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Vorrichtung zum Anpressen und/oder Lösen von elektrischen Klemmstücken, insbesondere in Anlagen zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anpressen und/oder Lösen von elektrischen Klemmstücken mittels eines pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagten Kolbens bzw. zum Anpressen von elektrischen Klemmstücken durch Federkraft und Lösen dieser Klemmstücke mittels eines pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbaren, entgegen der Federkraft wirkenden Kolbens, insbesondere in Anlagen zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen.
Es ist bekannt, in solchen Anlagen zum Anschliessen der elektrischen Leitungen an die aus dem umzuschmelzenden Metall bestehenden Elektroden sowie an die Bodenplatte, auf welcher der durch den Umschmelzvorgang gebildete Metallblock aufliegt, aus Metall bestehende Schraubenzwingen zu verwenden, mit welchen die elektrischen Leitungen verbunden sind.
ImZuge derWeiterentwicklung undRationalisierung des Elektroschlackenumschmelzverfahrens wird angestrebt, Stahlblöcke herzustellen, die aus mehreren nacheinander umgeschmolzenen Elektroden bestehen. Wenn bei dem Umschmelzvorgang eine Elektrode durch die Wärmeentwicklung des aus ihr austretendenelektrischenStromes bis auf ein kurzes Reststück abgeschmolzen ist, so muss dieses durch Hochheben des Elektrodenhalters aus der Kokille gezogen und gegen eine neue Elektrode ausgetauscht werden. Dieselbe wird sodann durch Senken des Elektrodenhalters in die Kokille eingebracht und abgeschmolzen. Bei dem eben beschriebenen Vorgang des Elektrodenwechsels muss die vorstehend angeführte Schraubenzwinge von dem Reststück gelöst und sodann an der neuen Elektrode festgeschraubt werden.
In grossen Anlagen müssen die Schraubenzwingen in Anbetracht der grossen Stärken der durch sie hindurchfliessenden elektrischen Ströme von etwa 20 000 A oder mehr sehr gross und schwer ausgeführt werden.
Infolgedessen ist in solchen Anlagen das Lösen und Festschrauben der Schraubenzwingen schwer durchführbar.
Überdies ist eine zur Stromzufuhr geeignete Fassung für zylindrische Kohle- und Graphitelektroden für elektrische Schmelzöfen bekannt, die aus einem mindestens zweiteiligen, vorzugsweise dreiteiligen zylinderförmigen Ringmantel besteht, dessen Teilstücke (Klemmbacken) mittels einem bzw. mehreren Gelenken und einer im Ringmantel eingebauten Spannvorrichtung zusammengehalten sind. Bei einer ebenfalls bekannten Anpressvorrichtung für Kontaktbacken (Klemmbacken) werden mehrere Kontaktbacken mittels je eines Satzes von Tellerfedern in radialer Richtung an eine zylindrische Elektrode angedrückt. Die beiden eben erwähnten Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, dass mit ihnen elektrische Leitungen lediglich an im wesentlichen zylindrische Teile, wie Elektroden und nicht auch an planparallele Platten angeschlossen werden können.
Weiters ist ein ähnlicher Elektrodenhalter für elektrische Öfen bekanntgeworden, bei dem pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagte Kolben unmittelbar auf Klemmbacken drücken, welche eine zy- lindrische Elektrode umgeben. Die in Zylindern verschiebbaren Kolben werden mit Hilfe von Druckfedern an die Klemmbacken angepresst, lassen sich jedoch durch die Wirkung eines Druckmediums, wie z. B.
Pressluft oder Druckwasser entgegen der Federkraft von den Klemmbacken abheben. Wenn man die eben beschriebene Vorrichtung in etwas modifizierter Form zum Anschliessen von planparallelen Bodenplatten verwenden würde, so ergäbe sich der Nachteil, dass hiefür mindestens zwei Kolben bzw. Federn erforderlich wären.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die angeführten Nachteile zu vermeiden und eine im Aufbau besonders einfache Vorrichtung zu schaffen, die es gestattet, in Anlagen zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen elektrische Leitungen sowohl an zylindrische Elektroden als auch an planparalleleBodenplatten anzuschliessen.
Erfindungsgemäss wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass zwei einander gegenüberliegende, an einem Gehäuse od. dgl. vorzugsweise auf je einem an diesem befestigten Achsbolzen drehbar gelagerte, zumindest je eine Klemm- backe tragende zweiarmige Schwenkhebel vorgesehen sind und dass ein Kolben bzw. der mit diesem zu- sammenwirkende Zylinder mit je einem dieser beiden Schwenkhebel auf deren den Klemmbacken abgewandten Seiten gelenkig verbunden ist, wobei mit Hilfe des pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbaren Kolbens in an sich bekannter Weise die Klemmbacken an den anzuklemmenden Teil andrückbar und/oder von dem jeweils angeschlossenen Teil lösbar sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere zwischen den Schwenkhebeln angeordnete Federn, vorzugsweise Tellerfedem, vornehmlich über Zwischenstücke gegen die den Klemmbacken abgewandten Arme der beiden Schwenkhebel drücken, wobei die Klemmbacken von dem jeweils angeklemmten Teil mit Hilfe des pneumatisch oder hydraulisch beaufschlagbaren Kolbens entgegen der Federkraft lösbar sind. Hiedurch wird erreicht, dass selbst dann, wenn der Druck des für die Betätigung der Vorrichtung erforderlichen Steuermediums (z. B. Pressluftoder Öl) aus irgendeinem Grunde absinkt, die Klemmbacken fest an dem angeschlossenen Teil angepresst bleiben.
Weiters erweist es sich als besonders zweckmässig, wenn sich zwischen den beiden Schwenkhebeln, vorzugsweise zwischen deren den Klemmbacken abgewandten Armen, ein am Gehäuse od. dgl. befestigter Querträger befindet, an dessen beiden Seiten je eine gegen einen Schwenkhebel drückende Feder, vorzugsweise eine Schraubenfeder, abgestützt ist.
Nachstehend wird die erfindungsgemässe Vorrichtung im einzelnen an einem Ausführungsbeispiel erläutert, welches in den Zeichnungen schematisch abgebildet ist.
Es zeigen : Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, teils in Ansicht, teils im Längsschnitt, Fig. 2 dieselbe Vorrichtung in Draufsicht und Fig. 3 in Seitenansicht von links, weiters Fig. 4 die Klemmbacken einer in gleicher Weise ausgeführten Vorrichtung mit einer zwischen diesen befindlichen Elektrode, im Schnitt.
Die beiden einander gegenüberliegenden, vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Klemmbacken --3-weisen je zwei Kanten --3'-- auf, welche gegen das zwischen den Klemmbacken --3-- befindliche planparallele Anschlussstück --1'-- der Bodenplatte --1-- gepresst sind. Das Anschlussstück --. 1'-- ist an der zu einer Anlage zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen, insbesondere von Stählen gehörenden Bodenplatte --1-- (auf welcher die durch den Umschmelzvorgang gebildeten Metallblöcke aufruhen) mit Hilfe von Mutterschrauben --2-- befestigt, Sowohl die Bodenplatte --1-- als auch das Anschlussstück --1'-- bestehen aus Kupfer.
Sämtliche Kanten --3'-- der beiden Klemmbacken --3-verlaufen parallel zueinander, wobei gegenüber jeder Kante --3'-- der einen Klemmbacke --3-- eine Kante--3'-- der andern Klemmbacke --3-- angeordnet ist. Beide Klemmbacken --3-- werden mittels Wasser gekühlt. Das Kühlwasser fliesst durch je einen Schlauch --4-- in den in der betreffenden Klemmbacke --3-- vorhandenen Kanal--5-- und verlässt diesen durch den Schlauch --6--. Von dem einenPol der benutzten (nicht dargestellten) Stromquelle (z. B. Sekundärwicklung eines Transformators) führen die beiden festen Leitschienen --7-- bis in die Nähe der Klemmbacken --3--. Jede der beiden Leitschienen --7-- ist durch eine von mehreren biegsamen blanken Kupferbändern --8-- gebildeten elektrischen Leitung mit je einer der beiden Klemmbacken --3-- verbunden.
Die U-förmig gebogenen Kupferbänder --8-- sind einerseits an den Leitschienen --7-- mit Hilfe von Mutterschrauben --9-- und anderseits an den Klemmbacken-3-mittels Sechskantkopfschrauben-9'-befestigt. In jedem der beiden Endbereiche der Kupferbänder --8-- ist zwischen je zwei derselben eine Zwischenplatte --10 bzw. vorgesehen. An Stelle der Kupferbänder --8-- könnte auch ein biegsames Drahtgewebeband als elektrische Leitung verwendet werden.
Jede der beidenKlemmbacken --3-- ist mittels einerSechskantkopfschraube --ll.. - an einemZwi- schenstück --14-- befestigt, wobei zwischen der jeweiligen Klemmbacke --3-- und dem zu ihr gehö- renden Zwischenstück --14-- eine aus einem elektrisch isolierenden Material bestehende Isolierplatte - vorgesehen ist. Überdies sind auch die in die Zwischenstücke --14-- eingeschraubten Sechskantkopfschrauben-11-- mittels je einer Isolierbüchse --12-- gegenüber den Klemmbacken --3-- elektrisch isoliert.
Jedes Zwischenstück --14-- weist an seiner den Klemmbacken --3-- abgewandten Seite einen an ihm mittels versenkter Innensechskantkopfschrauben --16-- befestigten Haltering --15-- auf,
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welcher den Bund --19-- eines an einem Schwenkhebel --21-- mit einer Sechskantmutter --20-- an- geschraubten Bolzen --17-- umfasst.
Weiters ist darauf hinzuweisen, dass der Bolzen --17-- zwischen seinem Bund --19-- und seinem zylindrischen Schaft --17'-- einen Absatz --18-- aufweist. Die dem
Zwischenstück --14-- zugekehrte Stirnfläche des Bundes --19-- ist ballig ausgeführt und überdies zwi- i schenHaltering --15-- einerseits und Bund --19--, Absatz --18-- und Schwenkhebel --21-- anderseits so viel Spiel vorhanden, dass sich die Klemmbacken --3-- von selbst nach der Oberfläche des jeweils anzuschliessenden Teiles (z. B. des Anschlussstückes --1'--) einstellen können. Dies bedeutet, dass der Haltering-15-und derBoIzen-17-wie ein Kugelgelenk wirken. Die beiden Schwenkhebel --21-- (s.
Fig. 1) sind an je einem am Gehäuse --22-- mit Hilfe eines angeschraubten Achshalters --24-- be- festigten Achsbolzen-23-- drehbar gelagert. Zwischen den beiden Schwenkhebeln --21-- sind auf de- ren den Bolzen --17-- abgewandten Schenkeln nacheinander der in einem Zylinder --27-- hydraulisch beaufschlagbare Kolben --25--, ein Satz Tellerfedern --29-- sowie zwei Schraubenfedern --39--, de- ren Längsachsen fluchten, angeordnet Das dem Kolben --25-- abgewandte Ende der Kolbenstange - ist mit dem einen und der Zylinder --27-- mit dem andem der beiden Schwenkhebeln --21-- durch je einen Bolzen --28-- gelenkig verbunden.
Die beiden Schwenkhebel --21-- weisen je zwei durch eine Nabe --21"-- und einen Querträger --21'''-- verbundene Stege --21'-- auf, zwischen de- nen sich die ebenerwähnten Enden der Kolbenstange --26-- und des Zylinders -- 27 - befinden. Die
Tellerfedern --29-- sind durch die im Querschnitt kreisförmige Stange --30-- innen und durch das Rohr- stück --35-- aussen geführt (zentriert). An der Stange --30-- und dem Rohrstück --35-- ist je eine kreisförmige Stirnplatte --31 bzw. 36-- befestigt, wobei sich die Tellerfedern --29-- zwischen diesen
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Ferner ist an der auf der Stange-30-- befestigten Stirnplatte-31-- ein äusserer, das Rohrstück --35-umfassender Rohrteil --33-- vorgesehen, dessen Mantelfläche an ihrem der Stirnplatte --31-- zugewandten Ende Ausgleichsiocher-34-aufweist. Die beiden Schraubenfedern --39-- sind an einem Ende in einer Vertiefung --40-- des jeweils benachbarten Schwenkhebels --21-- aussen zentriert. Am andern Ende jeder Schraubenfeder --39-- ist ein dieselbe umfassendesGleitstück--41-vorgesehen. Kon- zentrisch zu diesem ist ein Druckbolzen --42-- angeordnet, dessen in die benachbarte Schraubenfeder - hineinragender zylindrischer Schaft eine Längsnut --42'-- aufweist.
In dieselbe greift die im Gleitstück --41-- befestigte Gleitfeder --43-- und verhindert infolgedessen, dass sich das Gleitstück - -41-- und der Druckbolzen --42-- gegeneinander verdrehen lassen. Auf seiner der benachbarten Schraubenfeder --39-- abgewandten Seite ist der Druckbolzen --42-- mit einem Gewinde versehen, auf dem sich die Sechskantmutter --44-- befindet. Die beiden Druckbolzen --42-- stützen sich an einem zwischen ihnen angeordneten, am Gehäuse --22-- befestigten Querträger --45-- ab. Durch Verstellen der beiden Sechskantmuttern --44-- ist es möglich, die Schwenkhebel --21-- samt den auf diesen befe- stigten Klemmbacken-3-in die richtige Lage zu bringen und den beiden Schraubenfedern --39-- eine entsprechende Verspannung zu geben.
Da die beiden Schraubenfedern --39-- elastische Zwischenglieder sind, können sich die Klemmbacken --3-- von selbst nach dem anzuschliessenden Teil (z. B. dem AnschluBsttick-r-derBodenpIatte-1-) einstellen. Um den Zusammenbau der eben beschriebenen Vorrichtung zu ermöglichen, sind am Gehäuse --22-- die an diesem mit Hilfe von Schrauben --47-befestigten, in geringen Abständen von den Stirnseiten der Bolzen --28 und 38-- angeordneten Deckel - vorgesehen. Das Gehäuse --22-- wird von den Schraubenbolzen --48-- und den Sechskantmut- tem --49-- gehalten. Wie aus Fig. 4 en1nehmbar ist, eignet sich eine in gleicher Weise ausgeführte Vorrichtung auch zum Anschliessen der elektrischen Leitungen an eine im Querschnitt kreisförmige Elektrode --50--, die beispielsweise aus Stahl bestehen kann.
Ferner sei erwähnt, dass bei der eben beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung der Flankenwinkel a der Kanten --3'-- 100 bis 1400, vorzugsweise 1250, ist.
Gegenüber den bisher verwendeten, vorstehend erwähnten Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art bietet die erfindungsgemässe Vorrichtung den sehr wesentlichen Vorteil, dass sie es ermöglicht, in Anlagen zum Elektroschlackenumschmelzen von Metallen elektrische Leitungen sowohl an zylindrische Teile, wie Elektroden, als auch an planparallele Bodenplatten anzuschliessen. Weitere beträchtliche Vorteile der Vorrichtung bestehen in ihrer Einfachheit sowie in dem Umstand, dass sich diese Vorrichtung von selbst nach der jeweils anzuschliessenden Bodenplatte einstellt, ohne dass die Gefahr besteht, dass sie dieselbe verrückt.