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Elektrodenstab mit mehreren voneinander isolierten Metallteilelektroden zum Schweissen bzw. Schneiden durch den elektrischen Lichtbogen.
Für das Lichtbogenschweissen wurde schon die Verwendung von mehreren metallischen nebeneinander angeordneten und voneinander isolierten Teilelektroden vorgeschlagen, wobei diese Teilelektroden miteinander verbunden sind, um einen einzigen Stab zu bilden.
Nun wurde gemäss der Erfindung gefunden, dass die Verwendung einer solchen Anordnung sich nur dann besonders gut bewährt, wenn man dem Metallteil einer jeden Teilelektrode einen Querschnitt gibt, der nicht von einem ganzen Kreis begrenzt ist, welche Kreisform ansonsten im allgemeinen in der Praxis der Lichtbogenschweissung verwendet wird, und ferner, dass die Gruppierung der Teilelektroden in dem fertigen einheitlichen Stab, d. h.
die Anordnung der Querschnitte dieser Elektroden zueinander derart gewählt ist, dass die Linie, welche die Schwerpunkte der Querschnitte der Teilelektroden miteinander verbindet eine möglichst geringe Länge erhält, dabei aber der Isolierung welche die Teilelektroden voneinander trennt, doch noch eine genügende Stärke gegeben wird, um zu verhindern, dass die von den Teilelektroden abfallenden Tropfen geschmolzenen Metalles die Teilelektroden unter sich kurzschliessen. Hiebei weisen die Berührungspunkte der jeder Elektrode entspringenden Einzellichtbögen mit dem zu schweissenden Stück den kleinsten mit einer guten Ausführung der Schweissung zu vereinbarenden Abstand zwischen sich auf.
Dies ist besonders dann nötig, wenn es sich um die Ausführung einer Schweissung am Boden der Absehrägung handelt, die man für die Schweissung von stärkeren Stücken vornimmt.
Fig. 1, 2 und 3 der Zeichnung zeigen beispielsweise drei Querschnitte von erfindungsgemäss ausgeführten Stäben ; Fig. 4 ist dazu bestimmt, die Anordnung der Fig. 1 zu erklären. Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines Beispieles für die Schaltung des für die Verwendung obiger Elektroden benutzten elektrischen Stromkreises.
Gemäss Fig. 1 besteht der Elektrodenstab aus zwei Metallteilelektroden A, B, deren Querschnitt dreieckig ist. Diese durch eine Isoliermasse voneinander getrennten Teilelektroden sind derart angeordnet, dass in der so erhaltenen Gruppierung die Strecke D-E, welche die Schwerpunkte der Flächen A und B miteinander verbindet, kürzer ist, als es bei jeder andern Stellung von A zu B der Fall wäre, z. B. bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung.
In Fig. 2 ist der Querschnitt jeder Teilelektrode A und B ein Kreissegment und beide Segmente sind so angeordnet, dass ihre flachen Seiten sich gegenüber liegen. Die'Querschnitte der Teilelektroden können ähnlich oder verschieden sein. Bei diesen Elektroden soll die Dicke des Isoliermaterials I der Fläche des Querschnittes der Elektroden angepasst werden : z. B. 1 mm für eine Gesamtfläche von 15 mm2 und 2 mm für 60 mm2 ; wenn man weit unter diese Zahlen heruntergehen sollte, so würde man Gefahr laufen, dass die von jeder Elektrode abfallenden Tropfen schmelzenden Metalles sich vor ihrem Ablösen vereinigen, wodurch die beiden Elektroden des Stabes kurzgeschlossen würden.
In gewissen Fällen ist es ferner zweckmässig, dass die Verbrennung bzw. das Abschmelzen des Stoffes I etwas langsamer vor sich geht als das Abschmelzen der Elektroden, um die Trennung der beiden Lichtbogen durchzuführen ; dieses erhält man z. B. dadurch, dass für 1 verkieselte Pappe verwendet wird.
Der so gebildete einheitliche Stab kann mit den bei der elektrischen Lichtbogenschweissung üblichen Stoffen überzogen werden. Diese Umhüllung, wenn genügend isolierend, kann unter Druck eingespritzt werden, um in den leeren Luftraum zwischen die zwei Stäbe einzudringen ; in diesem Fall bildet die
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Umhüllung das Isoliermaterial. Jedoch kann dieser Überzug auch im voraus auf jeder Teilelektrode oder auf der zwischen denselben vorgesehenen Isoliermasse unter Wahrung der oben erwähnten Bedingungen vorgenommen werden. In letzterem Fall wird man zweckmässig als Isoliermaterial einen blattförmigen
Stoff, wie z. B.
Pappe, verwenden, die auf beiden Seiten mit Klebstoff, beispielsweise arabischem Gummi, bestrichen wird ; alsdann wird jede Seite mit einem Überzugsstoff, beispielsweise einem oder mehreren desoxydierenden Mitteln, wie Kieselmangan, bei der Schweissung des Eisens oder des Stahles bestreut, damit die Schweissstelle vollkommen gesund, blasenfrei und bei 1000 oder 1100 C ohne Bruchbildung hämmerbar wird. Nachdem das Ganze getrocknet ist, werden Streifen von der gewünschten Breite ausgeschnitten und es bleibt nur noch übrig, den Streifen zwischen zwei flache Teile zu legen und das
Ganze in der oben angegebenen Weise zusammenzubinden. Man könnte auch das arabische Gummi und den Überzugstoff auf die flachen Teile der Stäbe auflegen.
Diese Ausführungsarten einer Elektrode bzw. eines Stabes, worin der Fluss in der Mitte zusammengehalten wird und zwischen den flachen Teilen verbleibt, können offenbar auch in anderen Fällen Verwendung finden.
Jede Elektrode kann übrigens auf ihrer mit der Isolierung in Berührung stehenden Seite Aussparungen oder Rillen aufweisen, die den Fluss enthalten. Fig. 3 zeigt beispielsweise eine solche Anordnung, die namentlich bei der Gusseisenschweissung Verwendung finden kann ; A und B sind alsdann aus Gusseisen gegossene Elektroden und der Graphit G wird in den inneren Kanälen angeordnet ; I ist auch in diesem Falle die Isoliermasse.
Der fertige einheitliche Stab, der in seinem mittleren Teil die mit einem Zusatz bestrichen Isoliermasse enthält, kann ebenfalls mit einem Überzug versehen werden. Übrigens können gewisse Überzugsstoffe selbst die Isoliermasse bilden.
Die Stäbe nach den Fig. 1, 2 und 3 können z. B. nach dem Schaltungsschema der Fig. 5 entweder mit Dreileiterzweiphasenstrom oder mit Drehstrom verwendet werden. In beiden Fällen werden zwei Verteilungsdrähte mit je einer der beiden Teilelektroden und der andere Draht mit dem zu schweissenden Stück verbunden.
Dieselben Stäbe können mit Gleichstrom oder Einphasenstrom verwendet werden, um die Lichtbögen zu teilen ; alsdann werden alle Teilelektroden des Stabes mit demselben Verteilungsleiter verbunden.
Wenn man schliesslich wünscht, in die Schweissung ein durch den Lichtbogen nicht durchflossenes Zusatzmetall einzuführen, so ist es ein Leichtes, dieses Zusatzmetall mit den Teilelektroden, beispielsweise in Form eines Metallstabes zu vereinigen, um eine zusammengesetzte Elektrode, wie z. B. die in Fig. 6 dargestellte, zu bilden. In dieser Figur wird zu den beiden identischen, erfindungsgemäss angeordneten Teilelektroden A und B ein in derselben Weise angeorneter Metallstab 0 von gleichem Querschnitt hinzugefügt, was den Vorteil hat, dass derselbe den Einzellichtbögen möglichst nahe gebracht wird.
Bei der Anordnung Fig. 7 wird der Zusatzmetallstab a zwischen den beiden Lichtbögen angeordnet und liegt somit zwischen den beiden Teilelektroden A und B ; derselbe wird von jeder dieser Elektroden durch eine dünne Isolierschicht I isoliert und das Gebilde 1-G-l muss die gewünschte Stärke erhalten, wie für die Isolierung 1 in den Fig. l und 3 oben erwähnt. In diesen beiden Fig. 6 und 7 wird C durch den Strom nicht durchflossen.
Wie ersichtlich eignet sich dasselbe Profil des erfindungsgemäss ausgeführten Elektrodenstabes bei seiner Verwendung zu verschiedenen Kombinationen und kann mit verschiedenartigen Strömen verwendet werden ; durch eine entsprechende Anordnung der Elektrodenhalterklemme ist es möglich, die verschiedenen gewünschten Verbindungen zu den einzelnen Teilen des Stabes durchzuführen.
Betreffend das Halten eines solchen Elektrodenstabes durch den Elektrodenhalter ist noch folgendes zu bemerken. Wegen der Hitze die durch den Strom am Kontakt des Halters mit der Elektrode entwickelt ist, ist es zweckmässig, um die elementaren Elektroden voneinander getrennt zu halten, in der Zone, wo der Stab durch den Halter eingefasst ist, ein Isoliermaterial zu verwenden, dessen Isolierfähigkeit und Feuerbeständigkeit höher sind als in den andern Zonen des Elektrodenstabes ; ausserdem wird zweckmässig diesem Isoliermaterial eine solche Gestalt gegeben, dass sie jede unrichtige Handlung vermeidet, wenn man den Elektrodenstab in den Halter einbringen will.
So wenn das Isoliermaterial des Elektrodenstabes Pappe ist, so kann diese in dem Ende des Stabes, welches durch den Halter umfasst wird, durch Hartgummi oder Fiber ersetzt werden ; ausserdem steht dieses Isoliermaterial aus den metallischen Kernen hervor.
Die Fig. 8 und 9 zeigen das Ende eines Elektrodenstabes gemäss vorliegender Angabe ; Fig. 8 ist eine perspektivische Zeichnung und Fig. 9 ein Schnitt.
Bei diesen Figuren ist der Elektrodenstab durch zwei Halbelektroden A und B gebildet, welche durch einen isolierenden Streifen 0 aus Pappe voneinander getrennt gehalten werden. In einer gewissen Entfernung vom Ende des Stabes wird C durch ein Stück D aus Hartgummi ersetzt mit derselben Dicke als 0 ; D ist aber mit zwei entgegengesetzten Auswüchsen E und F versehen, welche dazu bestimmt sind, das Stück D auf den Elektroden A und B festzuhalten und ausserdem die Verwendung des Stabes bei jeder Umfassung durch die Backen des Halters anders als in der Lage x, ?/zu vermeiden ; so ist die Kurzschliessung von A und B durch den Halter unmöglich. Natürlich ist die Backe x mit einer Phase des Stromes und die Backe y mit der andern Phase verbunden.