Ueber elektrisches Schweissen. (Fortsetzung des Berichtes S. 72 d. Bd.) Mit Abbildungen. Ueber elektrisches Schweissen. Zweck der Erfindung von J. H. Bassler in Myerstown, Penns. (* D. R. P. Nr. 66348 vom 22. Juli 1891), ist, grosse, schwere Metallplatten, z.B. Kesselbleche, zusammenzuschweissen. Bei Anwendung dieses Verfahrens werden die Kanten der zusammenzuschweissenden Platten mit einer Schicht Kohle versehen und dann beide Kanten mit einander in Berührung gebracht, so dass mittels passender Leiter ein elektrischer Strom quer durch die Verbindungsstelle von der oberen Fläche der zusammengefügten Platten aus und ein anderer Strom gleichfalls quer durch die Fuge von der unteren Fläche der Platten selbst gegen die diese Ströme durch die Schweissnaht leitenden Polstücke in der Richtung der Schweissnaht derart geleitet werden kann, dass die Schmelzhitze die ganze Verbindungslinie entlang ihre Wirkung ausübt. Die Kohle wird fein gepulvert auf die Schweisstellen gestreut und mittels eines Klebstoffes festgehalten. Die Kohle soll nur als schlechter Leiter stärkere Hitze auf die Verbindungsstelle übertragen. Die Ströme werden so geleitet, dass das eine Polpaar mit den oberen Flächen der Platten in der Nähe der Berührungsstellen der Kanten derselben in Contact gebracht und ein zweites Polpaar in gleicher Weise an die untere Fläche der Platten gelegt wird, so dass beide Paare sich annähernd unter einander befinden und die beiden positiven Pole die eine Platte und die beiden negativen Pole die andere Platte berühren. Durch einen von der Oberfläche der beiden Platten aus quer zur Verbindungslinie geleiteten elektrischen Strom und einen gleichzeitig mit diesem, ebenfalls quer zur Verbindungslinie, jedoch von der unteren Fläche der Platten ausgehenden zweiten Strom ist man erwiesenermaassen im Stande, Metallplatten von erheblicher Dicke rasch bis zur Schmelzhitze zu erwärmen. Gegenstand des Patentes von G. D. Burton in Boston (* D. R. P. Nr. 65848 vom 23. Juni 1891) bilden Vorrichtungen zur Bearbeitung von Metall unter Anwendung von Elektricität, wobei von einer Metallstange nach einander einzelne Metallgegenstände angefertigt werden und dabei ein mehrmaliges Erhitzen der Metallstange vermieden, eine wirksame Regelung des elektrischen Stromes ermöglicht wird und die Elektroden von der zur Formgebung für die Arbeitsstücke dienenden Vorrichtung getrennt gehalten werden. Nach dem Arbeitsverfahren wird nach Maassgabe der dem Gegenstand durch die Bearbeitung zu gebenden Grösse zunächst ein Metallstück von entsprechender Grösse angefertigt, dieses der Einwirkung eines dasselbe durchfliessenden elektrischen Stromes ausgesetzt und dadurch weich gemacht, worauf der elektrische Strom wieder ausgeschaltet und das weich gewordene Arbeitsstück dann geschmiedet wird. Die hierzu verwendete Vorrichtung umfasst einen Vorschub für die Metallstange, eine Vorrichtung zum Abschneiden des zu bearbeitenden Metallstückes, eine Schmiedevorrichtung und eine zwischen der Abschneide- und der Schmiedevorrichtung angeordnete elektrische Heizvorrichtung, durch welche nur das von der Stange abgeschnittene Stück, ehe es weiter bearbeitet wird, erwärmt wird, ohne dass die Stange selbst wiederholt erwärmt zu werden braucht. Dabei kann entweder die elektrische Heizvorrichtung so eingerichtet sein, dass sie das Arbeitsstück der Schmiedevorrichtung selbst zuführt, oder es kann statt dessen eine besondere Zuführungsvorrichtung hierfür vorgesehen sein. Textabbildung Bd. 290, S. 97Fig. 9.Burton's Schweissvorrichtung. Ferner sind Hammerbahn und Gesenk, eine Zuführungsvorrichtung für das Metall, Elektroden zum Erwärmen desselben, so lange es noch ausser Berührung mit der Schmiedevorrichtung ist, ein mit den Elektroden verbundener elektrischer Stromkreis und ein darin zwischen den Elektroden und der Elektricitätsquelle angeordneter regelbarer Widerstand zum Regeln des auf das Metall zur Wirkung zu bringenden elektrischen Stromes vorgesehen. Die in Verbindung mit den übrigen Vorrichtungen zur Verwendung kommende Schmiedevorrichtung oder Schmiedepresse kann von irgend beliebiger Art sein und ist im vorliegenden Falle als Fallhammer gedacht. Auf dem Untergestell a (Fig. 9) sind die oben durch eine Querverbindung mit einander vereinigten Ständer b angebracht, welche mit Geradführungen an ihren inneren Seiten und mit wagerechten Wellenlagern versehen sind, während in Ständern der Querverbindung ebenfalls Lager angeordnet sind, in denen sich die Antriebswelle dreht. Der sich in den Geradführungen c auf und ab bewegende Hammerbär d ist durch einen Riemen mit der auf der Antriebswelle sitzenden, durch irgend eine Kuppelungsvorrichtung beherrschten Riemenscheibe verbunden. Im Untergestell a ist das Gesenk oder die Matrize d befestigt, während am unteren Ende des Hammerbärs die Hammerbahn angebracht ist. Die Stange, von welcher die einzelnen Arbeitsstücke abgeschnitten werden sollen, wird zweckmässig durch eine selbsthätige, aussetzend wirkende Vorschubvorrichtung zugeführt. In nächster Nähe der Schmiedevorrichtung ist die Vorrichtung zum Abschneiden der Arbeitsstücke angeordnet, welche aus einer in senkrechter Richtung beweglichen und einer feststehenden Schneidebacke e und f besteht, von denen die erstere an einem mit Geradführungen an den Zapfen der Ständer gleitenden Kreuzkopf g und die andere am Untergestell a befestigt ist. Ein Kniehebelgelenk h verbindet das obere Ende des Kreuzkopfes mit einem den auf der Welle i sitzenden Excenter umfassenden Excenterring, welcher andererseits auch durch das Kniehebelgelenk k mit einer in Ansätzen der Ständer befestigten Stange verbunden ist. Die Schneiden der beiden Schneidebacken sind zweckmässig V-förmig eingerichtet, ferner ist an der einen Seite der letzteren, und zwar zweckmässig am Kreuzkopf selbst, ein Anschlag vorgesehen. Der elektrische Heizapparat zum Erwärmen und Weichmachen des von der Stange abgeschnittenen Arbeitsstückes tritt zwischen der Abschneide- und der Schmiedevorrichtung in Wirkung und besteht aus den beiden Elektroden in Gestalt von Hebeln l, welche auf der an den Armen m der Ständer n befestigten Stange beweglich sind. Diese Hebel dienen dazu, das Arbeitsstück zu halten, bestehen aus sehr gut leitendem Material, am zweckmässigsten aus hartem Kupfer, und sind von der Stange m durch Muffen o von Isolirmasse isolirt. Die Bewegung wird auf die äusseren Enden der Hebel durch auf der Welle p angeordnete, von dieser durch Muffen q von Isolirmasse isolirte Excenter r übertragen, welche sich in an den Hebelenden vorgesehenen Führungen s drehen. Die Excenterwelle ist mit einer Riemenscheibe versehen, welche mit der auf der Welle i sitzenden Riemenscheibe durch den Treibriemen verbunden ist und auf diese Weise Antrieb erhält. Am anderen Ende ist auf der Welle i die durch den Riemen von der Riemenscheibe der Antriebswelle angetriebene Riemenscheibe angeordnet. Textabbildung Bd. 290, S. 98Fig. 10.Burton's Schweissvorrichtung. Der elektrische Strom wird den Elektroden durch die selbsthätig stellbaren Contactstifte A zugeführt, welche in zwei isolirten Führungshülsen B der Ständer n angeordnet sind und vermöge der zwischen der Führungshülse und einer an den Contactstiften befindlichen Verstärkung angebrachten Druckfeder das Bestreben haben, mit den Elektroden in Berührung zu bleiben. Der positive und negative Leitungsdraht ist an dem unteren Ende des betreffenden Contactstiftes durch die Polklemmen D befestigt. Die Enden der hebelartigen Elektroden sind da, wo sie das Arbeitsstück erfassen, mit Angriffsflächen E von der in Fig. 9 durch Strichpunktur angedeuteten oder von anderer geeigneter Form versehen. Die beiden Elektroden können auch in Gestalt einer Zange geformt sein, welche das Arbeitsstück beim Erwärmen desselben festhält. Bei dieser Art der Anordnung wird das obere Zangenglied, welches auf der Stange F (Fig. 10) drehbar und von dieser isolirt ist, durch ein besonderes Excenter G und eine Feder H beherrscht, welche mit den Excentern r des unteren Zangengliedes zusammenwirken und die Zange öffnen und schliessen. Textabbildung Bd. 290, S. 98Fig. 11.Burton's Schweissvorrichtung. An den Stellen, wo die Hebel das Arbeitsstück berühren, sind sie zweckmässig mit Auflagen K von Platina versehen, welche dem elektrischen Strom den Uebertritt nach dem Arbeitsstück erleichtern. Der elektrische Stromkreis für den das Arbeitsstück erwärmenden elektrischen Strom ist in Fig. 11 schematisch dargestellt. X bezeichnet eine Dynamomaschine, Sammelbatterie oder eine sonstige Elektricitätsquelle. In diesem Stromkreise sind verschiedene Widerstandsspulen Y eingeschaltet, durch welche die Stromstärke den jeweiligen Erfordernissen bei der Bearbeitung entsprechend geregelt und damit eine gleichmässige Hitze beim Schmieden erzielt werden kann. Zwischen den Elektroden und der Schmiedevorrichtung kann man auch eine Vorrichtung anbringen, welche das von der Stange abgeschnittene Arbeitsstück der Schmiedevorrichtung zuführt. Diese Zuführungsvorrichtung besteht in der hier veranschaulichten Ausführungsform aus einem unterhalb der Schneidebacken in der Nähe der Hammerbahn und des Gesenkes angebrachten geneigten Platte o, welche zweckmässig auf einem in einer schwalbenschwanzförmigen Nuth des Maschinengestelles a verschiebbaren Untersatz gelenkartig befestigt ist, wobei eine durch die am Maschinengestell befestigte Platte hindurchtretende Stellschraube in einem mit Schraubengewinde versehenen Loch des Untersatzes ruht. Das von den Elektroden losgelassene Arbeitsstück fällt auf die Platte o herab, welche unter dem Gewicht des Arbeitsstückes nach der Schmiedevorrichtung zu überkippt und dieser so das Arbeitsstück zuführt. Die Wirkungsweise der Maschine ist wie folgt: Eine Metallstange, von welcher die einzelnen Gegenstände angefertigt werden sollen, wird von der Vorschub Vorrichtung zwischen die Schneidebacken geschoben, bis sie gegen einen Anschlag stösst, worauf das auf den Excenterring einwirkende Excenter die Glieder h und k des Kniehebels durchdrückt und die obere Schneidebacke e herabdrückt, welche dabei das Arbeitsstück von der bestimmten Länge von der Stange abschneidet. Dieses fällt auf die Elektroden herab, welche die in Fig. 9 punktirt angedeutete Lage haben. Das Arbeitsstück schliesst den Stromkreis zwischen den Elektroden, und der dasselbe durchfliessende Strom erwärmt das Arbeitsstück und macht dasselbe weich. Hierauf werden die inneren Enden der Elektroden unter der Einwirkung der Excenter r herabgelassen, und das hierdurch freigegebene Arbeitsstück fällt auf die Platte o herab, welche dasselbe der Schmiedevorrichtung zuführt. Hierauf tritt der mit Hammerbahn versehene Hammerbär in Wirkung und schmiedet das Arbeitsstück in die gewünschte Form. Bei dem beschriebenen Vorgang wird das zu bearbeitende Metall nur einmal erwärmt, wobei die Wirkung des elektrischen Stromes sich nach dem Erkalten des Metalls darin äussert, dass die einzelnen Theile oder Partikelchen des Metalls gehärtet werden. Das bisherige Verfahren der Erhitzung durch directes Hindurchleiten eines starken elektrischen Stromes durch das zu bearbeitende Metall hat den Nachtheil, dass die Stärke des zu verwendenden Stromes jedesmal der Stärke und der physikalischen Beschaffenheit des zu erhitzenden Metallkörpers angepasst werden muss, damit die beabsichtigte Erhitzung eintrete. Praktisch stösst man hierbei insofern auf Schwierigkeiten, als Metallstücke von einer grossen und über gewisse, durch die Construction der Dynamomaschinen gegebene Grenzen hinausgehenden Stärke (also von sehr geringem Widerstände) nur unter sehr grossem Energieverlust erhitzt werden können, da in diesem Fall der Gesammtwiderstand der Ankerwickelung und der Zuleitungsdrähte erheblich grösser wird als der Widerstand des zu erhitzenden Metallstückes und demgemäss auch ein verhältnissmässig geringer Bruchtheil der gesammten elektrischen Energie in diesem Metallstück in Wärme umgesetzt wird. Um diesen Uebelstand zu vermeiden und um insbesondere bei der Erhitzung von langgestreckten, zu Schrauben, Schlüsseln, Feilen, Nägeln u. dgl. zu verarbeitenden Metallkörpern (Barren, Stangen, Drähten) den elektrischen Strom in möglichst günstiger Weise auszunutzen, verfahren Siemens Brothers and Co., Limited, in London (* D. R. P. Nr. 63908 vom 14. October 1891) in der Weise, dass sie den zum Erhitzen benutzten Strom nicht unmittelbar durch das Metall, sondern durch einen dasselbe umgebenden Hohlkörper hindurchleiten, welcher von dem zu erhitzenden Metall elektrisch isolirt ist und lediglich durch Wärmestrahlung und Leitung auf dasselbe einwirkt. Man hat es auf diese Weise ganz in der Hand, den Widerstand dieses Hohlkörpers (Glührohres) so gross zu wählen, wie es mit Rücksicht auf die Ankerbewickelung der als Stromquelle verwendeten Dynamomaschine, sowie auf die Zuleitungsdrähte vortheilhaft ist. Man kann demnach das in diesem Falle den Nutzwiderstand vorstellende Glührohr mit Leichtigkeit in solchen Längen- und Breitenverhältnissen und aus solchen Materialien anfertigen, dass der Widerstand desselben fast genau gleich dem inneren Widerstand der Stromquelle plus dem Leitungswiderstand ist. Unter dieser leicht zu erfüllenden Bedingung wird gegenüber der bisher benutzten Erhitzung durch directes Hindurchleiten des elektrischen Stromes durch das zu erhitzende Metall eine bei weitem günstigere Ausnutzung der elektrischen Energie erreicht und gleichzeitig auch durch die gleichmässigere Belastung der Stromquelle ein regelmässigerer und Störungen nicht unterworfener Betrieb gesichert. Textabbildung Bd. 290, S. 99Schweissvorrichtung von Siemens Brothers and Co. Zur Ausführung dieses Verfahrens kann der in Fig. 12 und 13 als Ausführungsbeispiel dargestellte Apparat benutzt werden, bei welchem – was indessen nicht unbedingt erforderlich – gleichzeitig die Möglichkeit ins Auge gefasst ist, bei einem und demselben Apparat Glührohre von verschiedener Länge zu verwenden bezieh. beim allmählichen Abbrennen des Glührohres an den endseitigen Contactstellen dasselbe dennoch weiter benutzen zu können. Mit A ist ein Rohr aus Kohle bezeichnet, welches, wie in den Figuren dargestellt, aussen rund und innen der Form des zu erhitzenden Metallbarrens oder -Drahtes entsprechend gestaltet und entweder aus einem Stück oder aber aus mehreren Segmenten gefertigt sein kann. Die Enden dieses Rohres sind konisch geformt und werden von konischen Muffen CC1 aus Kanonenbronze, Messing oder anderen guten Elektricitätsleitern umgeben, während innen Stücke DD1 aus Schiefer, Kaolin oder anderen unschmelzbaren isolirenden Materialien eingefügt werden, welche als Führung für den durch das Kohlenrohr hindurch zu bewegenden Metallstab D dienen. Die Muffen CC1 sind in Rahmen EE1 eingesetzt, von denen der eine E feststehend, der andere E1 dagegen längs der Führungsstege F verschiebbar angeordnet ist, welch letztere an E und einem dritten feststehenden Rahmentheil E2 angebracht sind. Die Federn G sind an Isolatoren H, welche aus Porzellan hergestellt sein können, befestigt und ziehen die Rahmentheile E und E1 derart zusammen, dass die Muffen CC1 sich fest an das Kohlenrohr A anlegen und so eine gute elektrische Verbindung mit den Enden desselben herstellen. Ein zweitheiliger Behälter KK1, dessen einer Theil K mit dem Rahmentheil E, der andere dagegen mit demjenigen E1 verbunden ist, enthält Schlackenwolle, Sand oder einen anderen geeigneten, schwer schmelzbaren Stoff, welcher ein schlechter Wärmeleiter ist und das Rohr A vollkommen umgibt und einschliesst. Das Ganze wird durch einen abnehmbaren Deckel M verschlossen. Die verschiedenen Theile sind von einander durch Glimmer oder einen anderen nicht leitenden und nicht schmelzbaren Stoff isolirt. wie dies in den Zeichnungen durch die schwarz angelegten Theile angegeben ist. Wenn daher die Rahmen EE1 bezieh. durch die Leitungen LL1 an die Polklemmen einer dynamo-elektrischen Maschine oder einer anderen Stromquelle angeschlossen werden, so wird der Strom, welcher eine niedrige Spannung besitzen kann, aber sehr stark sein muss, ausschliesslich durch das Kohlenrohr A hindurchfliessen und dasselbe auf eine hohe Temperatur erhitzen. Die von dem Kohlenrohr auf den Metallbarren oder -Draht ausgestrahlte Hitze bringt den letzteren auf eine hohe Temperatur, und da dieser Barren u.s.w. behufs Bearbeitung mittels Hammer oder anderer Werkzeuge vorwärts bewegt wird, so tritt derselbe hocherhitzt aus dem vorderen Ende des Kohlenrohres bei D aus, in dessen Nähe die Bearbeitungswerkzeuge angeordnet werden können. Anstatt das Rohr A aus Kohle zu fertigen, kann dasselbe auch aus einem anderen schwer schmelzbaren Material bezieh. einer Verbindung von niedriger elektrischer Leitungsfähigkeit hergestellt werden. Das Innere des Rohres kann, um ein allmähliches Verzehren desselben zu verhindern, glasirt oder mit einem sonstigen, gleichzeitig elektrisch isolirenden Material umgeben sein, und ausser der im Behälter KK1 befindlichen Schutzhülle von Sand o. dgl. kann noch ein besonderer, das Kohlenrohr umgebender Schutzmantel aus Asbest, Schlackenwolle oder einem ähnlichen Material vorgesehen werden. Die Federn G können durch Drahtseile ersetzt werden, welche über Leitrollen laufen und mit Gewichten beschwert sind, und anstatt die konischen Enden des Kohlenrohres mit konischen Metallmuffen zu versehen, welche auf dasselbe in der beschriebenen Weise aufgedrückt werden, können diese Enden auch durch Zuleitungsklemmen irgend welcher bekannten Construction ersetzt werden, wie solche beispielsweise zum Halten von Metallstücken benutzt werden, welche auf elektrischem Wege an einander geschweisst werden sollen. Bei einem derartigen Apparat wird, da man die Entfernung zwischen dem zu erhitzenden Metall und dem glühenden Kohlenrohr sehr gering bemessen kann, durch Wärmestrahlung und Leitung eine schnelle und starke Erhitzung des durch das Glührohr hindurchgeführten Metalles bewirkt, und gleichzeitig ist man, eben weil der elektrische Strom nicht durch das Metall, sondern durch das dasselbe umgebende Glührohr geleitet wird, im Stande, die Temperatur des letzteren – da ja der Widerstand stets derselbe bleibt – auf einer durch Versuche oder Rechnung genau vorauszubestimmenden Höhe zu erhalten. Damit ist aber auch die Möglichkeit gegeben, das zu erhitzende Metall stets mit einer bestimmten, aber beliebig regelbaren Temperatur aus dem Glührohr austreten zu lassen und den in unmittelbarer Nähe desselben angebrachten, zur weiteren Bearbeitung dienenden Werkzeugen zuzuführen. Die Temperatur des aus dem Glührohr kommenden Metallkörpers ist nämlich abhängig 1) von der Länge des Glührohres, 2) von der Temperatur desselben und 3) von der Geschwindigkeit, mit welcher der Metallkörper durch das Glührohr hindurchgeführt wird. Da aber diese drei Grössen je nach Bedürfniss und mit Berücksichtigung des jeweilig vorliegenden Zweckes beliebig geregelt werden können, so ist damit auch die Endtemperatur des aus dem Glührohr kommenden und unter den Hammer u.s.w. gelangenden Metalles ein beliebig regelbares. Die erste der erwähnten Grössen kann beispielsweise bei dem im Vorstehenden beschriebenen Apparat durch Einsetzen von verschieden langen Glühröhren bewirkt werden, zu welchem Zweck der die Wärmeschutzmasse enthaltende und das Glührohr umgebende Behälter eigens teleskopartig construirt und ebenso auch das eine Stromschlusstück C1 mit dem beweglichen Theil dieses Behälters verbunden ist. Die beiden anderen der vorerwähnten Grössen können durch geeignete Wahl oder Regelung der Stromquelle bezieh. durch besondere Zuführungsvorrichtungen in zweckentsprechender Weise verändert werden. In das Innere des Kohlenrohres kann mittels eines seitlich in dasselbe einmündenden Rohres Kohlenwasserstoffdampf, Stickstoff oder ein anderes indifferentes Gas eingeleitet werden, um auf diese Weise eine nachtheilige Oxydation des durch das Kohlenrohr hindurchgeführten Metallbarrens oder -Drahtes zu vermeiden. (Schluss folgt.)