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Verfahren zur Herstellung einer Metallauflage mittels des elektrischen
Lichtbogens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Metallauflage
mittels des elektrischen Lichtbogens unter Verwendung von Vielfachelektroden, bei
welchen die einzelnen Seelen aus dem verbrauchbaren Metall mit einer Umhüllung versehen
sind, welche sie gegeneinander isoliert, und elektrisch in dem Stromkreis des Lichtbogens
parallel geschaltet sind.
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Es ist wohlbekannt, daß, man bei diesen Elektroden eine Vergrößerung
des je elektrische Energieeinheit aufgebrachten Metallgewichts und infolgedessen
eine Beschleunigung der Arbeit der Metallaufbringung erhält.
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Die Erfindung bezweckt, eine noch viel größere Beschleunigung der
Aufbringung des Metalls zu erhalten, insbesondere wenn der Querschnitt der herzustellenden
Auflage groß ist und im besonderen, wenn der Umriß derselben unregelmäßig ist.
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Zu diesem Zweck besteht die Erfindung darin, Vielfachelektroden obiger
Bauart zu benutzen, bei welchen die Einzelseelen so zueinander angeordnet sind,
daß der Umriß. der die Vielfachelektrode bildenden, Anordnung angenähert die Form
des Querschnittsumrisses der auszuführenden Auflage nachbildet.
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Die nachstehende Beschreibung gibt beispielsweise einige Ausführungsformen
erfindungsgemäßer Vielfachelektroden an.
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Abb. r ist ein Querschnitt des oberen, Teiles, einer Straßenbahnschiene,
bei welcher die abgenutzten Teile durch eine Auftragung von Metall mittels
des
elektrischen Lichtbogens - aufgefüllt werden sollen; sie stellt ferner im Schnitt
die für diese Auffüllung benutzte erfindungsgemäße Vielfachelektrode dar, vorn welcher
zur Erleichterung der Darstellung angenommen ist, daß, sie in der Rinne liegt; Abb.
2 bis q. zeigen im Schnitt erfindungsgemäße Vielfachelektroden symmetrischer Form;
Abb. 5 ist ein ähnlicher .Schnitt einer erfind ungsgemäßen Vielfachelektrode, zur
Herstellung von Metallauflagen mit rechteckigem Querschnitt; Abb. 6 ist ein Schnitt
einer derartigen Aufläge. Gemäß Abb. i geht man zur Wiederauffüllung des Profils
der Schiene i bei 2 folgendermaßen vor. Man 'bringt in die Spurrille -der Schiene
i eine Kupferschiene q., die so geformt ist, daß, ihre Seitenfläche 5 genau das
der Schiene durch Auffüllung bei 2 zu gebende Profil abgrenzt. Es. bildet. sich
so zwischen der Schiene i und der Kupferschiene q. eine tiefe, breite, aber unregelmäßig
geformte Rinne. Die Ausfüllung einer derartigen Rinne erfolgt :erfindungsgemäß mit
einer Vielfachelektrode der in Abb. i dargestellten Art, d. h. einer Elektrode,
deren Querschnitt im ganzen dieselbe Form wie die auszufüllende Rinne oder wenigstens
eine ungefähr ähnliche Form hat. Man hält die Vielfachelektrode schräg gegen die
Waagerechte geneigt sowie in einer zu der Spurrille 8 der Schiene parallelen lotrechten
Ebene. Die Elektrode ist in der Schnittansicht der Abb. i nur zur Vereinfachung
der Zeichnung so dargestellt, als ob sie in der Rinne läge.
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Die Verwendung von Kupfer für die Schiene q. bietet den Vorteil, daß
das. durch den Bogen aufgebrachte Eisenmetall nicht an der Schiene q. anhaftet,
wenn man dafür Sorge trägt, dieser eine große Masse zugeben.
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Da die Einzelseelen einen runden; Querschnitt haben, ist es natürlich
unmöglich, dem Querschnitt der Vielfach:elektrode eine Form zu geben, welche der
der Rinne genau gleich ist. Man begnügt sich daher damit, die Form der Vielfachelektrode
der des Querschnitts der Rinne möglichst anzunähern.
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Hierfür werden die Einzelelektroden untereinarider nicht nur in zweckmäßiger
Weise angeordnet, sondern man gibt auch an, den geeigneten Stellen im Innern des
Umrisses der Gesamtanordnung gewissen Einzelelektroden einen mehr oder weniger großen
Querschnitt. So ist z. B.. bei der Vielfachelektrode der Abb. i der Durchmesser
der unten liegender, Einzelelektrode 6 kleiner als der der anderen, durch 7 bezeichneten
Elektroden, so daß in diesemTeil der Vielfachelektrode die Breite oder Dicke derselben
der geringsten, der Auflage an ihrem unteren Ende zu gebenden Breite entspricht.
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Die ,Form des Querschnitts der Vielfachelektrode -wird somit bedarfsgemäß
verändert, d. h. gemäß der Form des- Querschnitts der vorzunehmenden Wiederauffüllung.
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B,ei den erfindungsgemäßen Vielfachelektroden geht. der Bogen stets
nur an ;einer einzigen Einzelelektrode gleichzeitig über, wobei er plötzlich gemäß
einem bekannten Vorgang von -einer Elektrode zur anderen springt und eine gleichmäßige
Abnutzung aller Seelen bewirkt. Wenn man eine Vielfachelektrode benutzen würde,
die aus nichtumhüllten und miteinander in Berührung stehenden leitenden Seelen gebildet
wäre, würde sich ein einziger Krater bilden, und der -Bogen würde nicht von selbst
von einer Seele zur anderen übergehen. Eine solche Elektrode bildet tatsächlich
einen einzigen Leiter großen Querschnitts und würde nicht die Erzielung einer schnellen
Schmelzung gestatten, welche man bekanntlich bei Vielfachelektroden mit voneinander
isolierten Einzelseelen erhält. Ferner zeigt die Erfahrung, daß es bei einer solchen
Elektrode großen Querschnitts sehr schwierig ist, zu erreichen, daß sich das Metall
am Grunde der Rinne ablagert, wenn diese eng ist. Es bleiben meistens an diesem
Grund Blasen bestehen, welche bei Benutzung einer erfindungsgemäßen Vielfachelektrode
vollständig verschwunden;. .Dies erklärt sich dadurch, daß, während derBogen an
der dem Grund der Rinne am ' nächsten gelegenen Einzelelektrode übergeht, alles
so abläuft, als wenn in diesem Augenblick nur eine einzige Elektrode benutzt würde,
deren Querschnitt gerade so berechnet ist, -daß; er gestattet, die Elektrode bis
auf den Grund der Rinne zu führen. Die Verwendung von erfindungsgemäßen Vielfachelektroden
vermeidet somit eine Metallablagerung in mehreren Arbeitsgängen und gestattet infolgedessen
eine Beschleunigung der Arbeit durch die Wiederauffüllung von bedeutenden Querschnitten
unregelmäßiger ,Form in einem einzigen Arbeitsgang. Die Anpassung der .Form der
Vielfächelektrode an die des Querschnitts der herzustellenden Metallauflage kann
auch erfolgen, wenn der Querschnitt dieser Auflage regelmäßig oder symmetrisch ist.
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Wenn z. B. dieser Querschnitt die Form eines V mit einer Öffnung von
6o° aufweist, wie in Abb: 2, welche insbesondere für die Stumpf schweißung von Teilen
verwendbar ist., erhält die Vielfachelektrode eine entsprechende V-Form. Da der
Öffnungswinkel A 6o° beträgt, brauchen hierfür nur Einzelelektroden 9 gleichen Durchmessers
schachbrettartig in übereinanderliegenden Schichten angeordnet zu werden, wie dies
in Abb. 2 für drei Schichten. von Einzelelektroden dargestellt ist. In Abb. 3 ist
eine ähnliche Vielfachelektrode dargestellt, welche nur zwei Schichten von Elektroden
9 aufweist, die alle den gleichen Durchmesser haben.
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.Wenn der Öffnungswinkel größer als 6o° ist, wie der Winkel B in dem
Beispiel der Abb. q., wird die Vielfachelektrode aus, Einzelelektroden gebildet,
deren Durchmesser so berechnet sind, daß. -die den Querschnitt ;der !Gesamtanordnung
einhüllenden Geraden 0-X und 0-Y miteinander einen- entsprechenden Öffnungswinkel
bilden. Anders, ausgedrückt, man. ordnet unten eine Einzelelektrode i i an., deren
Durchmesser kleiner als der der beiden Einzelelektroden io der darüberliegenden
Schicht ist.
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Falls die ,Wiederauffüllung einen rechteckigen Querschnitt haben soll,
wird eine 'Vielfachelektrode benutzt, bei welcher die Einzelelektroden in einer
waagerechten .Schicht angeordnet sind, wie in
Abb. 5 gezeigt. Es
ist dann in gewissen Fällen zweckmäßig, den beiden Außenelektroden 12 und r3 einen
größeren Durchmesser zu geben als den anderen Einzelelektroden 1q.. Der Querschnitt
der auf den Teil 15 aufzubringenden Auflage 16 (Abb. 6), welche bei Einzelelektroden,
die alle den gleichen Durchmesser haben, die bei 17 in dieser Abbildung dargestellte,
an den Rändern stark abgerundete Form aufweist, nimmt dann eine einem Rechteck ähnliche
Form und eine regelmäßigere Dicke an ihren Rändern an, wie bei 18 in der gleichen
Abbildung dargestellt.
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In der Zeichnung sind nur Vielfachelektroden dargestellt, die aus
Einzelelektroden bestehen, die getrennt hergestellt und dann durch ein beliebiges
Verfahren vereinigt werden, z. B. durch Klebern oder Halten mit Hilfe von Bindungen
oder durch beliebige andere Mittel.
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Es ist selbstverständlich, daß man auch im Rahmen der Erfindung Vielfachelektroden
in Form eines Bündels von leitenden Seelen herstellen kann:, welche zweckmäßig zueinander
angeordnet und durch die für die isolierende Umhüllung erforderlichen Zwischenräume
getrennt sind, wobei diese Umhüllung. nachträglich angebracht wird und eine einzige
Masse bildet, in welche dann die Einzelstelen eingebettet sind.