DE50909C - Verfahren zur Bearbeitung von Metallen durch örtliche Erhitzung derselben mittelst Elektricität - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft eine neue Anwendung des bekannten Joule'schen Gesetzes der Elektricitä'tslehre. Die zu bearbeitenden Metalle, vorzugsweise Stücke von geringeren Abmessungen, werden mit einem feuerbeständigen, verhältnifsmäfsig schlechten Leiter der Elektricität (Graphit, präparirte Kohle, Gemenge von Th onerde mit Kohle, Magnesium, Iridium, Kohle mit dünnen Metallüberzügen) in Berührung gebracht, während dieser Leiter von einem so starken elektrischen Strom durchflossen wird, dafs dieser Leiter diejenige Temperatur annimmt, welche für die beabsichtigte Bearbeitung der Metalle gerade erforderlich ist.

Es kann dieses Verfahren dazu dienen, verhältnifsmäfsig dünne Bleche und Stäbe gleichartiger oder verschiedenartiger Metalle unmittelbar mit einander zu verschweifsen, Metallverbindungen unter Anwendung eines Lothes auszuführen, metallene Gegenstände oder Theile derselben für den Zweck der Härtung auf eine bestimmte Temperatur zu bringen und gehärtete Gegenstände durch Erwärmung auf einen bestimmten Hitzegrad anzulassen.

Sowohl hinsichtlich des der Erfindung zu Grunde liegenden Gedankens, als hinsichtlich der Art der Anwendung unterscheidet sich dieses Verfahren wesentlich von dem von Benardos'sehen Verfahren, die Metalle unter unmittelbarer Anwendung des elektrischen Lichtbogens zu bearbeiten, sowie von dem elektrischen Schweifsverfahren von Elihu Thomson.

Zur Anwendung des im Vorstehenden charakterisirten Erfindungsgedankens dienen eine Anzahl einfacher Vorrichtungen, aus deren Beschreibung die Eigenthümlichkeiten der - Erfindung noch besonders ersehen werden können.

Um zwei dünne Bleche mit einander zu verschweifsen, werden dieselben durch ein biegsames Kabel mit dem einen Pol einer kräftigen Elektricitätsquelle von geringem inneren Widerstand in leitende Verbindung gesetzt. Mit dem anderen Pol dieser Elektricitätsquelle steht ein Löthkolben K (s. Fig. 1) in leitender Verbindung; dieser Löthkolben ist in der Hauptsache aus einem die Elektricität sehr gut leitenden Metalle (Kupfer) hergestellt und trägt an seinem unteren Ende in einer passenden Fassung ein kleines Stück w des die Elektricität schlecht leitenden, feuerbeständigen Materials; mit letzterem geschieht die Bearbeitung des Werkstückes.

Am anderen Ende ist der Körper des Löthkolbens mit einem Heft versehen, welches die Hand des Arbeiters gegen die Wirkungen der Wärme und der Elektricität schützt.

Sowie der schlechte Leiter n> die zu bearbeitenden Metallstücke A' A" berührt, wird der Stromkreis geschlossen und ein beträchtlicher Theil der elektrischen Energie der Strom- - quelle wird im schlechten Leiter w in Wärme umgesetzt; w beginnt alsbald zu glühen. Durch Ausschalten von Widerstand aus dem Stromkreise mit Hülfe eines Rheostaten C, Fig. ι, wird die Temperatur des Stückes w so lange gesteigert, bis das zu bearbeitende Metall zu schmelzen beginnt. Alsdann wird unter mäfsigem Druck entweder der elektrische Löthkolben längs der herzustellenden Naht oder das zu bearbeitende Metallstück unter dem feststehenden Löthkolben fortbewegt. Ist

die Arbeit beendet, so wird durch einen Ausschalter der Strom unterbrochen und hierauf der Löthkolben vom Metall entfernt.

Um den zu bearbeitenden Metallstücken eine sichere Unterlage zu gewähren, werden dieselben entweder auf eine feuerbeständige, die Wärme schlecht leitende Unterlage (Asbest) gelegt, oder ein derartiger schlechter Wärmeleiter wird durch eine geeignete Vorrichtung auf der anderen Seite gegen das Werkstück geprefst. In gewissen Fällen kann es jedoch auch zweckmäfsig erscheinen, durch Auflagerung der zu bearbeitenden Stücke auf eine die Wärme rasch abführende Unterlage, Metall, den Widerstand gegen d.en Druck des Löthkolbens herzustellen.

Bei manchen Arbeiten, für welche die vorliegende Erfindung zweckmäfsig erscheint, wird es vorzuziehen sein, zwei sich gegenüberstehende Löthkolben zu verwenden, von welchen der eine mit dem positiven, der andere mit dem negativen Pol einer Elektricitätsquelle verbunden ist, während die beiden Löthkolben von einander isolirt sind.

Fig. 2 zeigt im Grundrifs, Aufrifs und Seitenansicht eine Vorrichtuug, welche zur Ausübung des Verfahrens in dieser eben angedeuteten Weise geeignet erscheint. Zwei Löthkolben K' K" sind zu einer Art Scheere oder Zange vereinigt, und sind beide um eine Achse C drehbar. Durch isolirende Zwischenschichten wird der Uebergang des Stromes von einem Löthkolben zum anderen durch die Achse C unmöglich gemacht. Die Klemmen D' bezw. D" nehmen die Enden der mit den Polen der Elektricitätsquelle verbundenen biegsamen Kabel auf. Der Strom geht alsdann von D' über if' nach w\ von dem aus schlecht leitendem, feuerbeständigem Material hergestellten Stücke w' durch das zu bearbeitende Metall nach w" über und kehrt über if" und D", durch einen Rheostaten hindurchgehend, zur Elektricitätsquelle zurück. Die Holzhefte der beiden Löthkolben sind wiederum H' H", E eine Feder, durch welche die beiden Stücke w' n>" zusammengeprefst werden.

In Fig. 3 ist eine der in Fig. 2 dargestellten sehr ähnliche Vorrichtung abgebildet. Die beiden Löthkolben werden hier von einem Ständer getragen, von. dem sie jedoch durch nicht leitende Zwischenschichten isolirt sind. D' und D" sind wiederum die beiden Klemmen, welche die den Strom zu- und abführenden . Kabel aufnehmen. Der obere Löthkolben besitzt bei / ein Scharnier, und G ist ein verschiebbares Laufgewicht, durch welches der obere Löthkolben gegen den unteren angedrückt wird. F' und F" sind zwei Führungsrollen oder auch zwei Walzen, welche aufser zur Führung zur Glättung der Löthnaht dienen.

In Fig. 4 ist eine einfache Vorrichtung abgebildet, welche dazu bestimmt ist, stabförmige Gegenstände Ende an Ende zu verschweifsen. Zwei Ständer A¹A", welche durch die Klemmen D' -D" mit den Polen der Elektricitätsquelle verbunden sind, tragen oben zwei durch Scharniere befestigte Deckel' B' B". In diesen befinden sich Stücke schlecht leitenden, feuerbeständigen Materials n>' n>", zwischen welchen der Strom von dem einen zum anderen Ständer übergeht. Diese Stücke schlecht leitenden Materials stehen zwar (das eine mit dem Metall des einen Ständers, das andere mit dem Metall des anderen Ständers) in leitender Verbindung; um denselben aber bei geringem Querschnitt eine angemessene Widerstandsfähigkeit zu geben, sind dieselben durch eine Schicht feuerbeständiger Chamotte- oder Specksteine in die Deckel B¹B" eingepafst. Die Stücke schlecht leitenden Materials besitzen eine dem Querschnitt des zu bearbeitenden Stückes angemessene Nuth.

Läfst man einen elektrischen Strom in D' eintreten, so geht derselbe über A', durch das schlecht leitende Stück n>\ durch das Werkstück E nach w" und von da nach A" über und tritt durch D" wieder aus. Die Stücke w' w" werden hierbei glühend und bewirken das Erhitzen des zu bearbeitenden Metallstückes E.

Fig. 5 stellt eine ähnliche Vorrichtung dar, dazu bestimmt, Drähte Ende an Ende zu verschweifsen. Die zu verbindenden Drahtstücke werden zwischen die aus schlecht leitendem, feuerbeständigem Material hergestellten Backen von passender Form n>'w" gebracht, durch welche, wie bei den vorher beschriebenen Einrichtungen, der Strom hindurchgeht. Bei E trägt dieser Apparat eine Feder, durch welche der obere Backen gegen den unteren geprefst wird. Um den Verlust an Stromwärme durch Strahlung zu vermindern, ist der Haupttheil des Apparates von einem feuerbeständigen, isolirenden und schlecht Wärme leitenden Mantel M umgeben, der mit zwei Oeffnungen versehen ist, um dem Werkstück den Durchgang zu gestatten.

In Fig. 6 ist eine Einrichtung abgebildet, welche sich dadurch von den vorhergehenden unterscheidet, dafs der Strom nicht durch das zu bearbeitende Metall selbst hindurchgeht. Der elektrische Löthkolben wird vielmehr dadurch hergestellt, dafs der elektrische Strom in ähnlicher Weise ein Stück schlecht leitenden Materials durchfliefst, wie den Faden einer Glühlampe, und dadurch das schlecht leitende Material zum Glühen bringt. In Fig. 6 sind zwei solche parallel geschaltete Löthkolben K' und K" zu einer Löthzange vereinigt. Zwischen den beiden durch den Strom zum Glühen gebrächten Stücken schlecht leitenden Materials w' und n>" werden die zu 'bearbei-

tenden Metallstücke von Hand oder durch zwei Leitrollen F' und' F" hindurchgeführt. Diese Abänderung hat den Vortheil, dafs man die Zange öffnen bezw. das zu bearbeitende Metall von der Löthvorrichtung entfernen kann, auch wenn der Strom nicht vorher unterbrochen wird, ohne dafs ein elektrischer Lichtbogen oder elektrischer Funke zwischen Metall und Löthvorrichtung gebildet wird.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Verfahren zur Bearbeitung von Metallen durch . örtliche Erhitzung, welche man dadurch hervorruft, dafs durch elektrische Stromwärme Körper, die aus schlecht leitendem Stoff (Graphit, Kohle, Gemenge von feuerbeständigen, nicht leitenden und leitenden Massen) hergestellt sind, glühend gemacht und mit diesen das zu bearbeitende Werkstück in Berührung gebracht wird.
2. 2. Zur Ausführung des durch Anspruch i. gekennzeichneten Verfahrens:

   a) die in Fig. ι, 2, 3, 4 und 5 dargestellten Vorrichtungen, welche zur Verschweifsung und Verlöthung gleichartiger oder verschiedenartiger. Metalle oder zum Härten bezw. zum Anlassen von Körpern dienen können und dadurch gekennzeichnet sind, dafs ein elektrischer Strom feuerbeständige, schlecht leitende Körper zum Glühen bringt, indem er durch diese und durch das zu bearbeitende Werkstück selbst hindurchgeht;

   b) die in Fig. 6 abgebildete Erfindungsvorrichtung, welche darauf beruht, dafs das zu bearbeitende Werkstück mit einem oder mehreren durch elektrischen Strom glühend gemachten, feuerbeständigen, schlecht leitenden Körpern in Berührung gebracht wird, ohne dafs dabei dieser elektrische Strom durch das Werkstück selbst hindurchgeht.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.