Johnson-Schweißen, 1894

Die Firma Johnson verwendete 1894 beim Verlegen von Straßenbahngleisen in Brooklyn das elektrische Presschweißverfahren der Firma Thomson, das im folgenden Artikel beschrieben wird:

Elektrisches Schienenschweißen in Brooklyn

Schienenschweißen bei Johnson Co, 1894
The Street Railway Journal. Band X, Nr. 7, Juli 1894, S. 460.^[1]

Die Arbeiten am Gleisbau der Nassau Electric Railway in Brooklyn an der 39th Street in South Brooklyn gehen (im Juli 1994) zügig voran.
     
Aus den Plänen dieser Gesellschaft, die bereits im Street Railway Journal veröffentlicht wurden, geht hervor, dass in diesem Sommer (d.h. 1894) zwischen 80 und 100 Kilometer Gleise verlegt werden sollen und dass die Gesellschaft die endgültige Installation eines überaus wichtigen Systems in Brooklyn in Erwägung zieht. 

Abb. 1. — Rail welding Equipment — Nassau Electric Railway, Brooklyn.

A. L. Johnson aus Cleveland, Ohio, ist einer der Investoren und Präsident der Nassau Electric Railway Company, deren Bauarbeiten unter der Leitung von Herrn Heffton aus Johnstown, Pennsylvania, durchgeführt werden.

Es werden durchgehend elektrisch geschweißte Schienen verwendet. Abb. 1 zeigt einen Blick auf die (von der Firma Thomson gelieferte) Elektroschweißmaschine, der jetzt an der 39th Street in der Nähe der Fifth Avenue arbeitet. Diese Maschine unterscheidet sich in einer Reihe von Einzelheiten von der in St. Louis und anderswo eingesetzten Maschine, da sich die Ausrüstung in zwei statt in einem Wagen befindet.

Der vom Betrachter in Abb. 1 am weitesten entfernte Wagen enthält den Transformator oder Motordynamo. Dieser wird mit Strom betrieben, der der Oberleitung entnommen wird, die zur Zeit ihren Strom aus dem Kraftwerk der Atlantic Avenue Railroad Company erhält. Leitungen von diesem Motordynamo leiten einen Wechselstrom mit einer Spannung von 300 Volt, zum vorderen Wagen. In diesem befindet sich die Schweißmaschine, die aus einer riesigen, unmagnetischen Klammer aus Rotguss besteht, die sich auf einem von einem Hydraulikzylinder betätigten Rahmen abstützt.

Der 300-Volt-Strom wird an der Verwendungsstelle in einen Wechselstrom von etwa vier Volt und 50.000 Ampere umgewandelt, wobei die Strommenge durch eine auf dem vorderen Wagen mitgeführte Blindstromspule variiert wird.

Abb. 2. — Innenraum des Transformatorwagens in Brooklyn.

 
Wenn die Schienen verlegt werden, stoßen die Enden von zwei von drei Verbindungsstellen stumpf aneinander, und an der dritten Verbindungsstelle bleibt ein Zwischenraum von einem Sechzehntel Zoll (1,6 mm). Der Prozess des Schweißens läuft dann wie folgt ab: Die Seiten der Stege in einem Abstand von drei bis dreieinhalb Zoll vom Ende an jeder Verbindungsstelle werden mit einem Schmirgelrad geschliffen, das auf einem Hilfswagen montiert ist. Auf diese Weise wird ein guter Kontakt an allen Punkten hergestellt und eine perfekte Schweißnaht gewährleistet. An den Stoßstellen werden dann auf jeder Seite des Stoßes zwei weiche Stahlstücke, die sich in ihrer Form an die Schiene anpassen, angebracht, insgesamt vier Stücke, zwei für den Schienenkopf und zwei für den unteren Flansch. Die Backen der Klemme werden dann durch ein Handrad zusammengepresst, um die Stahlteile an der Fügestelle fest auf die Schiene zu spannen.
    

Abb. 3.— Verfahren zum Schweißen von Schienen.

 
Der Strom wird eingeschaltet, um die Stahlteile schnell miteinander und mit der Schiene zu verschmelzen. Gegen den Schienenkopf wird ein Nicht-Wärmeleiter gepresst, so dass der Zustand der Schiene an der Verbindungsstelle nicht verringert wird.

Ein Wasserkreislauf wird im Schweißgerät aufrechterhalten, um es während des Prozesses kühl zu halten. Wenn die Stoßstellen nicht stumpf aneinanderstoßen, wird ein dünner Schienenabschnitt zwischen die Enden geschoben, so dass es zu keinem Bruch der Schiene kommen kann. Nach Abschluss des Schweißvorgangs, der etwa dreißig Sekunden dauert, wird die Klemme entfernt, und die Verbindung ist einsatzbereit.

Die Schienen werden außerdem für die Rückführung des Stroms im Stromkreislauf  alle 183 m (600 ft) untereinander von Schiene zu Schiene  durch das Aufschweißen einer Flachstahlstange mit einem Querschnitt von 12,7 x 63,5 mm (½ x  2½ Zoll) miteinander verbunden. Auf einer zweigleisigen Strecke sind die Innenschienen jedes Gleises ebenfalls durch ähnliche Stäbe verbunden, die ebenfalls alle 183 m (600 ft) angeordnet sind.

1. Electric Welding in Brooklyn. In: The Street Railway Journal. Band X, Nr. 7, Juli 1894, S. 460.