i o n a l t o t h e volume o f t h eh y d r a u l i c ? u i d f l o w . I f v e r y h i g h t e n s i l e f o r c e s a r er e q u i r e d f o r l o n g i t u d i n a l l y s l i d i n g p a r t i c u l a r l y l o n g r a i ls e c t i o n s , a p l u r a l i t y o f o p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 ma y b ec o n n e c t e d i n p a r a l l e l t o h y d r a u l i c c y l i n d e r s 7 6 o f w e l di n g head 1 5 t o t r a n s m i t t e n s i l e f o r c e t o t h e r a i l s e c t i o nt h r o u g h a d d i t i o n a l p a i r s o f r a i l c l a m p i n g j aw m e a n s .Th e p a i r s 4 7 , 4 8 o f r a i l c l a m p i n g j a w means a n d t h ep a i r s 7 3 , 7 4 o f c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s w i t h t h e i rh y d r a u l i c c y l i n d e r s 5 0 , 7 6 f o r m a c o m p a c t o p e r a t i n gu n i t i n which l l t h e c y l i n d e r s a re d i s p l a c e d a t t h e sames p e e d . I t s u f f i c e s , t h e r e f o r e , t o p r o d u c e t h e t o t a l o f t h er e q u i r e d h y d r a u l i c ? u i d ?ow by means o f v a l v e 8 3 . Th er e s u l t a n t f o r c e s a r e d i s t r i b u t e d t o c y l i n d e r s 5 0 , 76 a cc o r d i n g t o t h e e f f e c t i v e o p e r a t i n g f a c e s o f t h e i r p i s t o n s .As soon a s t h e gap between t h e a d j a c e n t r a i l s e c t i o ne n d s h a s b e e n r e d u c e d t o t h e r e q u i r e d d i m e n s i o n , t h ew e l d i n g i s i n i t i a t e d a n d p r o c e e d s a u t o m a t i c a l l y i n r es p o n s e t o c o n t r o l 1 4 , which s programmed t o mo v e t h etwo a d j a c e n t r a i l s e c t i o n e n d s t o g e t h e r and a p a r t a cc o r d i n g t o t h e h y d r a u l i c ? u i d ?ow n t i l t h e r a i l s e c t i o ne n d s h a v e b e e n h e a t e d t o t h e r e q u i r e d m e l t i n g t e m p e r at u r e , t h e c o m p l e x o p e r a t i o n o f t h e w e l d i n g h e a d b e i n gi n no wa y h i n d e r e d by t h e o p e r a t i o n o f t h e encompassi n g r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t us . At t h e e n d o f t h e w e l d i n gs t a g e w h e n t h e two h e a t e d r a i l s e c t i o n e n d s a r e p r e s s e dt o g e t h e r w i t h a c o m p r e s s i o n i m p a c t , h y d r a u l i c ? u i dp r e s s u r e c o n t r o l v a l v e 87 i s connected t o i n c r e a s e t h ep r e s s u r e . T h i s produces a weld seam which i s immedia t e l y a n d a u t o m a t i c a l l y s h e a r e d o f f by d e v i c e 7 8 on t h ew e l d i n g h e a d . A f t e r t h e ? a s h - b u t t w e l d i n g j o i n t h a sb e e n c o m p l e t e d , w e l d i n g h e a d 1 5 i s r a i s e d b y o p e r a t i o no f d r i v e 2 5 , d e t a c h a b l e l o w e r h o l d i n g members 6 2 o fr a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s 1 6 a r e r e m o v e d , c a b l e s u s p e ns i o n 3 5 i s a t t a c h e d t o e y e s 6 6 o f p l u g - i n b o l t s 6 3 , 6 4 o ft h e a p p a r a t u s , and t h e a p p a r a t u s i s r a i s e d o f f t h e r a i l .A f t e r w a r d s , t h e l o w e r h o l d i n g members a r e mounted

7/29/2019 welding FBW

11/13

4 , 9 2 9 , 8 1 61 3o n t h e b o l t s a g a i n a n d r e t a i n e d t h e r e o n b y i n s e r t i n gs p l i n t p i n s 6 7 . A f t e r j a c k 4 0 i s r e t r a c t e d , t h e m a c h i n e i sr e a d y f o r movement t o n e x t gap 44 f o r a n o t h e r w e l d i n go p e r a t i o n .

1 4What i s c l a i m e d i s :1 . A o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g machine f o rw e l d i n g t o g e t h e r a d j a c e n t e n d s o f s u c c e s s i v e r a i l s e ct i o n s o f a r a i l o f a t r a c k c o n s i s t i n g o f t wo r a i l s f a s t e n e dAs h a s b e e n m e n t i o n e d b e f o r e , i t i s a l s o p o s s i b l e , i f 5 t o s u c c e s s i v e t i e s , which c o m p r i s e sd e s i r e d , t o p r o d u c e t h e s m a l l r e c i p r o c a t i o n s o f t h e r a i ls e c t i o n e n d s d u r i n g t h e w e l d i n g s t a g e o n l y b y o p e r a t i o n

o f h y d r a u l i c c y l i n d e r s 7 6 o f t h e w e l d i n g h e a d , i n w h i c hc a s e c y l i n d e r s 5 0 o f t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p a r a t u s a r eo p e r a t e d o n l y d u r i n g t h e ? n a l c o m p r e s s i o n i m p a c tw e l d i n g s t a g e , w h i c h r e q u i r e s p a r t i c u l a r l y s t r o n g t e ns i l e f o r c e s .As s o b v i o u s f r o m t h e a b o v e d e s c r i p t i o n , t h e m o b i l ew e l d i n g machine ma y b e a d v a n t a g e o u s l y u s e d i n a v a r ie t y o f d i f f e r e n t w e l d i n g p r o c e d u r e s . V a r i o u s t y p e s o fm o b i l e ? a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e s ma y b e u s e d i nt h e s e p r o c e d u r e s a s l o n g a s t h e w e l d i n g h e a d i s t r a n sv e r s e l y a n d v e r t i c a l l y a d j u s t a b l e a n d h a s two h a l v e sw h i c h may b e r e c i p r o c a t e d b y h y d r a u l i c c y l i n d e r s i nt h e d i r e c t i o n o f t h e r a i l a n d e a c h w e l d i n g h e a d h a l fc a r r i e s a p a i r o f c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s o p e r a b l e b ya hydraulic cylinder. .I n t h e m o s t i m p o r t a n t W e l d i n g p r o c e d u re a c c o r d i n gt o t h e p r e s e n t i n v e n t i o n , w e l d i n g h e a d 1 5 i s p l a c e d o v e rg a p 4 4 b e t w e e n a d j a c e n t r a i l s e c t i o n e n d s , t h e e l e c t r ic a l l y a n d h y d r a u l i c a l l y o p e r a t e d p a i r s 7 3 , 7 4 o f c l a m pi n g a n d w e l d i n g j a w s a r e a c t u a t e d by c o n t r o l 1 4 t or e c i p r o c a t e and h e a t t h e a d j a c e n t r a i l s e c t i o n e n d s a cc o r d i n g t o a p r e d e t e r m i n e d w e l d i n g p r o g r a m , and a r et h e n welded t o g e t h e r i n a ? n a l c o m p r e s s i o n s t a g e u n d e rv e r y h i g h p r e s s u r e . Th e p r o j e c t i n g weld seam i s t h e ns h e a r e d o f f b y a g a i n e n g a g i n g p a i r 7 4 o f c l a m p i n g a n dw e l d i n g j a w s o f w e l d i n g h e a d h a l f 5 2 w i t h r a i l s e c t i o ne n d 4 3 and removing t h e weld seam w i t h s h e a r i n g d ev i c e 7 8 on w e l d i n g head h a l f 5 1 . According t o t h emethod o f t h e i n v e n t i o n , r a i l s e c t i o n e n d s 4 2 , 4 3 a r ea d d i t i o n a l l y c l a m p e d b y p a i r s 4 7 , 4 8 o f r a i l c l a m p i n gj a w mean s a nd a t l e a s t on e o f t h e r a i l s e c t i o n s i s a l s ot e n s i o n e d by a c t u a t i o n o f o p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 t or e d u c e g a p 4 4 between t h e a d j a c e n t r a i l s e c t i o n e n d sb e f o r e w e l d i n g i s i n i t i a t e d a n d / o r d u r i n g t h e f i n a l c omp r e s s i o n i m p a c t w e l d i n g s t a g e i n a c c o r d a n c e w i t h t h ew e l d i n g p r o g r am . P r e f e r a b l y , o p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0a n d h y d r a u l i c c y l i n d e r s 7 6 a r e c o n n e c t e d i n p a r a l l e l t oa common h y d r a u l i c ?uid s u p p l y pump mean s 1 1 f o ro p e r a t i o n b y c o n t r o l 7 7 , h y d r a u l i c f l u i d f l o w c o n t r o lv a l v e 8 3 i n t h e common h y d r a u l i c c i r c u i t a s s u r i n g t h a tt h e c y l i n d e r s o p e r a t e a t t h e same d i s p l a c e m e n t s p e e d .

I n a n o t h e r a d v a n t a g e o u s m e t h o d , t h e p a i r s 4 7 , 4 8 o fr a i l clamping j aw means a r e ? r s t c e n t e r e d ahead andb e h i n d g a p 4 4 , a n d o p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 a r e a c t u a t e dt o c l a m p r a i l s e c t i o n e n d s 4 2 , 4 3 . Welding h e a d 1 5 i st h e n p l a c e d b e t w e e n p a i r s 4 7 , 4 8 o f r a i l c l a m p i n g jawmeans and o p e r a t i n g c y l i n d e r s 7 5 a r e a c t u a t e d t o clampt h e r a i l s e c t i o n e n d s b e t w e e n p a i r s 7 3 , 7 4 o f t h e c l a m pi n g a n d w e l d i n g j a w s o f t h e w e l d i n g h e a d . Even b e f o r et h e w e l d i n g head i s p l a c e d on t h e r a i l o r b e f o r e t h ec l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s a r e e n g a g e d t h e r e w i t h ,o p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 a r e a c t u a t e d f u r t h e r t o p u l l on eo f t h e r a i l s e c t i o n e n d s t o w a r d s t h e o t h e r r a i l s e c t i o ne n d , whereupon t h e w e l d i n g p r o c e s s p r o p e r i s i n i t i a t e db y w e l d i n g c o n t r o l 1 4 w i t h t h e a c t u a t i o n o f c y l i n d e r s5 0 , 7 5 , 7 6 . O p e r a t i n g c y l i n d e r s 5 0 a r e a c t u a t e d a t l e a s td u r i n g t h e f i n a l c o m p r e s s i o n s t a g e o f t h e w e l d i n g p r oc e s s , i n c o n j u n c t i o n w i t h h y d r a u l i c c y l i n d e r s 7 6 conn e c t e d i n p a r a l l e l t h e r e t o . T h i s a s s u r e s a j o i n t and u n if o r m r a i l t e n s i o n i n g b y t h e w e l d i n g h e a d a n d t h e r a i lt e n s i o n i n g a p p a r a t u s .

5

2 5

3 5

4 5

60

6 5

( a ) a machine f r a m e ,( b ) u n d e r c a r r i a g e s s u p p o r t i n g t h e m a c h i n e f r a m e o nt h e t r a c k f o r m o b i l i t y t h e r e a l o n g i n a n o p e r a t i n gd i r e c t i o n ,( c ) a d r i v e f o r p r o p e l l i n g t he m a c h i n e f r a m e a l o n g t h et r a c k , a n d t h e m a c h i n e f r a m e c a r r y i n g( d ) a h y d r a u l i c ? u i d s u p p l y pump m e a n s ,( e ) an e l e c t r i c c u r r e n t g e n e r a t o r ,

( f ) motor means f o r o p e r a t i n g t he pump means andt h e g e n e r a t o r ,( g ) a l o n g i t u d i n a l l y , t r a n s v e r s e l y a n d v e r t i c a l l y a dj u s t a b l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g h e a d f o r s e l e ct i v e l y w e l d i n g t o g e t h e r t h e a d j a c e n t r a i l s e c t i o ne n d s o f a r e s p e c t i v e on e o f t h e t r a c k r a i l s , t h e weldi n g h e a d c o m p r i s i n g( 1 ) two w e l d i n g h e a d h a l v e s movable t o w a r d s a n d

aw ay from each o t h e r i n a d i r e c t i o n o f t h e r a i l ,( 2 ) h y d r a u l i c c y l i n d e r s f o r m o v i n g t h e t w o w e l d i n gh e a d h a l v e s i n s a i d d i r e c t i o n ,( 3 ) a p a i r o f c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s on e a c hw e l d i n g h e a d h a l f , a n d( 4 ) a h y d r a u l i c c l a m p i n g c y l i n d e r c o n n e c t i n g t hej a w s o f e a c h p a i r ,

( h ) a w e l d i n g c o n t r o l c o n n e c t i n g t h e pump means a n dg e n e r a t o r t o t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r s a n d j a w s r es p e c t i v e l y f o r h y d r a u l i c a l l y a n d e l e c t r i c a l l y o p e ra t i n g t h e c l a m p i n g a n d w e l d i n g j a w s , a n d( i ) a n a p p a r a t u s f o r t e n s i o n i n g o r l o n g i t u d i n a l l y s l i d

i n g t h e r a i l , t h e a p p a r a t u s b e i n g a s s o c i a t e d w i t h t h ew e l d i n g h e a d f o r e n c o m p a s s i n g t he w e l d i n g h e a di n a h o r i z o n t a l p l a n e p a s s i n g t h r o u g h t h e r a i l a n dcomprising( 1 ) two p a i r s o f a i l c l a m p i n g jaw means f o r e n g a g

i n g t h e r a i l s e c t i o n e n d s i m m e d i a t e l y a h e a d o f ,a n d b e h i n d , t h e w e l d i n g h e a d , a n d( 2 ) a h y d r a u l i c c y l i n d e r - p i s t o n a r r a n g e m e n t e xt e n d i n g i n t h e d i r e c t i o n o f t h e r a i l a n d c o m p r i si n g r e s p e c t i v e o p e r a t i n g c y l i n d e r s c o n n e c t i n gt h e p a i r s o f r a i l c l a m p i n g j a w means f o r o p e r at i o n t h e r e o f .

2 . Th e m o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g machine o fc l a i m 1 , w h e r e i n t h e w e l d i n g h e a d f u r t h e r c o m p r i s e s ah y d r a u l i c a l l y o p e r a b l e w e l d i n g s e a m s h e a r i n g d e v i c e .3 . Th e m o b i l e e l e c t r i c f l a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e o fc l a i m 1 , w h e r e i n t h e a p p a r a t u s c o m p r i s e s a r i n g - s h ap e dm e c h a n i c a l s t r u c t u r a l u n i t i n c l u d i n g t h e two p a i r s o fr a i l c l a m p i n g jaw m e a n s l o n g i t u d i n a l l y s p a c e d f r o me a c h o t h e r i n t h e d i r e c t i o n o f t h e r a i l and t h e h y d r a u l i cc y l i n d e r - p i s t o n a r r a n g e m e n t , t h e a r r a n g e m e n t h a v i n g ar e s p e c t i v e h y d r a u l i c c y l i n d e r - p i s t o n d e v i c e a r r a n g e d o ne a c h s i d e o f t h e r a i l , t h e p a i r s o f r a i l c l a m p i n g jawm e a n s b e i n g l o n g i t u d i n a l l y s p a c e d a n d t h e c y l i n d e r - p i st o n d e v i c e s b e i n g t r a n s v e r s e l y s p a c e d t o de?ne a c e n t r a ls p a c e w i t h i n t h e r i n g - s h a p e d m e c h a n i c a l s t r u c t u r a l u n i t ,t h e c e n t r a l s p a c e , m e a s u r e d i n t h e h o r i z o n t a l p l a n e ,having a width and a l e n g t h a t a m a x i m u m l o n g i t u d i n a ls p a c i n g o f t h e p a i r s o f r a i l c l a m p i n g j aw means i n a r a i lc l a m p i n g p o s i t i o n r e s p e c t i v e l y l a r g e r t h a n t h e w i d t ha n d t h e l e n g t h o f t h e c r o s s s e c t i o n o f t h e m a x i m a l l ya d j u s t e d w e l d i n g h e a d h a l v e s .

4 . Th e m o b i l e f l a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e o f c l a i m 3 ,w h e r e i n t h e o p e r a t i n g c y l i n d e r s o f t h e two y l i n d e r ~ p ' i st o n a r r a n g e m e n t s e x t e n d i n t h e d i r e c t i o n o f t h e r a i l and

7/29/2019 welding FBW

12/13

4 , 9 2 9 , 8 1 61 5have c o n n e c t i o n s f o r ? e x i b l e h y d r a u l i c ? u i d h o s e s conn e c t i n g t he o p e r a t i n g c y l i n d e r s t o t h e h y d r a u l i c ? u i ds u p p l y pump m e a n s .5 . Th e m o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e o fc l a i m 3 , w h e r e i n t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r s o f t h e d e v i c e sa r e constructed t o e x e r t a t e n s i o n i n g f o r c e of more than1 2 0 t o n s i n t h e h o r i z o n t a l p l a n e and t h e d i r e c t i o n o f t h er a i l .

6 . Th e m o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g machine o fc l a i m 3 , w h e r e i n e a c h r a i l c l a m p i n g j a w means c omp r i s e s a b e l l c r a n k l e v e r .7 . Th e m o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e o fc l a i m 3 , wherein t h e m e c h a n i c a l s t r u c t u r a l u n i t i s c omp r i s e d o f two s e c t i o n s s u c c e s s i v e l y a r r a n g e d i n t h e d ir e c t i o n o f t h e r a i l a n d e l e c t r i c a l l y i n s u l a t e d from e a c ho t h e r , e a c h s e c t i o n b e i n g a r r a n g e d s y m m e t ri c a l l y w i t hr e s p e c t t o a l o n g i t u d i n a l p l a n e ' o f symmetry o f t h e u n i t ,and c o n n e c t i n g means f a s t e n i n g t h e two s e c t i o n s t og e t h e r a t e a c h s i d e o f t h e r a i l , t h e c o n n e c t i n g meansi n c l u d i n g a n e l e c t r i c a l i n s u l a t i n g l a y e r .

8 . Th e m o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g machine o fc l a i m 7 , f u r t h e r ' c ' o m p r i s i n g a t e n s i l e member e x t e n d i n gi n t h e d i r e c t i o n o f t h e r a i l and c o n n e c t i n g a r e s p e c t i v eon e o f t h e r a i l clamping j a w means o f on e o f t h e p a i r s t oa r e s p e c t i v e on e o f t h e p i s t o n s o f t h e d e v i c e a t each s i d eo f t h e r a i l , a r e s p e c t i v e o n e o f t h e e l e c t r i c a l i n s u l a t i n gl a y e r s e x t e n d i n g i n e a c h t e n s i l e member t r a n s v e r s e l y t os a i d d i r e c t i o n .

9 . Th e m o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e o fc l a i m 1 , w h e r e i n t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r - p i s t o n a r r a n g ement i s c o n n e c t e d t o t h e h y d r a u l i c ? u i d s u p p l y pumpmeans f o r common o p e r a t i o n w i t h t h e h y d r a u l i c c y l i nd e r s o f t h e w e l d i n g h e a d .1 0 . Th e m o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g machine o fc l a i m 9 , w h e r e i n t h e h y d r a ul i c c y l i n d e r - p i s t o n a r r a n g ement s c o n n e c t e d t o t h e w e l d i n g c o n t r o l f o r s y n c h r o n iz a t i o n o f t h e w e l d i n g a n d r a i l t e n s i o n i n g o p e r a t i o n s .1 1 . Th e m o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e o fc l a i m 1 , f u r t h e r c o m p r i s i n g h y d r a u l i c ? u i d l i n e s c o nn e c t i n g t h e o p e r a t i n g c y l i n d e r s o f t h e r a i l t e n s i o n i n ga p p a r a t u s a n d t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r s f o r m o v i n g t h ew e l d i n g h e a d h a l v e s i n p a r a l l e l t o a h y d r a u l i c ? u i d ?owc o n t r o l m e a n s , t h e h y d r a u l i c ? u i d ?ow o n t r o l meansc o m p r i s i n g a 4/3-way v a l v e , a h y d r a u l i c ?ow c o n t r o lvalve having an i n l e t a n d an o u t l e t , a n d a p r e s s u r e c ont r o l v a l v e c o n n e c t e d t o a 4/ -way v a l v e , t h e 4/2-wayv a l v e b e i n g c o n n e c t e d t o a f u r t h e r h y d r a u l i c ? u i d l i n ei n t e r c o n n e c t i n g t h e i n l e t a n d o u t l e t o f t h e h y d r a u l i c?ow c o n t r o l v a l v e .

1 2 . Th e m o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g machine o fc l a i m 1 1 , w h e r e i n t h e h y d r a u l i c ?ow c o n t r o l v a l v e i sa r r a n g e d t o c h a n g e t h e ?ow o f t h e h y d r a u l i c ? u i d p a s si n g t h r o u g h t h e o p e r a t i n g c y l i n d e r s o f t h e r a i l t e n s i o ni n g a p p a r a t u s a n d o f t h e h y d r a u l i c c y l i n d e r s m o v i n g t h ew e l d i n g h e a d h a l v e s , f u r t h e r c o m p r i s i n g a n e l e c t r i c a ll i n e c o n n e c t i n g t h e h y d r a u l i c ?ow c o n t r o l v a l v e t o t h ew e l d i n g c o n t r o l a n d t r a n s m i t t i n g a n a n a l o g e l e c t r i c a lc o n t r o l s i g n a l o f a r e s p e c t i v e w e l d i n g program f o rc h a n g i n g t h e o p e r a t i n g s p e e d o f t h e c y l i n d e r s i n r es p o n s e t o t h e c o n t r o l s i g n a l .1 3 . Th e m o b i l e e l e c t r i c ? a s h - b u t t w e l d i n g m a c h i n e o fc l a i m 1 , f u r t h e r c o m p r i s i n g d r i v e s m o u n t i n g t h e ? a s hb u t t w e l d i n g h e a d on t h e machine f r a m e f o r l o n g i t u d in a l , t r a n s v e r s e a n d v e r t i c a l a d j u s t m e n t w i t h r e s p e c tt h e r e t o , a n d f u r t h e r d r i v e s m o u n t i n g t h e r a i l t e n s i o n i n ga p p a r a t u s on t h e machine f r a m e f o r l o n g i t u d i n a l , t r a n sv e r s e a n d v e r t i c a l a d j u s t m e n t , t h e r a i l t e n s i o n i n g a p p ar a t u s b e i n g mounted a h e a d o f t h e w e l d i n g h e a d i n t h e

20

3 5

40

4 5

50

6 5

1 6o p e r a t i n g d i r e c t i o n i n a l o n g i t u d i n a l l y r e t r a c t e d p o s it i o n o f t h e w e l d i n