Thomson-Schweißen, 1894

Der Schweißwagen (Johnson Company Nr. 10, Elektroabteilung)
  
In den letzten Jahren gab es mehrere Experimente mit durchgehend geschweißten Gleisen, und alle zeigen, dass die Schwierigkeiten, die sich aus Kontraktion und Expansion ergeben sollten, vernachlässigt werden können. Das wissenschaftlichste und gründlichste Experiment auf dieser Linie wurde Anfang 1892 von A. J. Moxham, dem Präsidenten der Johnson Company, durchgeführt und im selben Jahr bei der American Street Railway Association in Cleveland vorgetragen. In diesem Fall waren die Schienen so miteinander verschraubt, dass sie praktisch durchgehend waren.
 
Zuvor hatte Philip Noonan bei der Lynchburg & Durham Railroad in der Nähe von Gladys, Va, einige Gleise mit heiß vernieteten Schienenstößen verlegt. Vor einiger Zeit verlegte C. W. Wason von der Cleveland Electric Railway einige Gleise mit heiß vernieteten Schienenstößen.
 
Alle diese Versuche lieferten zufriedenstellende Ergebnisse. Nachdem die Johnson Company im vergangenen Jahr (d.h. 1893) ein geeignetes Elektroschweißgerät von der Thomson Electric Welding Company beschafft hatte, wurden mehrere Meilen Gleise auf der Strecke im West End von Boston geschweißt.
 
Es gab einige Probleme durch Schienen, die in der Nähe der Schweißnähte brachen, aber die Johnson Company hielt an ihren Experimenten fest und trat in diesem Jahr in das Feld ein, bereit, ihre Arbeit zu garantieren. Straßenbahnen haben eine große Bereitschaft gezeigt, geschweißte Gleise auszuprobieren, und in dieser Saison wird es auf dieser Strecke eine große Aktivität geben. Die in Betracht gezogene Strecke ist die erste, die in dieser Saison mit den Schweißarbeiten beginnt.
 
Die Baden & St. Louis Railroad  ist eine der ältesten Straßenbahnen in St. Louis, ihre Charta wurde 1870 verliehen. Sie verläuft zwischen dem Nordende des Broadway Cable und Baden, einem Vorort im nördlichen Teil der Stadt, und führt auf ihrer Strecke am O'Fallen Park und den beiden Hauptfriedhöfen der Stadt vorbei. Die Strecke wurde früher als unabhängige, eingleisige Pferdebahnlinie mit Weichen betrieben, aber da sie seit kurzem unter derselben Leitung wie die Kabelstraßenbahn Broadway Cable steht, wurde beschlossen, die Straße mit elektrischer Energie zu betreiben und sie als Verlängerung der Kabelstraße zu nutzen. Die Strecke ist etwa 5,6 Kilometer lang und soll über die gesamte Strecke zweigleisig ausgebaut werden. Es gibt keine Kreuzungen mit anderen Straßenbahnlinien, und obwohl es keine scharfen Kurven gibt, weist sie eine Reihe von langen Kurven mit einem Radius von 250 bis 300 Metern auf. Bei den schärferen Biegungen werden die Schienen in einer Schienenbiegemaschine gebogen und dann an Ort und Stelle verschweißt. Die Straße, in der das Gleis verlegt wird, ist eine alte Schotterstraße mit einer Breite von 18-25 m, die von den Landwirten für den Transport ihrer Produkte in die Stadt sehr stark genutzt wird.
 
Der Strom für den Betrieb der Strecke und für das Schweißverfahren wird vom neuen Elektrizitätswerk der Cass Avenue & Fair Grounds Railway bezogen, weil diese Strecke unter der gleichen Leitung wie die Broadway Cable steht. Die Masten für die Spann- und Zuleitungsdrähte wurden alle vor Beginn der Gleisverlegung errichtet. Die Endstation der Baden Road liegt etwa zweieinhalb Meilen vom Elektrizitätswerk entfernt. Fünf Drähte des Typs oooo werden von der Station aus verlegt, vier davon sind Freileitungen und einer ein Gleiszubringer. Da es keine direkte Schienenrückführung zum Elektrizitätswerk gibt, wird auf folgende Weise ein zusätzlicher Gleisanschluss sichergestellt: Die Endscheibe des Kabels ist gut mit der ersten Schiene der neuen elektrischen Straße verbunden, und an einem Punkt, an dem die Kabelstraßenbahn eine elektrische Straßenbahn kreuzt, sind die Tragrollen des Kabels mit den Schienen der elektrischen Straßenbahn verbunden, die direkt zum Elektrizitätswerk führt. Auf diese Weise fungieren das Kabel und die Leitung als Rückleiter.

  

  Schweißnaht, mit Laschen

Zur Vorbereitung des Schweißvorgangs wurde es als notwendig erachtet, das Gleis zu verlegen, zu stampfen, auszurichten und vollständig zu pflastern, bevor die Verbindungen geschweißt wurden. Zu Beginn wurde versucht, zuerst die Fugen zu schweißen und danach das Gleis zu stampfen und pflastern, aber das Gewicht des Schweißwagens war so groß, dass die Schiene in der Mitte nach unten gebogen und an den Enden angehoben wurde, so dass die auf diese Weise geschweißten Fügestellen zu hoch lagen.
 
Die Fahrbahn wird zunächst auf die erforderliche Tiefe ausgepflügt. Dann werden sechs Zentimeter Makadam eingeworfen und festgewalzt. Auf die gerollte Oberfläche werden die behauenen Schwellen aus Weißeiche im Abstand von drei Fuß (0,9m) gesetzt. Die Schienen werden dann mit Nägeln auf den Schwellen befestigt, das Gleis wird ebenerdig gestopft und bis zur Oberkante der Schwellen aufgefüllt. Die Schienen sind dann bereit für das Schweißen der Verbindungen.

  

Dieser Transformator ähnelt einem gewöhnlichen vierpoligen 100-Kilowatt-Dynamo von General Electric. Um den Wechselstrom zu erhalten, werden vier Leitungen von den Wicklungen in gleichen Abständen um den Anker herum abgezogen und zu zwei Kollektorringen auf der Ankerwelle geführt. Die Drehzahl des Transformators beträgt etwa 1.100 Umdrehungen pro Minute, so dass die Periodizität des Wechselstroms etwa 4.400 pro Minute beträgt. Der Wechselstrom von den Kollektorringen gelangt über eine Regelinduktionsspule mit beweglichem Eisenkern zur Schweißmaschine, die hier illustriert ist.

Diese Maschine ist an einem Kran aufgehängt, so dass sie über jede Schiene gesetzt werden kann, und ist einfach ein Wechselstromtransformator in großem Maßstab, bei dem der Schienenstoß den Sekundärkreis vervollständigt. Sie wurde von der Thomson Electric Welding Company hergestellt und funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ihre bekannten Maschinen. Die Isolierung der Spulen besteht aus Paraffinöl, und die Sekundärwicklung besteht aus einer einzigen Windung eines riesigen Bündels von Kupferblechstreifen. Diese Streifen führen zu zwei Kupferkontaktplatten, zwischen denen die Schweißung erfolgt. Der Abstand zwischen den Platten wird durch ein Kniegelenk gesteuert, das durch eine Schraube betätigt wird, die so angeordnet ist, dass durch eine leichte Drehung der Schraube ein großer Druck auf die Schweißnaht ausgeübt werden kann.
  

  Die fertiggestellte Strecke

   

Der größte Teil der Zeit wird für die Vorbereitung der Verbindungen, das Bewegen der Maschine, das Einrichten des Schweißers usw. aufgewendet. Die Maschine hat pro Tag innerhalb von zehn Stunden 30 bis 50 Verbindungen ausgeführt.
 
Bis zur Erstellung der vorliegenden Schrift (1894) wurden keine großen Schwierigkeiten durch Wärmeausdehnung und Schrumpfung festgestellt. Die Temperatur der Luft schwankte sehr stark. Einige der Verbindungen brachen bald nach dem Schweißen, aber es handelte sich wahrscheinlich um unvollkommene Schweißnähte. Diese Verbindungen wurden neu verschweißt, sobald der Bruch entdeckt wurde. An den wärmsten Tagen war bisher kein Knicken zu erkennen. Die Strecke wird so bald wie möglich nach dem Schweißen verfüllt, aber bei mehreren Gelegenheiten wurden 100 bis 150 Meter geschweißte Strecke mehrere Tage lang offen gelassen, ohne dass schlechte Ergebnisse erzielt wurden.
 
Die Ergebnisse waren sehr zufriedenstellend, und das Management des Unternehmens ist sehr zuversichtlich, was das Ergebnis des Experiments betrifft. G. Milton Brown, von der Johnson Company, ist für den Betrieb verantwortlich.

   

 

               — Thomson-Schweißen, 1910   

1. Richard McCulloch: Electric Track Welding at St. Louis. The Street Railway Review. Windsor & Kenfield Publishers, Chicago, 1894, p. 263-266.