XIX. Busse's patentirte Erfindung: einzelne Eisentheile anstatt der durchgängigen Schweißung zu beliebig großen Stücken, z.B. Locomotiven- und Wagenachsen, Wellen für Mühlen und Dampfmaschinen aller Art, Anker und sonstige Theile zu Bau- und anderen Zwecken fest und dergestalt zu verbinden, um solche klanglos zu machen, dadurch die Vibration und Moleculartrennnng oder die Krystallisirung des Eisens zu verhüten oder doch zu vermindern und somit demselben mehr Dauer und Sicherheit zu geben. Busse's Verfertigung klangloser Achsen und Wellen, um die Krystallisirung des Eisens zu verhindern. Ein überaus wichtiger Gegenstand im Betriebe der Eisenbahnen ist die Haltbarkeit der Achsen an Locomotiven und Wagen. Das gefährlichste aber ist der plötzliche Bruch derselben, namentlich aber der Vorderachse an der Locomotive. Man weiß noch nicht diesem höchstgefährlichen Uebelstande mit Sicherheit vorzubeugen. Obgleich man kein bekanntes Mittel unversucht und keine Erfahrung unbenutzt gelassen hat, um durch die umsichtigsten Maßregeln gut geschmiedete Eisenstäbe zu großen Eisentheilen, namentlich zu Achsen für Eisenbahnwagen vollkommen zu schweißen, so sind dennoch oft genug solche aufs sorgfältigste bearbeitete Achsen gebrochen, deren Dimension und Schweißung man über jeder Bedenklichkeit glaubte. Oft fanden sich im Innern der Achsen fehlerhafte Stellen der Schweißung, oder solche, wo das Eisen durch die Hitze verletzt war, meistens aber erfolgte der Bruch weniger an solchen Stellen, sondern stets da, wo die stärkste Vibration sich äußerte, nämlich zwischen den beiden Rädern und zwar fast immer dicht an der Radnabe, niemals aber, oder doch nur höchst selten, am Achsenkopfe außerhalb der Räder, wo wenig Vibration stattfindet. Diesen Umstand hat man nun sorgsamer beobachtet und gefunden, daß meistens, insofern nicht eine fehlerhafte Schweißung des Eisens den Bruch veranlasse, die Achsen an den eben bezeichneten Stellen erst brechen, nachdem sie längere, aber nicht zu bestimmende Zeit in Gebrauch gewesen, und daß solche fast ohne Ausnahme große Krystalle auf dem Bruche zeigen. Daraus kann man die Folgerung ziehen, daß während des Fahrens die heftige, unaufhörlich stoßende oder hämmernde Bewegung der Achse auf die Radnaben oder die ununterbrochene Vibration derselben die Fügung der Atome des Eisens verändert oder verschiebt, bis diese sich endlich trennen, sich krystallisiren und dann der Bruch erfolgt, sowie ein oft hin- und hergebogenes Stück Eisen endlich spröde wird und bricht. Nun denke ich mir und glaube nach den Grundsätzen der Physik, das Eisen, wenn es nicht klingt, nur wenig vibrirt, deßhalb in der Fügung seiner Atome auch weniger leiden, sich also nicht schnell krystallisiren, folglich auch nicht leicht brechen werde. Dadurch bin ich nun auf die Idee gekommen, Eisentheile ohne Schweißung und so zu verbinden, daß sie nicht klingen können. Ob diese Folgerungen richtig sind, kann längere Zeit erst lehren. Die Anfertigung dieser Achsen ist so äußerst einfach, daß eine Zeichnung dazu nicht erforderlich ist. Um z.B. eine Achse von 4 1/2 Zoll Durchmesser zu erhalten, nehme ich 7 Stäbe gewalztes Rundeisen von 1 1/2 Zoll Durchmesser und in der Länge der Achse. Diese Stäbe werden einige Stunden in das bekannte Reinigungs-Bad von verdünnter Schwefelsäure gelegt, mit Sand abgescheuert, mit Wasser abgespült und in Sägespänen abgetrocknet. Von diesen so gereinigten 7 Stäben umwinde ich den einen mit einer weiten Spirale von dünnem Eisendraht, damit zwischen allen Stäben eine kleine Trennung bleibt. Um diesen Stab werden die übrigen 6 Stäbe rund gelegt und mit einigen sogenannten Klemmringen fest zusammengeschraubt. Dieses Bündel von 7 Stäben wird nun an beiden Kopfenden nur so lang wie der Achsenhals es erfordert, sorgfältig zusammengeschweißt, was mit dem gereinigten Eisen sehr leicht von Statten geht. Hierauf lasse ich in der Mitte und an beiden Stellen, wo die Naben eintreten, noch als besonderes Sicherungsmittel einen geschweißten Ring von etwa 1/2 Zoll dickem und 2 bis 3 Zoll breitem Eisen glühend auftreiben, wodurch die Eisenstäbe, welche unter sich getrennt bleiben müssen, fest zusammengehalten werden. Die so weit vollendete Achse wird nun nochmals einige Stunden in das Schwefelsäurebad gebracht, gereinigt, mit Wasser gespült und sofort in ein anderes Bad gebracht von verdünnter Salzsäure, in welcher möglichst viel Zink aufgelöst ist und in welchem es ganz untergetaucht wird. Die Zinkauflösung legt sich sofort in die Poren des Eisens fest und schützt solche gegen Oxydation. Aus diesem Zinkbad wird nun die Achse unmittelbar und naß in eine Pfanne gebracht, in welcher eine Mischung von 3 Theilen Blei und 1 Theil Zinn gut geschmolzen und mit etwas Talg überlaufen bereit ist, und zwar in hinreichender Menge, um die Achse untertauchen zu können. In dieser Masse bleibt die Achse so lange bis sie die Temperatur der geschmolzenen Metallmischung angenommen und sich das Eisen mit derselben überzogen hat. Sobald man dieß bemerkt, hebt man die Achse aus der Pfanne und bringt sie schnell in einen Trog mit Schlamm aus Thon oder Lehm, drückt solche nieder, so daß oben eine Stelle frei bleibt, durch welche reines geschmolzenes Blei eingegossen wird, bis alle Zwischenräume ausgefüllt sind. Die ganze Procedur ist in wenig Minuten vollendet. Nachdem die Achse erkaltet ist, wird man finden, daß das Eisen allen Klang verloren hat. Außerdem habe ich noch fünf verschiedene Anfertigungsmethoden ausgeführt, indem ich runde und flache Eisenstäbe in vierzöllige Eisenröhren eingetrieben und die Zwischenräume mit Blei ausgefüllt habe etc. Alle diese Methoden haben gute Achsen gegeben, allein sie sind kostspieliger als die beschriebenen und nicht besser, deßhalb unterlasse ich die specielle Beschreibung derselben. Durch die angegebenen Proceduren, welche auf verschiedene Weise sich noch vermehren lassen, erhält man fest verbundene, sehr starke, klanglose Eisencylinder zu Achsen in jeder beliebigen Dimension, aus Eisenstäben, von deren Güte man vorher sich überzeugen und sicher seyn kann, daß solche durch Schweißhitze nicht verdorben, sondern in ihrer ursprünglichen Vollkommenheit geblieben sind, und nicht plötzlich brechen werden. Auf dieselbe Weise können auch durch geeignete Zusammensetzung andere große Eisentheile, z.B. die stärksten Wellen für Dampfmaschinen aller Art, Dampfschiffe, Mühlwellen, große Schiffsanker und viele andere Sachen ohne Schweißung verfertigt werden, namentlich solche Eisentheile, welche durch Vibration zu leiden haben. Mehrere Sachverständige, theils Mechaniker, theils Physiker, denen ich vor der Ausführung meiner Idee vertraulich meine auf beiden Wissenschaften beruhende Verfahrungsweise mitgetheilt habe, hegen die Ansicht, daß die auf diese Weise gefertigten Achsen keinenfalls plötzlich, vielleicht niemals brechen werden, da die bisher angenommenen Ursachen des Bruches beseitigt scheinen. Die wenn auch erst kurze Zeit vorliegenden Versuche haben vollste Befriedigung gegeben. Die Achsen werden folgende Vortheile gegen die besten bisher angewendeten gewähren: 1) mehr Sicherheit für das reisende Publicum und für die Fuhrwerke selbst; 2) weniger Anschaffungskosten oder doch mehr bleibenden Materialwerth; 3) mehr Haltbarkeit, also längere Dauer und deßhalb bedeutend weniger Unterhaltungskosten; 4) sehr leichte Anfertigung der Achsen, da solche ohne besonders kostspielige Einrichtungen von jedem Schmied vollkommen gut geschehen kann; 5) höhere Verwerthung des Materials, wenn solche Achsen etwa nach einer bestimmten Dienstzeit gegen neue ausgewechselt werden sollen. Bei genauer Beobachtung der seit mehreren Monaten in Gebrauch genommenen, auf die beschriebene Art fabricirten Achsen unter Eisenbahnlastwagen habe ich noch eine andere Fabricationsmethode ausgefunden, welche nicht allein die angegebenen Vortheile gewährt, sondern auch die Herstellungskosten vermindert und die Fabrication erleichtert, überhaupt ein noch besseres Product gibt. Ich nehme 7 Stäbe gutes 1 5/8 Zoll dickes Rundeisen von der Länge der Achse, lege an den beiden Kopfenden, um solche in voller Dicke zu bekommen, etwa 8 Zoll lange dünne Eisenstäbe in die Zwischenräume der sieben Eisenstäbe und lasse ohne alle weitere Zubereitung die Kopfenden, wie vorstehend beschrieben, zusammenschweißen. Sodann lasse ich die innern Zwischenräume mit biegsamem Pech (Harz mit etwas Oel) ausgießen (zu welchem Zweck die Stäbe von außen mit etwas Lehm oder Thon verstrichen werden) und dann die drei Ringe wie vorstehend auftreiben. Auf diese Weise habe ich ganz vorzügliche Achsen erhalten, welche wie es scheint, jede Anstrengung aushalten können. Ungeachtet der größern Dimension, welche den wichtigen Vortheil gewährt, daß man dicht an der Nabe, dem Theile, wo fast ohne Ausnahme die Achsenbrüche erfolgen, eine Eisenhöhe von 4 7/8 Zoll, mit dem aufgetriebenen Ringe aber von 5 3/8 Zoll erhält und das Nabenloch über 4 Zoll groß gebohrt werden kann, erhält die Achse doch weniger Gewicht als andere von geringerem Durchmesser und die Ausfüllung mit Pech macht das Eisen noch vollständiger klanglos als Blei. Ich bin nun im Stande, eine ganz genaue Rechnung darüber aufzustellen, welche Vortheile meine Achsen dieser Art gegen die jetzt bekannten von den berühmtesten Fabrikanten in pecuniärer Hinsicht gewähren: Eine 4zöllige englische Achse von der Shaft-Axletree-Compagnie,   welche man für die besten anerkennt, wiegt 300 Pfd. und kostet   bis hieher zwischen 27 und 30 Thlr.; ich nehme nur an 27 Thlr.  – Ngr.    (Die deutschen Achsen, z.B. von Eschweiler Aue, kosten 10      bis 11 Thlr. per Centner.) Nachdem eine solche Achse gebrochen oder als unsicher ausgewechselt   ist, bekommt man dafür vom Hammerwerke circa 2 Thlr. per Cntr.   höchstens   6   „  –   „ ––––––––––––– mithin hat der Gebrauch einer rohen Achse gekostet mindestens 21 Thlr.  – Ngr. ––––––––––––– Eine an der Nabe 4 7/8 Zoll starke Achse nach meiner neuesten   Construction erfordert 3 Cntr. gewalztes Rundeisen von bester   Qualität à 6 Thlr. per Cntr 18 Thlr.  – Ngr.    Schmiedelöhne, Kohlen etc.   2   „ 15   „ ––––––––––––– Bei Auswechslung einer solchen Achse bleibt mindestens 2 Cntr.   gutes Rundeisen, was 20 Thlr. 15 Ngr.    zum vollen Preis à 6 Thlr., 12 Thlr., und 1 Cntr. die beiden   Kopfstücke, 2 Thlr. 15   „  –   „ –––––––––––––    ergibt; so daß also der Gebrauch meiner Achse höchstens nur kostet,      ohne die längere Dauerzeit und die größere Sicherheit in Anschlag      zu bringen.   6 Thlr. 15 Ngr. Diese Achsen bieten zugleich ein einfaches Mittel, um das Abschieben der Räder zu verhüten. Man verlängere die Spitzen der Keile so weit, daß solche von beiden Seiten her in der Mitte der Achse zusammentreffen, lasse die Spitzen unter dem Mittelringe hindurchtreten und biege solche hinter dem Ringe um. Ein anderes Mittel, was ich mit Erfolg angewendet habe, um zu verhüten, daß die Räder sich nicht von der Achse schieben, wodurch die Wagen leicht aus der Bahn springen, besteht darin, daß ich, nachdem das Rad wie gewöhnlich fest gekeilt worden, auf den dickern Theil der Achse, der zwischen Achsenhals und Nabe vortritt, einen starken Eisenring, welcher im kalten Zustande etwas enger ist, glühend bis an die Nabe auftreiben lasse. Dieser Ring legt sich beim Erkalten so fest an, daß er durch keine Gewalt sich abschieben läßt, besonders wenn man der Achse dicht an der Nabe einige Feilenstriche gibt. Bisher ist noch kein so befestigtes Rad abgeschoben worden, wie es bei der gebräuchlichen Aufkeilung nur zu oft geschieht. Nachschrift. Vorstehendes habe ich allen bekannten Eisenbahn-Compagnien in der Absicht mitgetheilt, um meinen Versuchen ein größeres Feld zu eröffnen und weitere Erfahrungen in dieser nicht unwichtigen Angelegenheit zu erlangen. Ob anderwärts Versuche stattgefunden, weiß ich nicht, halte es indessen für meine Pflicht, das Ergebniß meiner neuesten Erfahrungen zu veröffentlichen. Bei der fortgesetzten Fabrication dieser Achsen habe ich gefunden, daß die Legirung mit Blei oder Pech ganz in Wegfall kommen kann, daß ich es sogar in mehrfacher Hinsicht für besser halten muß, wenn die Stäbe gar keine Ausfüllung erhalten, da die Achsen auch ohne Ausguß völlig klanglos sind, wenn man gutes Eisen dazu verwendet. Ferner habe ich es vortheilhaft gefunden, anstatt der sieben Stäbe von 1 5/8 Zoll nur einen Stab von dieser Stärke in die Mitte und sieben Stäbe von 1 1/4 Zoll ringsum zu legen, wodurch eine weit größere Haltbarkeit entsteht, da die äußerlichen Rundstäbe dann weniger als 1/8 Zoll nur angedreht werden dürfen, um ein vierzölliges Nabenloch auszufüllen. Ferner habe ich jetzt versucht, diese Achsen aus ins Kreuz gesetztem Flacheisen, oder auch aus vier Stangen Winkeleisen in Verbindung mit Rund-, Flach- oder Quadrateisen zu bilden, und verspreche mir von dieser letzten Construction den besten Erfolg, da durch diese Anordnung die Achse durchaus eine Nachahmung der Radconstruction erhält. Ueberhaupt wird sich nach längerer Erfahrung noch manches finden, um die Construction dieser Achsen zu verbessern, wenn sich solche überhaupt bewähren, worüber natürlich eine längere Zeit erst entscheiden kann. Was nun die Benutzung dieser Achsen betrifft, so ist darüber bis jetzt Folgendes zu berichten: dieselben werden hier seit Monat Mai 1845 nur unter schweren Lastwagen verwendet. Der erste Versuch wurde mit einem sechsrädrigen Steinwagen gemacht. Derselbe erhielt zwei hohle Achsen, bestehend aus einer zweizölligen eisernen Röhre, welche mit acht runden Eisenstäben von 1 Zoll umlegt war, und für die Mittelräder eine Achse von sieben Stäben 1 1/2zölligem ordinären englischen Rundeisen. Diese Achsen waren in Nabenlöcher von nur 3 1/4 Zoll eingedreht. Der Wagen lief täglich auf der Bahn mit einer Ladung von 150 Cntr. Quadersteinen bis zum October, wo eine der hohlen Achsen dicht an der Nabe brach, jedenfalls in Folge des zu kleinen Nabenloches und der dadurch bedingten geringen Eisenmasse an der Bruchstelle. Ich habe dann die zweite hohle Achse, obwohl solche noch völlig stark und gesund war, weggenommen, und die weitern Versuche mit diesen hohlen Achsen einstweilen eingestellt. Die dritte nicht hohle Achse ist bis jetzt noch unter dem Wagen und hält sich gut. Ein anderer Wagen mit drei Achsen aus der ersten Fabricationsperiode, von je sieben Rundstäben von 1 1/2 Zoll ebenfalls in nur 3 1/2zölligen Nabenlöchern, war mit 164 Cntr. Eichenholz beladen, als er in Folge eines schadhaft gewordenen Rades bei schneller Fahrt aus den Schienen kam und über 100 Schwellen hingejagt wurde. Ungeachtet dieser ganz außerordentlichen Anstrengung ist keine dieser Achsen gebrochen, nur der Schenkel an einer derselben war um 1/2 Zoll gebogen. Diese im Schenkel gebogene Achse, so wie die vorstehend erwähnten beiden hohlen Achsen habe ich damals nebst noch verschiedenen andern neuen Achsen von meiner Fabrication und mehrern andern gebrochenen massiven Achsen von andern verschiedenen Fabriken an den Vorstand der königl. polytechnischen Schule zu Dresden gesendet und gebeten, damit Versuche anzustellen, worüber ich, sobald solche stattgefunden, Mittheilung machen werde. Es sind jetzt etwa 50 Achsen nach meiner Construction von Rundeisen unter schweren Lastwagen in Gebrauch, und halten sich bis jetzt gut. Die größte Sicherheit erlangt man jedenfalls durch möglichst große Nabenlöcher, namentlich nach innen, damit die Rundstäbe so wenig als möglich angedreht werden und ihre volle Rundung möglichst behalten. Es wird mich deßhalb auch gar nicht überraschen, wenn die Achsen in 3 1/4- oder 3 1/2zölligen Nabenlöchern nicht die Haltbarkeit zeigen als die 4zölligen. Auch dürfte die Sicherheit noch um ein Bedeutendes zu vermehren seyn, wenn man die Radnaben nach innen verlängern wollte, wodurch die Schwingungen der Achse zwischen den Rädern verkürzt, die Ursache des Bruches also vermindert würde. Leipzig im September 1846. Fr. Busse.