DE53224C - Verfahren und Werkzeug zum Schneiden oder Bearbeiten von Metallen unter Anwendung eines elektrischen Stromes - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Schneiden oder Abarbeiten von Metallen, und der Zweck derselben ist der, diese Operationen dadurch zu erleichtern, dafs man durch einen elektrischen Strom die kleinen Theile des Metalles, welche durch das Schneidoder Bearbeitungswerkzeug behandelt werden sollen, nach einander schmilzt oder erweicht.

Bisher wurden Metallstangen in der Weise in Stücke getrennt, dafs man starke elektrische Ströme durch den zu behandelnden Theil hindurchschickte, so den Stab in seinem ganzen Querschnitt erweichte und hierauf die Stange durch Zug oder durch Anwendung gewöhnlicher Schneidwerkzeuge theilte. Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist aber der, eine Methode anzugeben, durch welche Metallgegenstände nicht nur in Stücke getheilt, sondern auch gehobelt, abgedreht oder in irgend einer gewöhnlichen Weise.bearbeitet werden können; dabei wird das Erhitzen des behandelten Metalles, aufser an jenen Stellen, wo die Bearbeitung stattfindet, so viel als möglich vermieden. Dies wird dadurch bewerkstelligt, dafs man den elektrischen Strom und die Bearbeitung auf eine Linie oder eine fortlaufende Reihe von kleinen Fleckchen oder Punkten concentrirt, die dicht an einander liegen und nach einander unter die Einwirkung des elektrischen Stromes und des Werkzeuges gelangen, so dafs das Metall stets dort bis zur erforderlichen Temperatur erwärmt wird, wo es bearbeitet werden soll, und sonst nirgends.

Bei Ausführung der vorliegenden Erfindung ist es vorzuziehen, Ströme von grofser Spannung und geringer Stärke zu benutzen (indessen beschränkt sich der Erfinder nicht auf solche). Diese Ströme können gleichgerichtete, Wechselströme oder intermittirende Ströme sein. Der' zu behandelnde Metallgegenstand wird so angeordnet, dafs er eine Elektrode bildet, während der andere (am* besten das Werkzeug selbst) mit dem Metallgegenstand an der Stelle oder nahezu an der Stelle in Berührung kommt, an welcher die mechanische Schneidwirkung stattfinden soll. Der Uebergang des elektrischen Stromes von der einen Elektrode zur anderen an der Berührungsstelle, welche zugleich die Stelle des gröfsten Leitungswiderstandes repräsentirt, schmilzt oder erweicht das Metall an der Stelle und erleichtert in hohem Mafse das Schneiden. Die Leiter und Elektroden sollten natürlich hinreichend grofs sein, . so dafs sie nur einen geringen Widerstand darbieten; auch werden sie am besten isolirt, so dafs der Strom auf die Berührungsstelle eingeschränkt wird. Wie bereits J bemerkt, ist es vorzuziehen, das Schneidwerkzeug selbst zu einer Elektrode zu machen, und zwar aus dem augenfälligen Grunde, weil man die Stelle, an welcher das Metall durch den Strom am stärksten erhitzt ist, in keiner anderen, ebenso bequemen Weise mit der Angriffsstelle des Schneidwerkzeuges ' auf dem Metall in so vollkommene Uebereinstimmung bringen kann; für die beste Ausführungsweise dieses Verfahrens hält Erfinder die Herstellung des Schneid- oder Bearbeitungswerkzeuges in

Gestalt einer Scheibe aus Metall oder anderem leitenden Material, die mit der Stromquelle leitend verbunden ist. Der zu behandelnde Metallgegenstand wird sodann an einem Tisch, einer Drehbank oder anderen Stütze entsprechend festgemacht und mit der Stromquelle leitend verbunden. Beide Elektroden werden in geeigneter Weise isolirt, die Kante der rotirenden Scheibe kräftig an die Oberfläche des Metallgegenstandes geprefst, so dafs die Leitung geschlossen ist und die Oberfläche des Gegenstandes an der Berührungsstelle bis zum Schmelzen oder Erweichen erhitzt wird.

Gleichzeitig wird durch die Reibung der rotirenden Scheibe etwas von dem erweichten Metall weggenommen, und wenn die Drehung der Scheibe sehr rasch ist, so wird durch die Reibung das Erweichen des Metalles begünstigt.

Der bearbeitete Metallgegenstand wird allmälig vor der rotirenden Scheibe hingeführt, so dafs ein continuirlicher Schnitt erzeugt wird, ähnlich wie bei einer Schmirgelscheibe, einem Drehstahl oder einem Hobelstahl. Natürlich kann man auch, statt den Gegenstand unter der rotirenden Scheibe wegzuführen, diese letztere längs der Oberfläche des Metallgegenstandes verschieben.

Die Umfangsgeschwindigkeit der rotirenden Scheibe ist viel gröfser als der Vorschub des bearbeiteten Gegenstandes, so dafs die Berührungsstelle der Scheibe, an welcher auch der Strom in dieselbe eintritt, beständig wechselt. Sie ist daher dem Stromdurchgang durch eine viel kürzere Zeit ausgesetzt als die leitende Stelle der bearbeiteten Oberfläche.

Die Scheibe wird somit nicht so stark erwärmt wie diese Oberfläche, und die Temperatur der Scheibe kann, wenn gewünscht, durch künstliche Kühlung verringert werden, ebenso wie die Temperatur des bearbeiteten Gegenstandes.

Die Arbeit kann, wenn gewünscht, unter Wasser vorgenommen werden.

Es ist wünschenswerth, dafs die Erhitzung der Stelle des Metalles bis zum erforderlichen Grad von Weichheit so rasch als möglich vorgenommen werde, so dafs der Wärmeverlust durch Leitung auf das geringste Mafs beschränkt werde. Der Strom, welcher für eine gegebene Contactfläche benutzt wird, sollte von einer Spannung und Stärke sein, welche zu diesem Zwecke bei weitem ausreicht. Es sind auch Mittel anzubringen, um den Strom zu messen und zu reguliren, wie sie in der Elektrotechnik allgemein üblich sind.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigt Fig. ι die vorzugsweise benutzte Anordnung, um eine rotirende Scheibe sowohl zur Stromzuleitung, als auch als Werkzeug zu benutzen. Fig. 2 dagegen zeigt, wie die Erfindung benutzt werden kann, wenn es aus irgend einem Grunde nicht wünschenswerth erscheint, das Werkzeug zur Stromzuleitung zu benutzen.

In Fig. ι ist A eine Metallscheibe, die in rasche Rotation versetzt werden kann und mit der Stromquelle durch einen Leiter C verbunden ist. Die Scheibe ist isolirt und am besten auf einem Gestell angebracht, so dafs sie in jeder Richtung bewegt werden kann, wie das Werkzeug bei einer Drehbank oder einer Hobelmaschine. B ist der zu bearbeitende Metallgegenstand; er ist mit der Stromquelle durch den Leiter D verbunden, so dafs er die andere Elektrode bildet. Er ist isolirt und an irgend einem geeigneten Tisch oder einer Stütze angebracht, um ihn mit der rotirenden Scheibe in Berührung erhalten und während der Bearbeitung entsprechend bewegen zu können.

Es ist natürlich klar, dafs, wenn die Kante der rotirenden Scheibe A mit dem Gegenstand B in Berührung gebracht wird, so dafs der Strom geschlossen ist, der durch die Berührungsstelle gehende Strom eine dünne Schicht des Metalles bis zum Schmelzen oder Erweichen erhitzt, welche durch die Reibung der rotirenden Scheibe sofort weggenommen wird, und wie der Gegenstand B an der rotirenden Scheibe A hingeführt wird, entsteht ein fortlaufender Schnitt, wie durch das Werkzeug einer Hobelmaschine, so dafs durch Hervorbringung der entsprechenden relativen Bewegung zwischen dem Werkzeug und dem bearbeiteten Gegenstand dasselbe Resultat erzielt wird, wie bei einer gewöhnlichen Hobelmaschine.

In Fig. 2 ist B¹ der zu bearbeitende Metallgegenstand; nach der Zeichnung ist dies ein Rad, mit welchem der Leiter, D verbunden ist und welches gedreht werden kann, wie dies durch den Pfeil angedeutet ist. Der andere Leiter ist nicht mit dem Werkzeug, sondern mit einer besonderen Stange E verbunden, welche mit dem Metallgegenstand B in Berührung gebracht wird, um eine Stelle der Oberfläche desselben zu schmelzen oder zu erweichen. F ist das Werkzeug.

Die Stange E ist so angeordnet, dafs der Strom so lange als möglich an jener Stelle eintritt, wo das Werkzeug arbeitet, so dafs die Bewegung des bearbeiteten Gegenstandes die erhitzte Stelle so rasch und mit so wenig Wärmeverlust als möglich unter das Werkzeug führt. Die Stange E besteht am besten aus Kohle und ist so angeordnet, dafs zwischen, ihr und der Fläche B¹ ein_Lichtbi2gen gebildet wird. Das Werkzeug F kann^aus Stehl her- : gestellt und gezahnt sein, wie eine Kreissäge; es kann" "aber auch aus" einem nicht leitenden i

Material, wie einem Schleifstein oder einer Schmirgelscheibe, bestehen.

Die vorliegende Erfindung kann bei Drehbänken, Fra's-, Hobel- und SchleifmascEmen angewendet werden, und im allgemeinen bei allen Operationen, bei welchen Metall geschnitten oder weggenommen werden soll und bei welchen ein Werkzeug in Verbindung mit einem elektrischen Strom wirkt, so dafs auf einander folgende Theile der Metalloberfläche bis zum Schmelzen oder Erweichen erhitzt werden.

Das Verfahren kann auf alle in der Technik benutzte Metalle und Legirungen angewendet ; werden. Gehärteter Stahl und Hartgufs wer- ;| den durch Anwendung desselben geschnitten·! oder angegriffen.

Als Werkzeug, welches am vortheilhaftesten zur Anwendung gebracht wird, wurde eine rotirende Scheibe angegeben; aber es versteht sich natürlich von selbst, dafs man irgend ein geeignetes Werkzeug mit continuirlicher oder hin- und hergehender Bewegung wie eine Bandsäge oder eine hin- und hergehende Säge benutzen kann, und dafs die arbeitende Kante der Werkzeuge glatt oder gezahnt sein kann.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   Das Verfahren, Metall zu schneiden oder zu bearbeiten, darin bestehend, dafs man durch einen elektrischen Strom auf einander folgende kleine Metallteile an der Oberfläche des Arbeitsstückes erhitzt und die erhitzten Metallteile sofort durch ein Werkzeug wegnimmt.

   Zur Ausführung des durch Anspruch i. gekennzeichneten Verfahrens eine Vorrichtung, welche besteht entweder:

   a) aus einem rotirenden Werkzeug (A), durch welches der zum Erhitzen des wegzunehmenden Metalles erforderliche elektrische Strom unmittelbar hindurchgeleitet wird, oder

   b) aus einer Elektrode (E) zum Erhitzen des Metalles und einem rotirenden Werkzeug (F) zum Wegnehmen der erhitzten Metalltheile.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.