Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Netallüberzügen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallüberzügen mittels eines im elektrischen Lichtbogen geschmol zenen und durch ein Druckmittel zerstäub ten Metalles.
Der gewöhnliche Lichtbogen zwischen Metallelektroden ist bei niedrigen Spannun gen sehr unstabil, so dass in der Technik zur Aufrechterhaltung eines Lichtbogens meistens Hochspannung angewendet wird. Nach dem Verfahren gemäss der Erfindung soll die Anwendung einer niedrigen Span nung dadurch ermöglicht werden, dass die Enden von zwei stromführenden Metalldräh ten zur Berührung unter Kurzschluss ge bracht werden, so dass zwischen den Draht enden ein Lichtbogen erzeugt wird, welcher ein gleichmässiges Abschmelzen der Metall drähte bewirkt.
Die Vorrichtung nach der Erfindung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfah rens weist mindestens eine Vorschubeinrich- tung für die stromführenden Metalldrähte und eine Zuleitung für das Druckmittel zu der Berührungsstelle der Metalldrähte auf. Auf der beiliegenden Zeichnw@.g sind bei spielsweise Ausführungsformen von Vorrich tungen zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Horizontalschnitt durch eine Vorrichtung; Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine Düse einer Vorrichtung; Fig. 3 und 4 zeigen perspektivische An sichten einer Vorrichtung mit einer Schutz kappe in zwei verschiedenen Stellungen der letzteren, und Fig. 5 veranschaulicht die Anwendung einer Vorrichtung und die Anordnung der Metalldrähte auf einem Rückentraggestell.
In Fig. 1 bezeichnet 1 ein Gehäuse, in welchem zwei Vorschubeinrichtungen für die Metalldrähte 3 angeordnet sind, welche un abhängig voneinander mit einer von der Art des Metalles und den Betriebsbedingungen abhängigen Geschwindigkeit von zum Bei spiel 3 bis 4 Metern pro Minute vorgescho ben werden. Jede dieser Vorschubeinrich- tungen weist eine in nicht gezeichneter Weise durch Pressluft angetriebene Turbine 2 auf, die eine den Metalldraht umgebende Hohl- welle 2' antreibt.
Zwischen zwei Flanschen dieser Welle 2' sind zwei Backen 2" gelagert, die durch eine Schraube 2"' gegeneinander gepresst werden und mittels Gewinde derart auf den Metalldraht 3 einwirken, dass dieser beim Drehen der Welle 2' bezw. der Backen 2" vorwärts geschoben wird. Die Enden der Metalldrähte 3 berühren sich vor der Mün dung der Druckmitteldüse 4, durch welche ein Druckmittel, z. B. Pressluft, Kohlensäure oder Stickstoff, mit 5 bis 7 Atmosphären Druck austritt.
Die Metalldrähte werden an eine elektrische Gleich- oder Wechselstrom quelle mit einer Spannung von 40 bis ,i0 Volt angeschlossen, wobei an der Berührungsstelle der Drähte ein Kurzschluss entsteht, durch welchen ein gleichmässiger Lichtbogen er zeugt wird, so dass die Drähte abschmelzen: Das geschmolzene Metall wird durch das Druckmittel fein zerstäubt. Dieses Verfah ren ist umso wirtschaftlicher, ,je mehr die Drähte überlastet sind.
Zum Verzinken wird beispielsweise den nur 1,5 mm dicken Me talldrähten ein Strom von 180 bis 200 Am- per,:S zug "fiihrt. In dem kurzen und ausser ordentlich heissen Lichtbogen von zirka 4000' C wird etwas Metall verdampft, so dass der in einer stark ionisierten Atmo- sphäre befindliche Lichtbogen reich an ultravioletten Strahlen ist.
Zum Schutz der Augen ist daher die Berührungsstelle der Metalldrähte 3 von einem Schutzgehäuse 5 umgeben, das eine Austrittsöffnung 6 für das zerstäubte geschmolzene Metall aufweist.
In Fig. 2 ist eine Düse dargestellt, bei welcher ein Düsenkörper 7 aus feuerfestem Material eine zentrale konische Bohrung 8 für das Druckmittel und weitere Bohrungen 9 aufweist. durch welche die Metalldrähte 10 hindurchgeführt werden und welche me tallisch ausgekleidet sind, so dass die Aus kleidung ebenfalls als Leiter für den elek trischen Strom dient. Der Düsenkörper 7 ist mittels einer Hülse 11 am Gehäuse 12 auswechselbar befestigt, indem die Hülse 11 auf eine am Gehäuse 12 befestigte Scheibe. 13 geschraubt ist.
Nach Abschrauben, der Hülse 11 kann der Düsenkörper 7 durch einen andern Düsenkörper ersetzt werden. dessen konische Bohrung 8 zum Beispiel eine andere Konizität hat oder dessen Bohrungen 9 enger oder weiter sind.
Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 und 4 ist am Gehäuse 14, an welchem zum Beispiel die beschriebene Düse gemäss Fig. 2 ange baut sein kann, eine Schutzkappe 15 gelen kig angeordnet, welche bei der in Fig. 3 dar gestellten Wirkungsstellung die Düse 16 nach oben und seitlich abdeckt. Diese Kappe 15 weist oben ein Durehblickfenster 17 aus Glas zur Beobachtung des Lichtbogens und seitlich Schlitze 18 für den Luftdurchtritt auf.
Die Schutzkappe 15 ist mittels eines Hand hebels 19 aus der Stellung nach Fig. 3 in die Stellung nach Fig. 4 herabklappbar, in wel cher die Düse 16 bequem zugänglich ist. Ein lippenförmiger Ansatz 20 der Kappe 15 be findet sich dann vor der Mündung der Düse 16, so dass zur Inbetriebsetzung der Vor richtung die Schutzkappe 15 zuerst in die Stellung nach Fig. 3 geklappt werden muss.
Die Schutzkappe 15 könnte statt herabklapp- bar auch wegnehmbar am Gehäuse 14 ange- ordriet sein.
Nach Fig. 5 sind die beiden stromführen den Metalldrähte als Drahtrollen 21 in einem Rückentraggestell 22 angeordnet. Die beiden Rollen 21 sind in dem Gestell 22 vonein ander isoliert und auswechselbar gelagert und die Drähte werden auf verschiedenen Seiten des Arbeiters zur Vorrichtung geführt, so dass sie sich nicht berühren können.
Mit den dargestellten Vorrichtungen kön nen gleichmässige und festhaftende Überzüge aus Kupfer, Aluminium, Nickel usw. erzeugt werden. Infolge der sehr hohen Temperatur des Lichtbogens sind die Metallteilchen sehr heiss, so dass zum Beispiel beim Auftreffen von Aluminiumteilchen auf eine Glasplatte das Glas an den betreffenden Stellen zum Schmelzen kommt und die Aluminiumteil chen in die Glasoberfläche eingeschmolzen werden. Solche Überzüge haften daher so fest, dass sie unter keinen Umständen mehr von der Unterlage getrennt werden können.
Das beschriebene Verfahren zur Herstel- lung von Metallüberzügen mittels eines elek trischen Lichtbogens hat gegenüber dem Verfahren mit einer Sauerstoff-Acetylen- flamme wesentliche Vorteile, indem der ther mische Nutzeffekt beim Schmelzen durch elektrischen Strom um ein Vielfaches besser ist als bei der Sauerstoffacetylenflamme und zufolge der hohen Temperatur des Licht bogens die Möglichkeit besteht, auch schwer schmelzbare Metalle, wie Wolfram, 11Tolyb- dä.n, Titan usw. zu zerstäuben und aufzu tragen.
Ferner kann mit einer der beschrie benen Vorrichtungen in der gleichen Zeit 8- bis 10mal so viel Metall aufgeschleudert -erden wie mit einer Gaspistole.
Am Haltegriff der Vorrichtung ist zweck mässig eine vermittelst Druckknopf zu be tätigende Kontaktvorrichtung angebracht, durch welche mit Hilfe eines Relais der Strom ein- und ausgeschaltet werden kann.
Die Vorschubeinrichtung könnte statt durch Pressluft auch durch einen Elektro motor betätigt werden.
Method and device for the production of metal coatings. The present invention relates to a method and an apparatus for producing metal coatings by means of a metal which is melted in an electric arc and atomized by a pressure medium.
The normal arc between metal electrodes is very unstable at low voltages, so that high voltage is mostly used in technology to maintain an arc. According to the method according to the invention, the use of a low voltage should be made possible in that the ends of two current-carrying metal wires are brought into contact under a short circuit, so that an arc is generated between the wire ends, which melts the metal evenly wires causes.
The device according to the invention for carrying out the method according to the invention has at least one feed device for the current-carrying metal wires and a feed line for the pressure medium to the point of contact of the metal wires. On the accompanying drawings, for example, embodiments of devices for performing the method according to the invention are shown.
Fig. 1 shows a horizontal section through a device; Fig. 2 is a section through a nozzle of an apparatus; 3 and 4 show perspective views of a device with a protective cap in two different positions of the latter, and Fig. 5 illustrates the use of a device and the arrangement of the metal wires on a backpack frame.
In Fig. 1, 1 designates a housing in which two feed devices for the metal wires 3 are arranged, which are un depending on the type of metal and the operating conditions voro ben voro speed of for example 3 to 4 meters per minute. Each of these feed devices has a turbine 2 which is driven by compressed air in a manner not shown and which drives a hollow shaft 2 'surrounding the metal wire.
Between two flanges of this shaft 2 'two jaws 2 "are mounted, which are pressed against each other by a screw 2"' and act by means of thread on the metal wire 3 in such a way that when the shaft 2 'is rotated or the jaws 2 ″ is pushed forward. The ends of the metal wires 3 touch in front of the opening of the pressure medium nozzle 4 through which a pressure medium, e.g. compressed air, carbonic acid or nitrogen, exits at 5 to 7 atmospheres pressure.
The metal wires are connected to an electrical direct or alternating current source with a voltage of 40 to .10 volts, whereby a short circuit arises at the point of contact of the wires, through which a uniform arc is generated, so that the wires melt: the molten metal is finely atomized by the pressure medium. This method is more economical, the more the wires are overloaded.
For galvanizing, for example, the 1.5 mm thick metal wires are supplied with a current of 180 to 200 amperes. In the short and extremely hot arc of about 4000 ° C, some metal is evaporated, so that the arc located in a highly ionized atmosphere is rich in ultraviolet rays.
To protect the eyes, the contact point of the metal wires 3 is therefore surrounded by a protective housing 5 which has an outlet opening 6 for the atomized molten metal.
In FIG. 2 a nozzle is shown in which a nozzle body 7 made of refractory material has a central conical bore 8 for the pressure medium and further bores 9. through which the metal wires 10 are passed and which are lined me metallic, so that the clothing also serves as a conductor for the elec tric current. The nozzle body 7 is exchangeably fastened to the housing 12 by means of a sleeve 11 by the sleeve 11 on a disk fastened to the housing 12. 13 is screwed.
After unscrewing the sleeve 11, the nozzle body 7 can be replaced by another nozzle body. whose conical bore 8, for example, has a different conicity or whose bores 9 are narrower or wider.
In the device according to FIGS. 3 and 4, a protective cap 15 is arranged on the housing 14, on which, for example, the described nozzle according to FIG. 2 can be built, which, in the operative position shown in FIG covers top and side. This cap 15 has at the top a viewing window 17 made of glass for observing the arc and laterally slots 18 for the passage of air.
The protective cap 15 can be folded down by means of a hand lever 19 from the position of FIG. 3 into the position of FIG. 4, in wel cher the nozzle 16 is easily accessible. A lip-shaped projection 20 of the cap 15 is then located in front of the mouth of the nozzle 16, so that the protective cap 15 must first be folded into the position according to FIG. 3 in order to put the device into operation.
The protective cap 15 could, instead of being folded down, also be arranged on the housing 14 such that it can be removed.
According to FIG. 5, the two current-carrying metal wires are arranged as wire rolls 21 in a backpack frame 22. The two rollers 21 are insulated from one another in the frame 22 and stored interchangeably and the wires are guided to the device on different sides of the worker so that they cannot touch.
With the devices shown, uniform and firmly adhering coatings of copper, aluminum, nickel, etc. can be produced. As a result of the very high temperature of the arc, the metal particles are very hot, so that, for example, when aluminum particles hit a glass plate, the glass melts at the relevant points and the aluminum particles are melted into the glass surface. Such coatings therefore adhere so firmly that they can no longer be separated from the base under any circumstances.
The method described for producing metal coatings by means of an electric arc has significant advantages over the method with an oxygen-acetylene flame, in that the thermal efficiency when melting by electrical current is many times better than with the oxygen-acetylene flame and, according to the high temperature of the arc, there is also the possibility of sputtering and applying metals that are difficult to melt, such as tungsten, 11Tolybdä.n, titanium, etc.
Furthermore, with one of the devices described, 8 to 10 times as much metal can be thrown on in the same time as with a gas pistol.
On the handle of the device a mediated push button to be active contact device is expediently attached, through which the current can be switched on and off with the help of a relay.
The feed device could also be operated by an electric motor instead of compressed air.