Verfahren und Vorrichtung zum Schneiden von Metall mit Hilfe des elektrischen Stromes.
Die L#sung der Aufgabe, Metall mit
Hilfe des elektrischen Stromes beliebiger Art zu sehneiden, ist bisher noch nicht in zufrie- denstellender Weise möglich gewesen. Vor schl#ge sind gemacht worden, in Verbin- dung mit. dem elektrischen Schiedverfahren auch rotierende,, am Umfang glatte Seheiben in Anwendung zu bringen, jedoch haben diese nicht den von ihnen erhofften Erfolg gehabt, weil die Scheiben sich leicht festsetzen, in dem die verbrannten Teile an ihnen haften bleiben.
Es ist festgestellt, dass das Schneiden von
Metall mit Hilfe des elektrischen Stromes je-der Art nur dann einen wirtscha. en Erfolg haben kann, wenn ein so kräftiger elektrischer Lichtbogen auf das Metall zur Einwirkung gebracht wird, da# dieser das Metall der zu schneidenden Linie entant, zur Verbrennung bringt. Nach dem Verfahren gemma3 der Erfindung wird dies in der Weise erreicht, dass mit Hilfe einer gezahnten Scheibe, deren Umfangsgeschwindigkeit etwa 120 m pro Sekunde und darüber beträgt, ein elektrischer Lichtbogen. auf das zu schnei dende Metall zur Erzielung einer Verbren- nung fortschreitend zur Einwirkung gebracht wird.
Die Verzahnung der Scheibe ist zweck m##ig nicht allein an. der Umfl#che der
Scheibe vorhanden, sondern auch radial oder annähernd radial auf eine gewisse Entfer nung vom Rande einwärts. an den Seiten fl#chen. der Seheibe.
In der Zeichnung sind mehrere Ausf#h- rungsbeispiele von zur Durchführung des
Verfahrens geeigneten Vorrichtungen darge stellt.
Fig. 1 zeigt eine gezahnte Scheibe mit zylindrischer Umfl#che ;
Fig. 2 zeigt einen Schnitt dieser Scheibe ;
Fig. 3 ist eine #hnliche Ansicht wie Fig. 1, jedoch in abge#nderter Ausf#hrung#- form ;
Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen Schnitte dreier versehiedener Ausf#hrungsformen der Scheibe ;
Die Fig. 7 zeigt eine Scheibe in Ansieht mit besonderen Hilfsmitteln zur Erhöhung der Wirkung des Verfahrens.
Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Aus- f#hrungsform besitzt die Scheibe a einen zy- lindrischen Umfang b. Die an dem Rande vorgesehenen Z#hne c besitzen zweckmässig seitliche Verlängerungen d, die bis auf eine gewisse Entfernung vom Rande an den Sei tenflächen der Scheibe si-ah einwärts erstrek- ken. Diese Zähne werden zweckmässig nicht in das Material der Scheibe eingesehnitten, scndern sind aufgesetzt, etwa derart, dassl die Zahnl#cken auf ihrem Grund ungefähr mit der Ebene der Seitenflächen der Scheibe absehneiden, die Z#hne also über die Seiten fl#chen vorragen.
Die seitlichen Zähne haben den Vorteil, da. ss sie die an den Verbrennungs- flächen sich bildenden Schlacken mit Sicherheit abschleudern und somit die Schnittfläche blank halten.
Anstatt der Scheibe einen zylindrischen Randumfang zu geben, wie in Fig. 2 darge stellt ist, kann die Scheibe am Rande anders profiliert, zum Beispiel beidseitig abge- schr#gt (Fig. 4). spitzbogenf#rmig (Fig. 5). oder abgerundet sein (Fig. 6). In a-llen Fä. llen sind die Zähne der Form der Kanten entspre- hend gestaltet. Es mag noch hervorgehoben werden, dass die Scheiben mit zugeschärftem Rande besonders wirkungsvoll sind.
Zur zeitweisen Erzielung kr#ftigerer Lichtbogen durch Unterbrechungen des Stromes in gr##eren Zeitabschnitten als sie die Z#hne c ergeben, ist die Scheibe nach Fig. 3 und 7 an einer Stelle am Umfang mit einem Ausschnitt f versehen, der mit einem steilen Absatz f1 beginnt und nach seinem andern Ende f2 derart verläuft, dass er allmählich'in den Umfang der Scheibe übergeht. Bei der Durchführung des Verfahrens wird der elektrische Liehtbogen auf das zu zerschneidenfle Metall fortschreitend zur Einwirkung gebracht.
Der elektrische Lichtbogen bewirkt ein glattes und wirkungsvolles Durchschnei- den, oder richtiger Auftrennen des Werk st#ckes, während die seitliehe Verzahnung der sich mit mindestens 120 m Umfangsgeschwindigkeit pro Sekunde drehenden Sehei- ben das Abschleudern der beim Abbrennen des Metalles entstehenden Schlackenteile und damit stets eine blanke Schnittstelle sichert.
Die Scheibe wird zweckmassigerwelse ge- genüber der Schnittstelle gekühlt, und zwar durch Aufspritzen von Wasser, oder einer Sauerstoff abgebenden Flüssigkeit, wie zum Beispiel Soda-oder Pottasehelosung. Dieses Aufspritzen kann mit Hilfe der Rohre g (Fig. 6 und 7) bewirkt werden.
Der bei derartiger Flüssigkeit freiwerdende Sauer- stoff kann durch entsprechende Richtung des Aufspritzrohres mit Leichtigkeit seinen Weg zu der Schnittstelle finden, um gleichfalls zur leichteren A'erbrennung des Metalles bei- zutragen. Für besonders schwere Metall- gegenstände mit starkem Querschnitt, wie Panzerplatten, empfiehlt es sich, zur K#h- lung flüssige Kohlensäure unter Druck zu verwenden.
Es können auch Sauerstoff ab gebende trockene, zum Beispiel pulverformige Stoffe der Schnittstelle zugef#hrt werden, um eine ähnliche Wirkung zu erzielen.
Gewünscht enfalls kann neben der Scheibe auch ein Magnetgebl#se h derart angebracht werden, da# der erzeugte Lichtbogen über die zu schneidende Linie hinweg ausgezogen wird. An Stelle des Magnetgebl#ses kann auch, oder au#er ihr, ein Luf1-acler sauver- stoffgebl#se in Anwendung gebracht werden.
Zweckm##ig wird eine Spannung inner- hall) der Grenzen von 0.5 bis 10 Volt gewählt, wobei das Spannungsverh#ltnis. das hei#t das Verh#ltnis der Voltzahl zur Amp#rezahl etwa 1 : 10 bis 1 : 400 und mehr betragen kann, je nach der St#rke und H#rte des zu schneidenden Materials. Sind an einem Profil mehrere Punkte gleichzeitig zu schnei- den. so w#rde die Amp#rezahl entsprechend zu multiplizieren sein.
Wenn oben gesagt worden ist. da# das Verh#ltnis der Voltzahl zur ur Amp#rezahl etwa l : 10 bis l : 400 und mehr betragen soll, so ist damit zunächst an die zurzeit wirtschaftlich am varteilhaftesien Verhältnisse gedacht. Die Verhältniszahl kann aber noch eine ganz erheblich höhere sein. So hat es sich zum Beispiel gezeigt, dass, selbst wenn das Verhältnis von 1 : 10000 gewählt ist, ausgezeichnete Ergebnisse gezei- tigt werden.
Die mit obigen Hilfsmitteln erzielte Temperatur bewegt sich nachgewiesenermassen zwischen 2000 und 6000#C, so da# es einleuchtet, daB eine volle Verbrennung eintritt und ; die Scheibe selbst nicht schneidet, sondern nur den elektrischen Strom zur Erzielung des elektrischen Lichtbogens zuführt.
Method and device for cutting metal with the aid of electric current.
The solution to the task of using metal
To see the help of electric current of any kind has not yet been possible in a satisfactory manner. Suggestions have been made in connection with. To use rotating disks with smooth circumference in the electrical arbitration process, however, these have not had the success they had hoped for, because the disks easily get stuck because the burnt parts stick to them.
It is found that the cutting of
Metal with the help of the electric current of each type only becomes economical. s can be successful if such a powerful electric arc is applied to the metal that it entants the metal of the line to be cut, causing it to burn. According to the method according to the invention, this is achieved in such a way that an electric arc is created with the aid of a toothed disk, the peripheral speed of which is approximately 120 m per second and more. the metal to be cut is gradually brought into action in order to achieve a burn.
The toothing of the disc is purposely not only on. the area of the
Disc present, but also radially or approximately radially to a certain distance from the edge inward. flat on the sides. the Seheibe.
The drawing shows several exemplary embodiments for implementing the
Process suitable devices Darge provides.
1 shows a toothed disc with a cylindrical periphery;
Fig. 2 shows a section of this disc;
FIG. 3 is a view similar to FIG. 1, but in a modified embodiment;
FIGS. 4, 5 and 6 show sections of three different embodiments of the disk;
Fig. 7 shows a disk in sight with special aids to increase the effect of the method.
In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the disk a has a cylindrical circumference b. The teeth c provided on the edge expediently have lateral extensions d which extend inwardly up to a certain distance from the edge on the side surfaces of the disk si-ah. These teeth are expediently not seared into the material of the disk, but are placed in place, for example in such a way that the tooth gaps cut off on their base approximately with the plane of the side surfaces of the disk, i.e. the teeth protrude over the side surfaces.
The side teeth have the advantage there. ss they throw off the slag that forms on the combustion surfaces with certainty and thus keep the cut surface clean.
Instead of giving the disk a cylindrical edge circumference, as is shown in FIG. 2, the disk can be profiled differently at the edge, for example beveled on both sides (FIG. 4). ogival shape (Fig. 5). or rounded (Fig. 6). In all cases. The teeth are always designed to match the shape of the edges. It should be emphasized that the disks with a sharpened edge are particularly effective.
In order to temporarily achieve more powerful arcs by interrupting the current in longer periods of time than the teeth c, the disc according to FIGS Paragraph f1 begins and runs to its other end f2 in such a way that it gradually merges into the circumference of the disc. When carrying out the method, the electric arc is gradually brought into action on the metal to be cut.
The electric arc causes a smooth and effective cutting through, or, more correctly, severing of the work piece, while the lateral toothing of the saws, which rotate with at least 120 m peripheral speed per second, throws off the slag pieces that arise when the metal is burned off, and thus always a bare interface ensures.
The pane is expediently cooled opposite the interface, specifically by spraying on water or an oxygen-releasing liquid, such as soda or potash solution. This spraying can be effected with the aid of the pipes g (FIGS. 6 and 7).
The oxygen released with such a liquid can easily find its way to the interface through the appropriate direction of the spray tube, in order to also contribute to easier combustion of the metal. For particularly heavy metal objects with a thick cross-section, such as armor plates, it is advisable to use liquid carbon dioxide under pressure for cooling.
Dry, for example, powdery substances that give off oxygen can also be added to the interface in order to achieve a similar effect.
If desired, a magnetic fan can also be attached next to the disk in such a way that the generated arc is drawn out over the line to be cut. Instead of the magnetic fan, an air acler oxygen fan can also be used, or in addition to it.
A voltage within the limits of 0.5 to 10 volts is expediently selected, with the voltage ratio. that is, the ratio of the voltage to the amperage can be about 1:10 to 1: 400 and more, depending on the thickness and hardness of the material to be cut. Are several points to be cut on a profile at the same time? so the amp number would have to be multiplied accordingly.
If it has been said above. Since the ratio of the voltage to the original amperage should be about 1:10 to 1: 400 and more, this is first of all thought of the currently economically most advantageous conditions. The ratio can, however, be considerably higher. For example, it has been shown that even if the ratio of 1: 10000 is selected, excellent results are shown.
The temperature achieved with the above tools has been proven to be between 2000 and 6000 ° C, so that it is evident that full combustion will occur and; the disc itself does not cut, but only supplies the electric current to achieve the electric arc.