DE68938C - Vorrichtung zur Erzeugung einer Stichflamme aus einem DAVY'schen Lichtbogen mittelst magnetischer Felder - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT»

magnetischer Felder.

In dem D. R. P. Nr. 53502 wurde schon darauf hingewiesen, dafs die ablenkende Wirkung magnetischer Felder auf den Davy'schen Lichtbogen schon vielfach beobachtet worden ist. Weder bei den in demselben nur schematisch angedeuteten Apparaten, noch bei früheren Versuchen zur praktischen Verwendung der gedachten magnetischen Wirkung ist aber dem in dem gegenwärtigen Patent-Anspruch klar ausgesprochenen Princip der Magnetanordnung Rechnung getragen worden. Erst die Anordnung und Stellung der Magnete zu dem Lichtbogen, wie sie bei den nachbeschriebenen Apparaten gewählt ist, ermöglicht eine vollkommen parallele Ablenkung der Kraftlinien des Lichtbogens zu den Molecularströmen der Magnete. ■ . ■

i. Schweifsapparate, welche selbstthätig die Entfernung der Elektroden bezw. Kohlenspitzen, sei es im spitzen Winkel, sei es in der Horizontalen angeordnet, reguliren, so dafs sich der erzeugte horizontale Lichtbogen stets zwischen und in einer Ebene zu den parallel angeordneten Flächen zweier Polschuhe befindet.

In Fig. ι ist R ein kleiner Regulator, wie er bei Bogenlampen vielfach gebräuchlich ist, die Stellung der Kohlen K und der Magnete M zu regeln. Die Führungsstange F bewegt eine Art Nürnberger Scheere so, dafs sich die Kohlenspitzen immer in gleicher 'Lage zu den Magnetschuhen m der Magnete befinden, die aufserdem noch durch den Hebel H in geeigneter Stellung fixirt oder durch den Hebel h von Hand in- eine solche gehoben oder gesenkt werden können.

Fig. 2 zeigt eine gröfsere magnetische Schweifslampe, welche wie folgt construirt ist.

Der zu ihrer Regulirung erforderliche Strom wird durch die Klemmen a! und a" zugeleitet und geht, falls die beiden Kohlen η und n' sich berühren, durch die Windungen des Elektromagneten α und durch die Kohlen, an deren Berührungspunkten er einen Lichtbogen bildet. Stehen aber die beiden Kohlen η und ή beim Inbetriebsetzen der Löthlampe. etwas von einander entfernt, so ist der Strom gezwungen, den im Nebenschlufs zum erstbeschriebenen Weg liegenden Elektromagneten f zu durchfliefsen und denselben in der Weise zu erregen, dafs der Anker desselben in eine oscillirende Bewegung geräth. Durch diese. Bewegung wird eine in der Trommel e befindliche kleine Sperrklinke derart, in Thätigkeit gesetzt, dafs sich beim Anziehen des Ankers die Trommel und damit auch die Spindel c dreht; beim jedesmaligen Rückgange des Ankers jedoch gleitet die Klinke in der Trommel, ohne dieselbe zu bewegen. Auf diese Weise wird also eine continuirliche Drehung der. Spindel in derselben Richtung erreicht; durch diese Drehung aber verschiebt sich der Arm g, so dafs er die Kohle n' der Kohle η allmälig nähert, bis sich beide berühren. In dem Augenblick aber macht der Strom wieder, den erstbeschriebenen Weg durch denElektromagneten a, der Elektromagnet/ ist nicht mehr in der Weise erregt, dafs er seinen Anker anzuziehen vermöchte, und es

entsteht auf diese Weise wieder der Lichtbogen, so dafs nach jedesmaligem Abbrand der Kohlen der Vorgang sich wieder erneuert.

Bleibt nun so der Lichtbögen constant, so wird der eigentliche Arbeitsstrom zugeschaltet; derselbe tritt bei der Klemme / ein und verlä'fst den Apparat bei /'. Der so gebildete sehr starke Lichtbogen wird durch die von der Löthlampe selbst isolirten Magnete m in der Form einer Stichflamme abgelenkt.

Zur weiteren Erläuterung der Zeichnung sei noch bemerkt, dafs der Arm K, welcher von der Löthlampe selbst isolirt ist, deshalb verschiebbar gemacht werden mufste, weil sich herausgestellt-hat, dafs bei genauer conaxialer Stellung der Kohlen die eine in der Weise spitz abbrennt, dafs sich ihre Spitze über die andere Kohle schiebt und dadurch zu Störungen Anlafs giebt. Die Schiene c' dient zur Führung der beiden Arme g und g'. Die Gröfse des Lichtbogens kann durch die Stellschraube s innerhalb gewisser Grenzen variirt werden, und zwar in der Weise, dafs, wenn die Platte b vom Elektromagneten α angezogen wird, das Ende der Spindel c gegen die Stellschraube schlägt.

Die beiden Arme g und g' können dadurch in eine beliebige Lage gebracht werden, dafs man die Hebel h und h' zurückzieht und die Arme dann einstellt;' durch die Federn ο und o' werden dann die Zahnstangen der Arme wieder gegen die Spindel geprefst.

2. Löthapparate, bei welchen die Entfernung und Stellung der Elektroden bezw. Kohlenspitzen nicht selbsttätig, sondern mit der Hand geregelt wird oder unveränderlich ist.

In Fig. 4 ist eine elektrische Löthzange von oben gesehen, sowie in Fig. 3 in der Seitenansicht dargestellt, welche im wesentlichen aus einem getheilten Handgriff A besteht, welcher durch eine in sein Inneres eingelassene Feder/" ständig aus einander gehalten wird. Das Scharnier wird von einem in einen Träger η auslaufenden Faconstück aus Isolirmaterial umgeben, und die zu Kohlenhaltern ausgebildeten, ebenfalls von einander isolirten Schenkel k k' tragen an ihren Enden Klemmen Z und /' zur Aufnahme der zur Erzeugung des Flammenbogens dienenden Kohlen. Die Kohlenhalter k k' dienen zur Zuführung des elektrischen Stromes und werden deshalb aus Metall hergestellt. Der Strom wird denselben von einem Umschalter mit Bleisicherung B zugeführt, welcher in geeigneter Weise an dem Träger n, an der oberen Scharnierseite der Zange angebracht wird, um dem Arbeiter Gelegenheit zu geben, den Strom je nach Bedarf ein- oder ausschälten zu können.

Zur Ablenkung des elektrischen Flammenbogens sitzen am' Ende des Trägers η verschiebbar und feststellbar in einem Schlitz m" zwei Elektromagnete mm', welche mittelst einer ebenfalls von dem Umschalter B ausgehenden Zweigleitung b b' erregt werden.

Um die ablenkende Wirkung der Elektromagnete nach Bedarf regeln zu können, ist es unter Umständen wünschenswerth, die Intensität des elektrischen Stromes zu verändern.

Zu diesem Zwecke ist an dem Träger η ein Widerstand C C' angebracht, welcher aus zwei drehbaren Trommeln besteht, von denen die eine mit isolirtem, jedoch in gewissen Abständen, blank gelegtem Eisen-, Nickel- etc. Draht bewickelt bleibt, so lange der auf ihr aufgerollte Widerstand ganz gebraucht werden soll, und von denen die andere in diesem Falle leer steht. Der Draht gleitet zwischen zwei leitenden Federn c, nach welchen die Zuleitung zu den Magneten führt, so dafs der Strom durch das auf der Widerstandsrolle C aufgewickelte Quantum Draht zu den Magneten m m gehen mufs, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist. Zur Vermehrung der Spannung hat man dann nur nöthig, eine entsprechende Menge Draht auf die Leertrommel C' so aufzuwickeln, dafs eine blanke . Stelle desselben auf den Gleitcontacten ruhen bleibt, wodurch die Länge des zwischen den Gleitfedern und den Magneten wirksamen Widerstandsdrahtes reducirt wird.

Beim Löthen mit vorliegendem Apparat drückt der Arbeiter den Handgriff zusammen, bis die Kohlenspitzen sich berühren, und läfst dann mit dem Druck der Hand nach, um die Kohlen entsprechend aus einander gehen und den Flammenbogen sich bilden zu lassen. Bei Anwendung paralleler durch Luft oder anders isolirter Kohlenstäbe läfst sich, wie aus Fig. 5 und 6 zu ersehen ist, ein noch compendiöserer Löthapparat herstellen.

Die Fig. 6 zeigt im Schnitt nach Linie x-y der Fig. 5 einen Elektromagneten M, in dessen Mitte sich eine geeignete, unverbrennlich isolirte Durchbohrung zur Aufnahme der beiden Kohlen k k' befindet; Letztere sind (eventuell durch eine Luftschicht) von einander isolirt und werden von zwei metallenen, mit Zuleitung für den Strom versehenen Federn IV gehalten, welche auf. einer Platte Z² aus Isolirmaterial befestigt werden. Eine Isolirhülle Z³ umgiebt die Windung des Elektromagneten. Um letztere greift ein Bügel n, der in passender Weise mit einem die Widerstandsrollen C C tragenden und in einen Handgriff A endigenden Halter verbunden ist. Der Strom wird den Kohlen mittelst des durch den Griff A gehenden Kabels zugeführt, während die Zuleitung für den Magneten aufserhalb .vorgesehen ist; auch hier wird durch die vertical zur Achse des Magneten gerichteten Molecularströme eine Ablenkung des Flammenbogens senkrecht zu seiner Lage bewirkt, besonders auch, wenn die in der Zeichnung abgeschnitten erschei-

nenden Polschuhe verlängert und elliptisch gekrümmt wieder an den Lichtbogen herangeführt werden, so dafs die Pole zu ihm dieselbe Lage wieder einnehmen, wie bei den Apparaten i, 2, 3 und 4, zu welchem Zweck die Bohrung des Magneten und die Stellung der Kohlen um 90 ° zu drehen ist.

Ein an einem .beweglichen Halter unterhalb des Griffes angebrachtes Stückchen Kohle kann die Entstehung bezw. die Wiederentstehung des Flammenbogens vermitteln, je nachdem man es mittelst Fingerdruckes den Elektroden nähert oder es abfallen läfst.

Fig. 7 und 8 und Fig. 9 und 10 stellen zwei Schweifsapparate für Gleichstrom dar, bei denen die Regulirung des Lichtbogens mittelst eines kleinen Elektromotors bewirkt ist.

In Fig. 7 und 8 sind die Kohlen beide in Richtung ihrer Achse beweglich angeordnet, und zwar so, dafs der Lichtbogen immer an derselben Stelle bleibt. Dies ist dadurch erreicht, dafs die beiden Kohlenhalter b¹ b² auf der Leitstange c und der Schraubenspindel r durch Drehung dieser Spindel r, welche mit Rechts- und Linksgewinde versehen ist, einander genähert oder entfernt werden können. Der Antrieb erfolgt mittelst eines konischen Räderpaares von dem Anker g des Regulirungsmotors. Dreht sich g rechts herum, so nähern sich die Kohlen, und dreht g sich links herum, so entfernen sich die Kohlen von einander.

Die Regulirung erfolgt nun auf folgende Weise.

Der Schenkel a^l des Motors liegt mit seinen wenigen dicken Windungen im Hauptstromkreis, während a¹ -mit seinen vielen dünnen Windungen im Nebenschlufs zum Lichtbogen und Elektromagneten a¹ liegt. Beide Schenkel a¹ und a² sind so gewickelt, dafs sie gleiche Pole dem Anker g, dessen Wickelung durch einen zweiten Nebenschlufs, durch die Bürsten i^l i² und Commutator h gespeist wird, zukehren.

Die Windungszahlen und Widerstände von a¹ und a² sind nun so gewählt, dafs bei normalem Lichtbogen nur eine langsame Drehung des Ankers erfolgt, welche beide Kohlen(halter) entsprechend dem Abbrande der Kohlen nähert, so dafs die Entfernung der Kohlenspitzen constant bleibt.

Vergröfsert sich nun z. B. der Lichtbogen, so wächst auch sein Widerstand und es geht infolge dessen weniger Strom durch α¹, während der durch λ² (und auch durch g) fliefsende sich verstärkt. Es erfolgt dadurch eine raschere Drehung von g so lange, bis beide Kohlenspitzen ihre normale Entfernung haben.

Ist jedoch der Lichtbogen zu klein geworden, so überwiegt die Wirkung von a^l, indem der Strom sowohl in a¹ stärker, als auch in a² schwächer wird. Es erfolgt dann je nach Bedarf langsameres Drehen als normal, Stillstand oder auch Umkehr der Bewegungsrichtung. Indem man ungleich starke Kohlen verwendet und eine Schraubenspindel, deren Rechts- und Linksgewinde gleiche Steigung hat, oder indem man gleich starke Kohlen und ungleiche Steigung der Gewinde verwendet, kann man es erreichen, dafs der Lichtbogen immer an demselben Punkte bleibt.

Der hufeisenförmige Abblasemagnet F umgiebt mit seinen beiden Polen den Lichtbogen. Das Wesentliche hierbei ist, dafs ein homogenes magnetisches Feld so angeordnet ist, dafs die Kraftlinien senkrecht zur Verbindungslinie der Kohlenspitzen verlaufen.

Der Apparat Fig. .9 und 10 ist eine Abänderung der vorigen, bei welchem die Kohlenachsen einen Winkel von 90 ° einschliefsen. Es wird dadurch die Zugänglichkeit zu den Arbeitsstücken in vielen Fällen vergröfsert oder überhaupt erst ermöglicht.

Der Apparat besteht in der Hauptsache aus denselben Theilen wie Fig. 7 und 8. Die Leitstange c für die Kohlenhalter b¹ und b"¹ ist in der Mitte um 90⁰ gebogen und die Spindel r in zwei Spindeln r¹ und r² getheilt und zwar erhalten beide Rechtsgewinde, da bei Drehung des Ankers g sich beide Spindeln in entgegengesetztem Sinne drehen und so die Kohlen sich nähern oder entfernen. Der Elektromotor hat ebenfalls zwei Schenkel, dessen einer mit dicken Windungen im Hauptstromkreis liegt und dessen anderer mit hohem Widerstände im Nebenschlufs ist. Es wird auch hier im Schnittpunkt der beiden Achsen, in Richtung deren sich jede Kohle bewegen kann, der Lichtbogen gebildet; eine, wenigstens gröfsere, Entfernung desselben von diesem Punkte ist sogar unmöglich.

Fig. 11 stellt die gewöhnliche Schaltung für beide Apparate dar, während Fig. 12 ein Schaltungsschema für sehr starke Ströme zeigt. Es wird dadurch erreicht, dafs der Elektromotor klein gehalten werden kann, oder z. B. derselbe gebraucht werden kann, welcher nach Schema 11 für schwächere Ströme construirt ist.

Fig. 13 ist noch eine Vereinfachung der Schaltung, welche bei kleinster Verwendung von nur constanter Stromstärke benutzt werden kann, indem der Abblasemagnet F in den Hauptstromkreis gelegt ist.

Fig. 14 bis 18 stellen zwei Apparate dar, bei welchen die Regulirung durch Hand geschieht, aufserdem sind die Apparate für geringere Stromstärken — etwa 25 Ampere — construirt, um Schweifsungen bezw. Löthungen von Blechen, überhaupt Metallgegenständen von geringeren Dimensionen vornehmen zu können. Es ist vor allem auf leichte Zugänglichkeit zum Material, sowie einfache Handhabung der Regulirung gesehen.

Claims (1)

1. In dem Apparate, welcher durch Fig. 14 bis 16 dargestellt ist, sind die Kohlen unter einem Winkel von 30° gegen einander geneigt.

   Die Kohlen sind in den Haltern a¹ und α² festgeschraubt und diese können entsprechend dem Abbrande an Kohle durch die mit isolirendem Material i ausgefütterten Büchsen c¹ und c² herabgeschoben werden. Die Stromzuführung zu den Kohlen erfolgt durch zwei Federn o¹ und o², welche auf Vorsprüngen des Isolirmaterials befestigt sind.

   Die Büchse der positiven Kohle (c²) ist fest mit der Stange g und dem Griff h verbunden, während c¹ um einen Zapfen drehbar ist. Die auf Zug beanspruchte Feder d nun hat das Bestreben, die beiden Kohlenspitzen aus einanderzu ziehen. Dies ist jedoch nur so weit möglich, als es der Winkelhebel / zuläfst. Dieser ist nämlich mit seinem einen Arm durch die (nur auf Zug beanspruchte) Gelenkstange e verbunden , während der andere Arm, mit einer Aussparung versehen, zwischen dem Kopf der Schraube I und dem seitlichen Vorsprung _/, in welchem sich die Mutter dreht, bewegen kann.

   Will man den Apparat benutzen, so hat man, nachdem die Kohlenstäbe so befestigt sind, dafs ihre Spitzen sich .zwischen den Magnetpolen berühren, mit dem Daumen den Hebel f herunterzudrücken.

   Ist Strom eingeschaltet, so läfst man mit dem Druck auf den Hebel h nach, so dafs sich die Kohlenspitzen der Feder d nachgebend von ' einander entfernen, und zwar so weit, bis der sich bildende Lichtbogen seine der Stromstärke entsprechende normale Länge hat. Um den Hebel nicht beständig in dieser Lage halten zu müssen, fixirt man denselben durch Schraube /. Nun hat man einen Lichtbogen, welcher aufserordentlich constant ist, man kann durch Drehen des gerieften Schraubenkopfes etwaige Aenderungen im Lichtbogen ausgleichen, und zwar kann man diese Regulirung leicht nach einiger Uebung ausführen, ohne dafs man die Länge des Lichtbogens mit dem Auge feststellt, sondern einfach durch das Gehör, da der durch Magnet abgelenkte Lichtbogen ein zischendes Geräusch macht, dessen Höhe sich mit der Bogenlänge verändert.

   In Fig. 17 und 18 haben wir eine andere Ausführungsform desselben Princips, und zwar auch einen durch Hand regulirten Apparat. '

   Die in einem Winkel von 22 Y₂ Grad gegen einander geneigten Kohlen sind durch die isolirten Halter a¹ und a² an Führungsstangen befestigt, welche als Zahnstangen ausgeführt sind.

   Die Regulirung erfolgt durch Drehung des Rades s, welches vor dem Griff h angebracht ist, so dafs man mit dem Daumen eine geeignete Drehung ausführen kann.

   Auf dieselbe Welle wie s ist das Zahnrad r aufgesetzt, welches in die Räder f² und r³ eingreift, r² wirkt direct auf die Zahnstange £², während r³ erst das Rad r¹ dreht, welches in die Zahnstange b eingreift, weil nur so eine Bewegung beider Kohlen in derselben Richtung zu gleicher Zeit möglich ist.

   Es ist leicht einzusehen, dafs man bei Linksdrehung von s beide Kohlen nähert; berühren sie sich dann, so kann man rechts herum drehen und damit den Lichtbogen bilden.

   Es ist hier also erreicht durch einfache Drehung eines Rädchens, den Lichtbogen constant zu halten. Der Unterschied gegen den vorigen Apparat liegt darin, dafs beide Kohlen nur in ihrer Achse bewegt werden können, ebenso wie im Apparat Fig. 9 und 10, während im Apparat Fig. 14 bis 16 aufser dieser Bewegung, welche nur von Zeit zu Zeit erfolgen kann, eine Drehung der Kohlenspitze um den Zapfen stattfindet.

   Patenτ-Anspruch:

   Eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Stichflamme aus einem Davy'schen Lichtbogen mittelst magnetischer Felder, gekennzeichnet durch die Anordnung der Pole eines magnetischen Feldes zu beiden Seiten des Lichtbogens, so dafs die magnetischen Kraftlinien senkrecht zum Lichtbogen stehen, zum Zwecke einer Einstellung der Kraftlinien des Lichtbogens parallel zu den Molecularströmen des magnetischen Feldes, wobei der Abstand der Kohlenspitzen entweder selbstthätig oder mit der Hand regulirt wird, oder aber die Kohlenstifte parallel zu einander und von einander isolirt so angeordnet werden, dafs ihr Abstand unverändert und ihre Stellung zu dem magnetischen Felde unverändert die gleichen bleiben.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.