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Verfahren zum Verjüngen eines Metallkörpers Es ist bekannt, einen
Metallkörper, z. B. Stab, um ihn durch Ausüben eines streckenden Längszuges verjüngen
zu können, mittels eines durch ihn geleiteten elektrischen Stromes zu erhitzen.
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Durch die vorliegende Erfindung wird die Möglichkeit geschaffen, bei
diesem bekannten Verfahren die Verjüngung in fortschreitender Weise, d. h. so vorzunehmen,
daß sie von der vollen Stärke ausgehend bis zu einer dünnsten Stelle allmählich,
also z. B. kegelförmig, verläuft. Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß die Herabsetzung
der Festigkeit durch eine abgestufte Kühlwirkung geregelt. Diese Regelung kann insbesondere
durch Anwendung von auf die einzelnen Stellen des Körpers wirkenden geregelten Luftströmen
erfolgen. Je stärker die kühlende Einwirkung des Luftstromes an einer bestimmten
Stelle ist, desto weniger hoch wird der Körper an dieser Stelle durch den durchgeleiteten
elektrischen Strom erhitzt, desto geringer wird also an dieser Stelle die Streckung
und Verjüngung.
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Die praktische Ausführung erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß zwischen
den zum Einspannen und Strecken des Körpers dienenden Klemmen eine Reihe von Kühlkammern
angeordnet ist, durch die der. zu streckende Körper geführt wird, und die von verschieden
starken Luftströmen durchzogen werden.
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Die Zeichnung veranschaulicht das Verfahren und stellt eine Vorrichtung
zu seiner Ausführung dar.
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Fig.i ist eine Draufsicht auf eine zur Ausführung des Verfahrens bestimmte
Vorrichtung und zeigt die Teile in den Stellungen, die sie bei Beginn des Vorganges
und während des Schwächens der Stange einnehmen.
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Fig. a ist ein Schnitt nach der Linie II-II der Fig. i und zeigt die
Teile in gestrichelten Linien auch in der Stellung, die sie am Ende des Vorganges
einnehmen.
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Fig. 3 ist ein Querschnitt nach der Linie III-III der Fig.i.
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Mit io ist eine Metallstange bezeichnet, die in zwei Stangen mit beliebig
langen Verjüngungen zerlegt werden soll. Eine solche Stange hat gewöhnlich runden
Querschnitt, kann aber auch quadratischen oder andern Querschnitt haben.
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Mit der Stange io sind in einem Abstand voneinander Backen oder Klemmen
ii, iid fest verbunden, die von ihr vollständig durchsetzt werden. Die Klemmen haben
eine beliebige Bauart, die ihr Ansetzen und Abnehmen gestattet.
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Die Klemmen i i bestehen aus elektrisch leitendem Material und sind
an die Pole der Sekundärspule 1z eines Transformators 13 angeschlossen. Die Primärspule
14 des Transformators wird durch Leitungen 15 mit einer Wechselstromquelle von passender
Spannung und Frequenz verbunden.
In der bevorzugten Verkörperung
der Erfindung besitzt die Vorrichtung eine Grundplatte B aus nichtleitendem Material,
beispielsweise Holz. Diese Platte hat eine unterschnittene Längsnut 16 zum Zwecke
der verschiebbaren Lagerung der Klemme i i (Fig. 3). Die Klemme ija ist mit Hilfe
von Schrauben unbeweglich an die Grundplatte angeschlossen.
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Für das Bewegen der Klemme i i zum Zwecke des Streckens der Stange
zwecks Erzeugung der kegelförmigen Verjüngung ist eine Kolbenstange 18 vorgesehen,
die an einem Ende mit der Klemme unter gehöriger Isolierung verbunden ist und am
anderen Ende einen Kolben i9 trägt, der in einem Zylinder 2o durch die Wirkung verdichteter
Luft oder eines andern Druckmittels hin und her bewegt werden kann.
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Bei der praktischen Ausführung der Erfindung werden die Teile zuerst
im Sinne der Fig. i verbunden. Darauf wird der Primärwindung 14 des Transformators
Strom zugeführt. Dadurch wird in der Sekundärwindung 12 des Transformators ein niedriggespannter
Strom von großer Stärke induziert, und dieser strömt durch die Klemmen i i und iia
sowie den zwischen ihnen liegenden Teil der Stange io. Infolge der Kühlwirkung der
Klemmen wird der in der Zeichnung mit d bezeichnete Mittelpunkt der Stange zwischen
den beiden Klemmen auf eine viel höhere Temperatur gebracht als die andern Teile
der Stange oder das sie umgebende Medium, so daß die Temperatur oder der Erhitzungsgrad
von diesem Punkte a aus allmählich in Richtung nach den beiden Klemmen i i und i
ja abnimmt. Hieraus ergibt sich eine entsprechende Herabsetzung der Widerstandsfähigkeit
des Metalles zwischen den beiden Klemmen, d. h. der zwischen den Klemmen liegende
Teil der Stange io weist die Hauptschwächung im Punkt a auf und nimmt in der Widerstandsfähigkeit
nach beiden Seiten hin allmählich in der Richtung auf die Klemmen hin zu.
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Die Klemme iia wird zweckmäßig, wie angegeben, in ihrer Stellung festgehalten,
während Druckluft oder ein anderes Druckmittel dem Zylinder 2o zugeführt wird, wodurch
der Kolben 19 und die Klemme i i nach rechts in die in Fig.2 in gestrichelten Linien
dargestellte Stelle bewegt wird. Da die Klemme i z mit der Stange fest verbunden
ist, streckt sie den zwischen den Klemmen liegenden Teil der Stange io in die gleichfalls
in Fig. 2 gestrichelten Linien angegebene Form, bei der gleichförmige entgegengesetzt
verjüngte Teile b vorhanden sind, die leicht an den miteinander in Verbindung stehenden
Spitzen getrennt werden können. Die verjüngten Teile b können jede gewünschte Länge
haben, da die Erfindung die Hindernisse beseitigt, die bei früheren Verfahren nur
die Erzeugung eines kurzen kegelförmig verjüngten Teiles gestatten.
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Gemäß der Erfindung legt man nämlich den mittleren Teil der Stange
in eine dicht geschlossene Kammer und schließt jeden folgenden Abschnitt der Stange
zwischen der Mitte und der Klemme in eine besondere Kammer ein, deren Ventilation
geregelt wird, so daß die verhältnismäßigen Temperaturen der einzelnen Teile der
Stange genau geregelt werden können.
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Zu diesem Zwecke wird erfindungsgemäß eine Ventilationsvorrichtung
vorgesehen, die aus einer Grundplatte 21 besteht, die auf die Grundplatte B aufgesetzt
werden kann und in der Längsrichtung verlaufende, in einem Abstand voneinander liegende
Seitenteile 22 hat, die in der Mitte auf der Grundplatte befestigt sind. Die Stange
io wird durch die Kammer 23 zwischen den Seitenteilen 22 geführt, und diese Kammer
ist mit Hilfe senkrechter, vorzugsweise aus Asbest oder einem andern hitzebeständigen
Stoff bestehender Zwischenwände 25 in eine Reihe kleinerer Kammern 24 unterteilt.
Die Zwischenwände sind in der Mitte mit Öffnungen 26 zum Durchführen der Stange
1o versehen.
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In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt,
bei der vom Mittelpunkt aus nach beiden Klemmen hin eine gleiche Anzahl kleiner
Kammern 24 angeordnet ist, um von der Mitte aus eine gleichförmige Abstufung der
Erwärmung der Stange nach beiden Klemmen i i und i ja hin zu erzielen. Eine mittlere
Kammer 24a ist am Boden geschlossen, um die Wärmeableitung, die auf ein Kühlen der
Stange während des Heizvorganges hinwirkt, auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Die
Kammern 24 dagegen haben Bodenöffnungen 27, um im Bereiche der andern Stangenteile
während des Heizvorganges Luft einzuführen. Die öffnungen 27 nehmen nach den Klemmen
i i und iia hin an Größe zu, um die Erhitzung der Stange von der hohen Temperatur
im Punkt a in beiden Richtungen auswärts zu den in den Klemmen enthaltenen kühlen
Stangenabschnitten hin herabzusetzen.