DE397766C - Verfahren zur Herstellung eines zum Schmelzen und Zerstaeuben von Metallen geeigneten elektrischen Lichtbogens - Google Patents

Description

Es sind bereits Verfahren, sogenannte Metallspritzverfahren, bekannt, bei denen das Metall von einem oder mehreren Drähten durch die Einwirkung eines elektrischen Lichtbogens geschmolzen wird, den man zwischen den Drähten herüber- und hinüberspringen läßt. Das geschmolzene Metall wird hierbei unter der Einwirkung eines komprimierten Luft- oder Gasstrahles zerstäubt und auf die Fläche geschleudert oder gespritzt, die man j mit diesem Metall bedecken will, und auf , welcher die feinen Metallteilchen eine Deckschicht bilden. Bei dieser Art von Verfahren besteht die größte Schwierigkeit darin, zu erreichen, daß der elektrische Lichtbogen stabil und regelmäßig ist und nicht unter dem Einfluß der komprimierten Luft, die das geschmolzene Metall fortschleudert, unterbrochen wird oder zum mindesten, wenn er durch die Druckluft oder aus irgendeinem Grunde ausgelöscht ao bzw. unterbrochen wird, sich sofort wieder selbsttätig entzündet.

Zur Behebung der erwähnten Schwierigkei hat man bereits versucht, einen elektrischen Strom von hoher Frequenz mit dem den Licht bogen speisenden Wechselstrom von normaler Spannung und Frequenz zu kombinieren, doch ist es bei den bisher versuchten Anordnungen nicht, gelungen, ein industrielles, also praktisch verwertbares Arbeiten der Anlage zu erreichen, noch vollständig zu vermeiden, daß ίο der Hochfrequenzstrom durch die Speiseleitung des Lichtbogens verläuft und hierdurch Störungen oder Schaden in den mit dieser Speiseleitung verbundenen anderen Apparaten verursacht.

Das Wesen der Erfindung liegt also in einer derartigen Ausbildung des Verfahrens und der Anlage, daß diese Nachteile der bekannten Anordnungen vollkommen vermieden werden, und die Erfindung besteht darin, daß von der ao Hauptspeiseleitung zwei Transformatoren abgeleitet werden, von denen der eine einen Strom von verhältnismäßig niedriger Spannung zur Speisung des elektrischen Lichtbogens liefert, während der andere Transformator einen Hochspannungsstrom liefert, der einen oszillierenden Stromkreis speist, der aus einem Kondensator, einem Entlader (Funkenstrecke) und einem Transformator von hoher Frequenz besteht zum Zwecke, einen Strom von genügend hoher Frequenz, um nicht gefährlich zu sein, zu erzeugen, welcher dem Strom von niedriger Spannung hinzugefügt wird, den der erste, den Lichtbogen speisende Tiansformator entwickelt. Auf diese Weise wird es ermöglicht, einen Hochfrequenzstrom von verhältnismäßig großer Potenz anwenden zu können, welcher die zwischen den beiden Elektroden des Lichtbogens liegende Luft intensiv ionisiert, und im Falle, daß aus irgendeinem Umstände der Lichtbogen unterbrochen wird, bewirkt, daß infolge der ionisierten Luft sofort wieder der Funke zwischen den beiden Elektroden herüberspringt und so der Lichtbogen wieder hergestellt wird. Durch eine Anordnung entsprechend der Erfindung, gemäß d>_r ein Transformator angewendet wird, um einen Strom von niedriger Spannung zur Speisung des Lichtbogens zu erhalten, und gemäß welcher gleichzeitig ein Kondensator mit diesem Transformator kombiniert wird, wird erreicht, daß mit Sicherheit vermieden wird, daß der Hochfrequenzstrom nach der allgemeinen Speiseleitung verläuft und in den in diese eingeschalteten Apparaten Störungen und Schaden verursacht.

Auf der Zeichnung ist eine elektrische Einrichtung dargestellt, mittels derer das Verfahren entsprechend der Erfindung auszuführen ist.

Abb. ι ist ein allgemeines Schema der Einrichtung,

Abb. 2 ein Aufriß im Schnitt nach der Linie II-II der Abb. 3 eines Baubeispiels der Einrichtung und

Abb. 3 ein senkrechter Schnitt nach der Linie IH-IH der Abb. 2.

Auf den Zeichnungen stellt 1 die Eintrittsoder Einführungsklemmen der ganzen Anlage dar, die an die Zuführungsleitung 14 des elektrischen Wechselstroms angeschlossen sind, und 12 stellt die Aus- oder Abführungsklemmen · dar, die an die Elektroden des Lichtbogens angeschlossen sind. An die Klemmen 1 ist die Primärwicklung eines Transformators 3 angeschlossen, der einen zur Speisung des oszillierenden Stromkreises geeigneten Hochspannungsstrom liefert. Wenn z. B. die Leitung 14 einen Wechselstrom von 220 Volt und 50 Perioden liefert, so kann der Transformator von */₂ Kilovoltampere sein, der die Spannung von 220 Volt auf 6000 Volt erhöht. Um das Arbeiten dieses Transformators nach Belieben einregeln zu können, wird in Serie mit der Primärwicklung eine regelbare Induktanz 2 eingeschaltet. Diese Induktanz besteht aus einem U-förmigen Kern 20 mit Spulen 21 um seine beiden Schenkel. Im Zwischenraum zwischen den oberen Enden dieser Schenkel ist eine magnetische Brücke gleitbar angeordnet, deren Stellung von außen her mittels des Handrades 23 eingeregelt werden kann. Auf diese Weise kann die Selbstinduktion der Spulen 21 geändert und der Transformator 3 eingeregelt werden.

In Serie mit den beiden Enden der Sekundärwicklung des Transformators 3 sind Reaktanzspulen 4 geschaltet, die auf der in Abb. 1 dargestellten Weise an einen oszillierenden Stromkreis angeschlossen sind, der aus einem Kondensator 5, einem Entlader oder Funkenraum 6 und der Primärwicklung 8 eines Hochfrequenztransformators besteht. Die Sekundärwicklung 9 dieses Hochfrequenztransformators ist mit einem Ende direkt mit einer der Klemmen 12 verbunden, während ihr anderes Ende, wie in Abb. 1 dargestellt, in Serie an die Sekundärwicklung des den Lichtbogen speisenden Transformators 11 angeschlossen ist. Um den Durchgang des Hochfrequenzstromes zu gestatten, wird eine Abzweigleitung mit inem Kondensator 10 angeordnet. Die Primärwicklung des Transformators 11 wird durch die von den Klemmen 1 abgeleitete Leitung gespeist, und dieser Transformator liefert einen für das Arbeiten des elektrischen Lichtbogens geeigneten Strom von verhältnismäßig niedriger Spannung. Z. B. kann dieser Transformator 11 im vorliegenden Fall ein Transformator von 2 Kilovoltampere sein, der die Spannung von den 220 Volt der Leitung 14 auf 110 Volt reduziert.

Um zu verhindern, daß im Entlader 6 ein

permanenter Lichtbogen entsteht, in welchem Falle kein Hochfrequenzstrom erzeugt würde, wird gegenüber dem Entlader 6 eine Düse 7 angeordnet, aus welcher auf den Funken ein Strahl von Druckluft oder von einem geeigneten Gas gerichtet wird, der sofort jeglichen kontinuierlichen Bogen auslöscht, welcher sich etwa zwischen den zwei Spitzen des Entladers 6 bilden könnte.

Bei der dargestellten Anordnung ladet der in der Sekundärwicklung des Transformators 3 entwickelte Hochspannungsstrom nach seinem Durchgang durch die Reaktanzspulen 4 den Kondensator 5, welcher sich durch den Raum 6 und die Primärwicklung 8 des Hochfrequenzstromes entladet, indem auf diese Weise ein Hochfrequenzstrom entwickelt wird, welcher zu den Austrittsklemmen 12 und mithin zum Lichtbogen geht. Die Reaktanzspulen 4 dienen zur vollständigen Sicherung dagegen, daß der Hochfrequenzstrom nicht zur Sekundärwicklung des Transformators 3 übertreten kann. Der von der Sekundärwicklung 9 des Transformators herkommende Hochfrequtnzstrom geht durch den Kondensator 10 und auf die Klemmen 12 zu, ohne infolge seiner Selbstinduktion durch die Sekundärwicklung des Transformators 11 gehen zu können. Dagegen kann der in dieser Sekundärwicklung entwickelte Niederspannungsstrom nicht durch den Kondensator 10 gehen, sondern wird gezwungen, die Sekundärwicklung 9 des Hochfrequenztransformators zu durchlaufen und sich nach den Klemmen 12 zu wenden. Die Speiseleitung 14 ist an keiner Stelle metallisch mit dem durch den Hochfrequenzstrom durchlaufenen Stromkreis verbunden, und auf diese Weise wird also vermieden, daß der Hochfrequenzstrom sich nach der Speiseleitung verlaufen und weder in der Speiseleitung oder an der Speiseleitung angeschlossenen Apparaten Schaden verursachen kann.

Wie aus den Abb. 2 und 3 ersichtlich, ist die gezeichnete aus den erwähnten Apparaten bestehende Anlage in einem Gestell oder Rahmen 15 angeordnet, der im Innern eines Kastens 16 untergebracht ist, der, wie dies bei den Kästen von Transformatoren üblich ist, mit Öl angefüllt ist. Der Rahmen 15 ist vorteilhafterweise am Deckel 17 des Kastens aufgehängt, der mit Ringösen 18 versehen sein kann, um die ganze Apparatur hochheben zu können. Der Kasten 16 ist aus Wellblech hergestellt, um die Kühlungsoberfläche zu vergroßem.

Die in dieser Art angeordnete Einrichtung enthält in gedrängter Form alle elektrischen Apparate, die zum Arbeiten eines Metallspritzapparates mit elektrischem Lichtbogen erforderlich sind, und ihre Handhabung ist bequem und einfach, denn es genügt, die Klemmen 1 mit einer Stromspeiseleitung und die Klemmen 12 mit dem Lichtbogen zu verbinden, während die Düse 7 an eine Rohrleitung angeschlossen wird, durch die die zur Fortschleuderung des durch den Lichtbogen geschmolzenen Metalls verwendete Druckluft oder Druckgas strömt. Während des Arbeitens der Einrichtung brauchen irgendwelche Handgriffe außer zur Nachreglung der Induktanz 2 mittds ds Handrades 23 an dem Apparat nicht vorgenommen zu werden. Der mittels eines Apparates der dargestellten Art erzeugte Lichtbogen kann auch für Zwecke der Lichtbogenschweißung benutzt werden.

Claims (3)

-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines zum Schmelzen und Zerstäuben von Metallen geeigneten elektrischen Lichtbogens, dadurch gekennzeichnet, daß an die allgemeine Wechselstromspeiseleitung zwei Transformatoren angeschlossen werden, von denen der eine einen Niederspannungsstrom zur Speisung des Lichtbogens und der andere einen Hochspannungsstrom zur Speisung eines oszillierenden Stromkreises liefert, indem so ein Hochfrequenzstrom hergestellt wird, der dem durch die Sekun- därwicklung des ersten, den Lichtbogen speisenden Transformators gelieferten Niederspar.nungsstrom hinzugefügt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Anordnung einer regelbaren Induktanz in Serie mit der Primärwicklung des den Hochspannungsstrom liefernden Transformators, gleichzeitig den die Ionisierung des Lichtbogens bewirkenden Hochfrequenzstrom und den den Bogen speisenden Niederspannungsstrom einzuregeln.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch die Anordnung der Sekundärwicklung des Hochfrequenztransformators in Serie mit der Sekundärwicklung des den Lichtbogen speisenden Niederspannungstransformators, wobei eine abgezweigte Leitung mit einem Kondensator angeordnet wird, um den Durchgang des Hochfrequenzstromes zu gestatten, ohne daß dieser jedoch durch die Sekundärwicklung des Niederspannungsstromtransformators fließen kann.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.