DE154335C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

M 154335 KLASSE 21 Ä.

Das den Gegenstand der Erfindung" bildende Verfahren ermöglicht beim Schmelzen, Löten und Schweißen von Metallen und Erzen die Anwendung des für sich gebildeten elekirischen Lichtbogens unter Mitwirkung geeigneter Gase zur Aufhebung seiner schädlichen Einflüsse auf das Zusatzmaterial oder zur Erzielung einer reinen und vollkommenen Verbrennung der Kohlenelektroden; die diesem

ίο Verfahren dienenden Apparate gestatten, beide Zwecke zu vereinigen.

Je nach der Aufgabe und dem Material kann die Anwendung reduzierender und brennbarer Gase, ζ. Β. des Wasserstoffes, als Schutz des Schmelzmaterials vor den schädlichen Einflüssen des Lichtbogens, seiner Verbrennungsprodukte und des ozonisierten Sauerstoffes benutzt werden, oder die Anwendung von die Verbrennung fördernden Gasen, z. B.

des Sauerstoffes, zur Herbeiführung einer absoluten Verbrennung und Herstellung einer von Zwischenprodukten freien Wärmequelle. Das neue Gaslichtbogenverfahren setzt die Benutzung röhrenförmiger vertikaler Elektroden voraus, wie beispielsweise die Anordnungen in den Zeichnungen (Fig. 1 und 2) zeigen, und läßt u. a. die Zuhilfenahme von bekannter, zu anderen Zwecken schon früher angewendeter magnetischer Beeinflussung des Lichtbogens zu.

Jedenfalls soll der Lichtbogen wieder, wie bei dem durch Patent 68938 geschützten Verfahren, als selbständige Wärmequelle dienen, nur ohne Benutzung der Ablenkung durch das dort beschriebene magnetische Feld. Nachteile, wie sie bei den in den Patent-

Schriften 38011 und 65892 beschriebenen Verfahren eintreten, sind bei dem neuen Gas-Lichtbogenverfahren ausgeschlossen, da der zu bearbeitende Gegenstand bei der Bildung des Lichtbogens nicht als Elektrode benutzt wird. Für das erstere der beiden letztgenannten Verfahren waren auch Vorschläge zur Beseitigung der beim Schmelzen der Metalle schädlichen Nebenwirkungen des Lichtbogens gemacht worden und hatten ihren Ausdruck in dem Verfahren der Patentschrift 46550 gefunden, das aber mehr die rein metallurgischen Vorgänge beim Schmelzen der Arbeitsobjekte berücksichtigen wollte und nur nebenher eine Behandlung der Schweißstelle selbst mit reduzierenden und sauerstofffreien Gasen empfahl.

Diese erwies sich jedoch ebenso unwirksam wie die Behandlung mit Undefinierten Gasmengen, die sich seither nach den verschiedensten Vorschlägen durch die Lichtbogenhitze aus festen und flüssigen Kohlenwasserstoffen, Harzen usw. entwickeln und in irgend einer unbekannten Weise auf das Metall einwirken sollten.

Die bei der örtlich beschränkten Wirkung des Lichtbogens plötzlich auftretende enorm hohe Temperatur und die dem Übergange des Stromes an den Elektroden eigene starke Bewegung schließen bei den bisherigen Lichtbogenverfahren die Wirkung von Kohlenwasserstoffen auf das Schmelzobjekt wie auf den Lichtbogen aus; es wurde dies vom Erfinder bereits im Jahre 1888 in der Ver-Suchswerkstatt in Tegel festgestellt. Ebenso blieben bei dem ersten, in der Patent-

schrift 68938 beschriebenen Verfahren, wie die Versuche, im Jahre 1892 ergaben, Füllungen und Tränkungen von Kohlen, sowie die Verwendung von Gasgemischen aus dem oben angegebenen Grunde ohne Erfolg, zumal noch Stellung und Lage der Elektrodenspitzen einem solchen Einflüsse hinderlich sind.

Das neue Gaslichtbogenverfahren gibt dagegen die Möglichkeit, reine einfache Gase und solche fester Zusammensetzung und bekannter Wirkung neben dem Lichtbogen zum Schütze des Schmelzmaterials wie zur Erzielung einer vollkommenen Verbrennung der Kohlenelektroden in einem Schmelz- usw.

Apparat in wirksamer Weise zu verwenden. Es wird dies u. a. ermöglicht durch eine zentrische Anordnung der Elektroden und Benutzung von nur röhrenförmigen Kohlenzylindern , die eine axiale Bewegung gegeneinander wie auch die eines Metallstabes in einer Gasatmosphäre gestatten, eine Bewegung, die sowohl mit der Hand, wie selbsttätig durch elektrische Regulierapparate nach Art der Bogenlampen werke herbeigeführt werden kann. Die beiliegenden Zeichnungen beziehen sich auf Handregulierapparate.

Fig. ι und 2 sind schematische Darstellungen, welche in Fig. 1 Prinzip und Wirkungsweise eines Apparates mit einem Kohlenzylinder als Außenelektrode und einem ebenso gestalteten Kohlenzylinder als Innenelektrode, sowie in Fig. 2 die eines Apparates veranschaulichen, bei welchem der Lichtbogen zwischen Innen- und Außenelektrode oder zwischen Innenelektrode und Metallstab beliebig gebildet werden kann.

In Fig. ι erscheinen innere und äußere Elektroden vollkommen getrennt, jene durch den Hebel 5 beweglich, diese festgehalten von dem Halter c.

Der Halter d der inneren Elektrode b ist mit dem Hebel s durch ein Scharnier verbunden, das bei Bewegung des Hebels s die senkrechte Stellung dieser Elektrode sichert.

Die zentrisch axiale Bewegung derselben zum unbeweglichen Kohlenzylinder α wird durch das auf dem drehbaren Rohre m angebrachte Handrad η eingeleitet. Dieses Rohr sitzt auf dem Halter bezw. Rundstab o, welcher in den Handgriff^ endigt, und trägt außer dem Handrad ein konisches Zahnrad i, welches in das wagerecht und rechtwinklig zu ihm gelagerte konische Rad h eingreift, um die Schraubenspindel am hinteren Ende des gebogenen, in t auf 0 drehbaren, doppelten Hebelarmes zu bewegen. Es bedarf kaum des Hinweises, daß die Bewegung der Innenelektrode in der verschiedensten Art, auch elektrisch und selbstregulierend, herbeigeführt werden kann.

Der Kohlenhalter c der äußeren Elektrode ist an dem Halter bezw. Rundstab 0 befestigt und trägt, isoliert durch die Schicht f, den mit Bohrungen versehenen ringförmigen Behälter e mit dem Gaseintrittsrohr \. Auf dem Behälter ruht, mit Flansch gut abgedichtet, das die innere Elektrode umfassende, streckenweise perforierte Schamotterohr g.

Das Gas kann beide Elektroden erfüllen und umgeben. Wie aus der Zeichnung Fig. I ersichtlich, kann man eine Drahtspirale bezw. einen Elektromagnet um die äußere Elektrode anordnen, um in bekannter Weise den Lichtbogen an den Enden der Elektroden zu halten.

In Fig. 2 wird die axiale Durchführung eines Metallstabes q durch die innere Kohlenelektrode b vorgesehen. Die Anordnung der inneren und äußeren Kohlenelektroden b und a und die Konstruktion des Kohlenhalters c mit Gasbehälter e sind ganz dieselben. Der Halter für die innere Kohlenelektrode ist ebenfalls derselbe wie bei Fig. 1, nur hat er zwei Stromzuführungsklemmen und die zwei Gleitrollen r r' für den Metallstab, von welchen Rolle r federt, dagegen die Rolle r' fest angebracht und zum Antrieb durch die seitlich von dem Griff ρ und dem Rundstab 0 gelagerte Rolle / eingerichtet ist. Die Bewegung der inneren Elektrode erfolgt genau wie bei Fig. 1, wenn das auf der Röhre m sitzende Kegelrad in die Zähne des Rades h eingreift. Soll statt des inneren Kohlenzylinders der Metallstab bewegt und als Elektrode benutzt werden, so wird der zum äußeren Kohlenzylinder führende Strom auf a! umgeschaltet und die Rolle r' dadurch in Betrieb gesetzt, daß das zweite auf dem verschiebbaren Rohre m sitzende Kegelrad k in das eine leichte Kette u treibende Zahnrad I eingreift, wie die Zeichnung in Fig. 2 zeigt. Wie das Schamotterohr g kann auch der Kohlenzylinder b streckenweise perforiert sein.

Die Zuführung des Gases in den Raum der inneren Elektrode geschieht in derselben oder in ähnlicher Weise wie die des Gases in den Raum zwischen der inneren und äußeren Elektrode.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Verfahren zum elektrischen Schmelzen, Löten und Schweißen von Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtbogen entweder zwischen den Enden zweier konzentrisch angeordneter, röhrenförmiger Kohlenelektroden oder zwischen dem Ende einer dieser Kohlenelektroden und dem des im Inneren des inneren Kohlenzylinders befindlichen, als Zuschlag dienenden Metallstabes gebildet wird, wobei in den Zwischenräumen entweder ein einfaches Gas oder zwei einfache Gase getrennt oder gleichzeitig in Anwendung kommen können.

   l\
2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet , daß zwei röhrenförmige Kohlenelektroden konzentrisch angeordnet sind, in deren innerer ein Metallstab eingeführt werden kann, derart, daß die eine der beiden röhrenförmigen Kohlenelektroden von Hand oder selbsttätig axial zentrisch zur anderen und der. Metallstab zentrisch zur inneren Kohlenelektrode bewegt werden kann, während einer oder beiden röhrenförmigen Elektroden Gas zugeführt wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch entsprechende Stromschaltung abwechselnd ein Lichtbogen zwischen den Kohlenelektroden oder zwischen einer Kohlenelektrode und dem Metallstab gebildet werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.