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Die Erfindung betrifft eine lösbare Verbindung zwischen starren Seilköpfen und flexiblen flüssigkeitsgekühlten Hochstromseilen, insbesondere in Lichtbogenofen-, Induktionsofen-, ESU- und verwandten Elektrowärmeanlagen.
In Lichtbogenofen- Induktionsofen-, ESU- und verwandten Elektrowärmeanlagen ist es unvermeidlich, einen Teil der Stromleiter zwischen den feststehenden Durchführungen und dem Verbraucher flexibel auszubilden, um Bewegungen von Teilen der Ofenanlage durch Schwenken, Kippen oder Verfahren oder durch das Öffnen und Schliessen von Elektrodenbacken möglich zu machen. Die flexiblen Hochstromleiter sind bekannterweise blanke Kupferlitzen-Spiralseile und erfüllen ihre Aufgabe zufriedenstellend, solange die durch sie übertragenen Ströme nicht zu gross werden.
Müssen jedoch grössere Leistungen und damit höhere Ströme übertragen werden, sind der Verwendung von blanken Kupferseilen Grenzen gesetzt : erstens nehmen die Querschnitte und Gewichte der sehr grossen Seilbündel kaum vertretbare Ausmasse an, die obendrein mit natürlicher Luftkonvektion nicht mehr ausreichend gekühlt werden können ; zweitens sind die Seile in grossen Bündeln beträchtlichen schwankenden Kräften ausgesetzt, die zu einem Abrieb der Seile und schliesslich zu deren Zerstörung führen (um das Aneinanderschlagen der Seile zu verhindern, ist ein unverhältnismässig hoher Aufwand an konstruktiven Vorkehrungen notwendig) ; und drittens wird der Einfluss der Stromverdrängung durch
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führen muss und damit die genannten Nachteile weiter verschärft.
Alle diese Schwierigkeiten werden bekannterweise durch ein Einsatz weniger, dafür aber flüssigkeitsgekühlter Seile gemeistert, deren bewährte Konstruktionen äusserst betriebssicher sind und den Bau von grössten Ofeneinheiten wesentlich erleichtern.
Die Verbindung von starren mit dem flexiblem Teil der Hochstromleitung wird üblicherweise dadurch hergestellt, dass das Kupferseil mit dem Seilkopf, der ebenfalls aus Kupfer besteht, entweder weich oder hart verlötet oder verschweisst wird.
Jede dieser nicht lösbaren Verbindungen entspricht wohl den Forderungen nach guter elektrischer Leitfähigkeit und nach ausreichender mechanischer Festigkeit, sie sind dennoch mit den folgenden Nachteilen behaftet : Beim Weichlöten müssen Flussmittel verwendet werden, die nach dem Lötvorgang nie ganz ausgewaschen werden können und die selbst in geringer Konzentration zu Korrosionserscheinungen im Kühlkreislauf führen, also auch im Seil selbst und an dessen Lötstellen.
Beim Hartlöten oder Schweissen ist die Arbeitstemperatur so hoch, dass es im angrenzenden Seilstück zu Versprödungen kommt und deshalb gerade jenes Seilstück geschwächt wird, das mechanisch durch Zug und Wechseldauerbiegung am höchsten beansprucht wird. Schliesslich führt die Lötung oder Schweissung dazu, dass beim Erneuern der Seile die Seilköpfe Schaden leiden, so dass diese nur nach aufwendiger Nacharbeit wieder verwendbar gemacht werden können oder überhaupt ersetzt werden müssen.
Aber auch die bekannte Ausführung einer lösbaren Verbindung mit einem Seilkopf, bei der das Kupferlitzen-Spiralseil konzentrisch auf einen Sechskantdorn gepresst wird und an mehreren Stellen Kugeln mit Hilfe einer Pressvorrichtung den nötigen Kontaktdruck zwischen Litzen und Dorn herstellen, kann die Beschädigung des kupfernen Seilkopfes beim Seilwechsel nicht verhindern.
Alle vorgenannten Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass das Hochstromseil, sei es ein Vollseil, sei es ein Hohlseil oder eine Vielzahl von Vollseilen, zwischen der Hohlzylinderfläche des Seilkopfes und den im Durchmesser entsprechend kleineren Kegelaussenflächen des koaxial eingetriebenen Dornes, bzw. zwischen der Hohlkegelfläche der Seilkopfbüchse und der im Durchmesser entsprechend kleineren Zylinderaussenfläche des koaxial eingepressten Rohrstückes kraft- und stromschlüssig eingeklemmt ist.
Die Anwendung dieses Erfindungsprinzips führt zu dem gewünschten Ergebnis, dass sämtliche Teile des Seilkopfes mehrmals verwendet werden können, wenn die Hochstromseile, die am häufigsten defekt werden, gegen neue ausgetauscht werden müssen. Ausserdem ist die Zahl der Teile, aus denen die erfindungsgemässen Seilköpfe bestehen, kleiner als die bekannter Ausführungen.
Alle angeführten Flankenwinkel der kegelförmigen Teile sind kleiner als die Winkel der Haftreibung, so dass die Keilverbindung selbsthemmend ist und keiner weiteren Befestigung bedarf.
Bei Verwendung von Vollseilen ist es vorteilhaft, das innenliegende Presselement als massiven Dorn auszuführen, der an der Spitze einen Kegelöffnungswinkel von 30 : 21 aufweist, welcher Winkel im
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weiteren Verlaufe des konischen Dornteiles auf 3 reduziert wird und das innenliegende Presselement ein Gewinde zur Aufnahme einer Abziehvorrichtung enthält.
Der Dornwinkel von 3 ergibt, wie sich in Versuchen gezeigt hat, die beste Verdichtung des Kupferseiles bei nur mässigen für das Eintreiben des Dornes erforderlichen Kräften. Ebenfalls aus Versuchen wurde der Winkel von 30 , der die Spitze des Dornes bildet, gefunden. Dieser eher etwas stumpfe Winkel verhindert beim. Einschieben des Dornes sein "Verlaufen" zwischen den einzelnen Litzenbündeln, d. h., der Dorn läuft beim Pressen recht genau zentrisch und zerstört fast keine Litzen.
Wegen der billigeren Fabrikation wurde zwischen diesen beiden Konen kein kontinuierlicher Übergang in Form eines Paraboloides gewählt, sondern ebenfalls ein kegelförmiger Teil, für dessen Öffnungswinkel etwa 110 als günstiger Übergangswinkel in Frage kommt.
Weiters ist es bei Verwendung eines Hohlseiles oder einer Vielzahl von Einzelseilen vorteilhaft, das Hohlseil über ein zylindrisches Rohrstück der Pressvorrichtung zu schieben und über das Seil einen
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aufzupressen.
Der Winkel von 8 als günstigster Übergang vom unverdichteten zum verdichteten Seil wurde in Versuchen ermittelt. Er erlaubt eine langsame Verdichtung des Seiles, ohne dass Einzelseile verschoben oder zurückgelassen werden.
Es ist weiters vorteilhaft, das zuletzt erwähnte Rohrstück an einem Ende an seiner sonst zylindrischen Aussenfläche mit Rillen und Wulsten zu versehen, um zusätzlich ein Abrutschen des Hohlseiles oder der Einzelseile nach dem Aufziehen des Presselementes hintanzuhalten.
Die Ausführung des Rohrstückes mit Rillen und Wulsten bewirkt, dass das Hohlseil nur an kurzen Wegstrecken maximal verdichtet ist, was ein Herausziehen des Rohrstückes schon nach kurzer Kraftanwendung und Lösen des Seiles ohne Zerstörung erlaubt, wobei dennoch ein optimaler Stromübergang und ausreichende Kraftschlüssigkeit gegeben ist.
An Hand der Zeichnungen ist die Erfindung erklärt und an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen : Fig. 1 die prinzipielle Anordnung flexibler Hochstromseile zwischen den Ausgängen der Stromquelle und dem relativ dazu beweglichen Ofen als Verbraucher, Fig. 2 einen Seilkopf zum Anschluss an ein flüssigkeitsgekühltes Hochstrom-Vollseil, Fig. 3 den Dorn (Keil) zu dem in Fig. 2 dargestellten Seilkopf, Fig. 4 einen Seilkopf zum Anschluss an ein flüssigkeitsgekühltes Hochstrom-Hohlseil oder an eine Mehrzahl flüssigkeits gekühlter Hochstrom-Vollseile, Fig. 5 den Schnitt zu Fig. 4.
In Fig. 1 verbinden die Hochstromseile--1 oder 14-- die Klemmen --2-- der Stromquelle mit den Klemmen --3-- des Verbrauchers.
In Fig. 2 wird das Vollseil-l-durch den Dorn --4--, der in Fig. 3 dargestellt ist, im Hohlzylinder des Seilkopfes --5a-- eingeklemmt. Das Seil --1-- wird umgeben von einem Industrieschlauch --6-- und im Raum --7-- zwischen Seil und Schlauch zirkuliert die Kühlflüssigkeit, üblicherweise Wasser. Der Industrieschlauch wird mit Manschetten --8-- am Seilkopf --5-- abgebunden. Der Dorn --4-- kann mit der Zugstange--9-- und der Gewindemutter --10-- aus dem Vollseil-l-gelost werden, wobei die Zugstange durch das Gewinde --11-- mit dem Dorn verbunden ist.
In den Fig. 4 und 5 ist in den Seilkopf --5b-- die Büchse --12-- eingepasst, die auf einem Teil ihrer axialen Länge den erfindungsgemässen Innenkonus-13-- besitzt und das Hohlseil oder die Vielzahl von Vollseilen --14-- gegen das Rohrstück --15-- presst, welches mit Rillen --16-- versehen ist.
Die Rillen und die Wulste erhöhen den Kontaktdruck zwischen den Presselementen und den Litzen des Kupferseiles und bieten eine zusätzliche Sicherung gegen das Abrutschen des Seiles aus dem Kopf.
Derselbe Effekt kann erreicht werden, wenn statt der kegelförmigen Pressteile pyramidenförmige Teile - wobei es sich um mehr als vierseitige Pyramiden handelt-eingesetzt werden.
Die Teile--4, 5a, 5b, 12 und 15-- sind vorteilhafterweise aus hochverschleissfähigem Material nach AT-PS Nr. 318935 hergestellt.