CH155366A - Verfahren zur Herstellung von Lichtbögen und Lichtbogenbrenner zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

  Verfahren     zur    Herstellung von Lichtbögen und     Lichtbogenbrenner          zur        Durchführung    des Verfahrens.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur  Herstellung von Lichtbögen unter Anwen  dung eines neuen     Lichtbogenbrenners.    Die  nach dem Verfahren gemäss der Erfindung  hergestellten Lichtbögen sollen zum Bearbei  ten von Gegenständen dienen, insbesondere       beim        Gesteinbohren    Anwendung finden.  Nach dem neuen Verfahren wird ein einen  Lichtbogen erzeugender Brenner, der minde  stens zwei konzentrisch zueinander angeord  nete Elektroden aufweist, gegen den zu be  arbeitenden Gegenstand geführt.

   Um zu ver  hindern, dass die Elektroden ungleichmässig,  das heisst vornehmlich nur an den einander  zugekehrten Rändern abbrennen, und     da.ss     der Lichtbogen leicht von den Enden der  Elektroden, wo er unterhalten werden soll,  abwandert, kann beim     Lichtbogenbrenner     nach der Erfindung zwischen den Elektroden  eine     hZetallzwischenlage    angeordnet sein,  deren Oxyd ein metallischer Nichtleiter ist  und die eine Zündspannung gegenüber den    benachbarten Elektroden besitzt, die     grösser     ist als die Zündspannung des     Lichtbogen.     zwischen diesen benachbarten Elektroden  selbst. Durch einen Zwischenraum, der zwi  schen den Elektroden freigelassen werden  kann, kann ein neutrales Gas geleitet wer  den.

   Zusätzlich kann auch die     innerste    Elek  trode mit einer     Bohrung    versehen und durch  dieselbe ein neutrales Gas     geleitet    werden.  An Stelle des neutralen Gases kann ein  brennbares Gas     verwendet    werden;     aueli     kann man statt dessen ein zweiatomiges, ge  gebenenfalls auch mehratomiges Gas hin  durchleiten, das im     Lichtbogen    dissoziiert.  



  Das neue Verfahren, sowie ein neuer       Lichtbogenbreniler    zu dessen     Durchfiihruii(,;     werden anhand der Zeichnung     beispielsweise     erläutert:  Der Brenner besitzt zwei konzentrische  Elektroden, von     denen.die    äussere     h        rohrför-          mig    gestaltet ist und die innere Elektrode     o         umschliesst.     Zweckmässigerweise    wird auch  die innere     E        lektrode    a mit einer konzen  trischen Bohrung d versehen.

   An der Innen  seite der äussern Elektrode b ist als metal  lische Zwischenlage ein geschlitzter Kupfer  zylinder c angeordnet. Dieser besteht aus  einem dünnen Blech, das federnd anliegt. Um       Wirbelstrombildungen    zu vermeiden, ist der  Längsschlitz f freigelassen.

   Da aber gerade  bei derartigen konzentrischen Elektroden in  folge der     bifilaren    Stromführung Wirbel  ströme in hohem Masse nicht zu erwarten  sind, ist die     Schlitzung    der metallischen       Zwischenlage    c nicht unbedingt erforderlich,  und es kann daher diese Zwischenlage ge  schlossen, gegebenenfalls als ein Überzug  ausgebildet sein, der zum Beispiel auf     elek-          trolytischem    oder ähnlichem Wege her  gestellt wird. Auch kann statt des Bleches c  ein Gitter, Netz oder dergleichen Verwen  dung finden.

   Die Zwischenlage muss nicht,  wie dargestellt, an der Innenseite der äussern  Elektrode sich     befinden,    sondern sie übt auch  dieselbe Wirkung aus, wenn sie auf der  Aussenseite der     innern    Elektrode a an  gebracht ist. Auch können naturgemäss beide  einander zugekehrten Seiten der Elektroden,  also Innenseite der Aussenelektrode     und     Aussenseite der Innenelektrode, mit der  schützenden Schicht versehen sein.  



  Als Material für die Zwischenlage kann  Kupfer Anwendung finden, da die     Zünd-          spannung    zwischen Kupfer     und    Kohle höher  ist als zwischen Kohle und Kohle.     Die     Stärke der - Schicht wird     zweckmässigerweise     möglichst dünn gewählt, um eine Wärmeent  ziehung durch Leitung aus dem Lichtbogen  möglichst zu verhindern. Anderseits hat aber  die wärmeleitende Schicht an der Elektrode  den Vorteil, dass das Entstehen eines Licht  bogens an einer andern Stelle durch die  rasche Wärmeabfuhr weitgehend verhindert  wird.

   Da Kupferoxyd ein elektrischer Nicht  leiter ist, so wird ein Lichtbogen an falscher  Stelle auch durch die auftretende Oxydation       lznterdrücl#:t.    Statt Kupfer könnte auch Alu  minium oder ein anderes Metall Anwendung  finden, dessen     7ündspannung    gegenüber den    Elektroden höher ist als die Zündspannung  zwischen den Elektroden.  



  Die innere Elektrode a und das äussere       Elektrodenrohr    b werden durch Stege     gi    bis       g3    aus Isoliermaterial im Abstand voneinan  der gehalten.  



  Um eine Oxydation der     Kohleelektroden,     soweit sie nicht durch eine metallische  Schicht bedeckt sind, zu verhindern, kann  durch den     Elektrodenzwischenraum    und ge  gebenenfalls auch durch die     Bohrung    der       innern    Elektrode ein nicht oxydierendes Gas,  insbesondere Kohlensäure, Stickstoff oder  dergleichen geleitet werden, das auch zum  Hinausblasen des Lichtbogens dienen kann.  Es können auch Stickstoff mit einem gerin  gen Prozentsatz Wasserstoff, zum Beispiel       5%,    oder auch Verbrennungsgase, Abgase  oder dergleichen für diesen Zweck benutzt  werden.  



  Zur Erhöhung der     Lichtbogentemperatur     können als     Blasgase    auch brennbare Gase zu  geführt werden.  



  Eine weitere Möglichkeit zur Erhöhung  der Temperatur an der zu erhitzenden Stelle  besteht darin, dem Lichtbogen durch die  hohle Elektrode ein zwei- oder mehratomiges  Gas, insbesondere Wasserstoff, zuzuführen.  dessen Moleküle im Lichtbogen unter Wärme  aufnahme dissoziieren und an der kälteren  Arbeitsstelle sich wieder vereinigen unter Ab  gabe der angenommenen Wärmemenge. Auf  diese Weise wird ein zusätzlicher Wärme  transport aus dem Lichtbogen zur Arbeits  stelle bewirkt.  



  Um besondere Zuführungsleitungen für  das Gas zwischen den Stegen     g1    bis     g3    zu er  sparen,     bezw.    einen Druckausgleich der Gase  in den Zwischenräumen zwischen diesen  Stegen zu ermöglichen, ist es zweckmässig,  diese Stege nicht vollwandig, sondern mit       Offnungen    lt auszubilden.  



  Der     Lichtbogenbrenner    gemäss der Erfin  dung kann selbsttätig vorwärts bewegt wer  den und eine Eigenbewegung erhalten, die  dem zu erzeugenden Profil des Tunnels oder  Stollens entspricht. Vorrichtungen     hierfür         sind im schweizerischen Patent Nr. 147729  beschrieben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von Licht bögen zum Bearbeiten von Gegenständen, insbesondere zum Gesteinbohren, dadurch gekennzeichnet, dass ein einen Lichtbogen erzeugender Brenner, der mindestens zwei konzentrisch zueinander angeord nete Elektroden aufweist, gegen den zu bearbeitenden Gegenstand geführt wird.

   Il. Lichtbogenbrenner zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass zwischen den Elektroden eine Metallzwischenlage an geordnet ist, deren Oxyd ein elektrischer Nichtleiter ist, und die eine Zündspan- nung gegenüber den Elektroden besitzt, die grösser ist als die Zündspannung des Lichtbogens zwischen den Elektroden selbst. U NTERANSPRü CHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass ein Brenner verwendet wird, bei welchem eine Elek trode unter Freilassung eines Zwischen raumes, eine andere, innere, ebenfalls mit einer Bohrung versehene Elektrode rohrförmig umgibt. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass ein Brenner mit zwei Elektroden verwendet wird, bei welchem die eine Elektrode als Aussen elektrode unter Freilassung eines Zwi schenraumes, die andere, innere, ebenfalls mit einer Bohrung versehene Elektrode rohrförmig umgibt. 3. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass durch den freien Zwischenraum zwischen der Aussenelektrode und der Innenelektrode ein bei den Verhältnissen des Verfahrens neutrales Gas geleitet wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 und 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass auch durch die Boh rung der innern Elektrode ein neutrales Gas geleitet wird.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass als neutrales Gas Kohlensäure verwendet wird. G. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 3 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass als neutrales Gas Kohlensäure mit einem Zusatz von 5 Wasserstoff verwendet wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 3 und 4, dadurch ge kennzeichnet, da,ss als neutrales Gas Stickstoff verwendet wird. B. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 3 und 4, dadurch ge kennzeichnet, dass als neutrales Gas Stickstoff mit einem Zusatz von 5 % Wasserstoff verwendet wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch I und .

   Unteranspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass durch den freien Zwischenraum zwischen der Aussenelektrode und der In nenelektrode ein brennbares Gas geleitet wird. 10. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2 und 9, dadurch ge kennzeichnet, dass auch durch die Boh rung der innern Elektrode ein brenn bares Gas geleitet wird. 1l. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Gas Wasserstoff verwendet wird. 12. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiatomiges Gas verwendet wird, das im Lichtbogen dissoziiert und auf diese Weise die Wärme auf die zu erhitzenden Stellen überträgt. 13.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 2, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehratomiges Gas verwendet wird, das im Lichtbogen dissoziiert und auf diese Weise die Wärme auf die zu erhitzenden Stellen überträgt. 14. Lichtbogenbrenner nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei Kohleelektroden eine Kupfer schicht angeordnet ist. 15. Lichtbogenbrenner nach Patentanspruch II mit zwei Elektroden, dadurch gekenn zeichnet, dass die metallische Zwischen lage (c) an der Innenseite der äussern Elektrode aufgebracht ist.

   16. Lichtbogenbrenner nach Patentanspruch II mit zwei Elektroden, dadurch gekenn zeichnet, dass die metallische Zwischen- tage (c) an der Aussenseite der innern Elektrode aufgebracht ist. 17. Lichtbogenbrenner nach Patentanspruch II mit zwei Elektroden, dadurch gekenn zeichnet, dass auch die innere Elektrode (a) hohl als Rohr ausgebildet ist.

   18. Lichtbogenbrenner nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die metallische Schicht aus einem federnden Kupferblech (e) besteht, das einen längs einer Erzeugenden geschlitzten Zylinder bildet.