DE1057261B

DE1057261B - Sicherung der Schraubnippelverbindung bei Kohle- oder Graphitelektroden fuer elektrische OEfen gegen Lockerung

Info

Publication number: DE1057261B
Application number: DEC17251A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Doetsch
Original assignee: FA C CONRADTY
Current assignee: FA C CONRADTY
Priority date: 1958-07-25
Filing date: 1958-07-25
Publication date: 1959-05-14
Also published as: LU37186A1; GB877352A; DE1143942B; US3048433A; CH372396A; FR1224483A; BE579104A; NL101950C

Description

DEUTSCHES

J .5B- 1 1 ^/12

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 1 4. M A I 1 9 5 9

Die einwandfreie und sichere Vernippelung von Kohle- und Graphitelektroden ist trotz zahlreicher Vorschläge und Erfindungen immer noch, besonders bei Großelektroden, ein nicht gelöstes Problem. Durch das hohe Gewicht dieser Elektroden, die nach dem Zusammennippeln einiger Elektroden zu einem Strang ein Gesamtgewicht von mehreren Tonnen ergeben, treten alle Faktoren, die zum Lockern der Nippel und zum befürchteten Auseinandergehen der Stirnflächen der Elektroden führen, in stark erhöhtem Maße in Erscheinung, so daß der Stromübergang der gewaltigen Stromstärken von 50 000 bis 60 000 Ampere in der Spitze nicht mehr gewährleistet ist.

Zur Sicherung der Nippelstelle sind die im folgenden beschriebenen Verfahren üblich und bekannt:

Der Nippel wird vor dem Einschrauben mit einem der bekannten Kitte auf Teer-, Pech-, Harz- oder Wasserglasbasis bestrichen. Beim Erwärmen verkokt der Kitt, wobei der entstehende Koks einerseits Nippel und Nippelschachtel unlösbar verbinden und andererseits den Ül>ergangswiderstand erniedrigen soll. Bei kleineren Elektrodenabmessungen führt dieses Verfahren unter günstigen Ofenbedingungen zum Erfolg. Bei Großelektroden werden aber die Schwierigkeiten aus naheliegenden Gründen sogar erhöht, denn die /wischen den Gewindegängen eingebrachte Kittschicht schwindet beim Trocknen und Verkoken. Wenn dieser Schwindungsvorgang auch nur einige zehntel Millimeter in den einzelnen Gewindegängen ausmacht, addieren sich diese Abstände. Durch das hohe Gewicht des Elektrodenstranges wird der Nippel nach unten gezogen, die Stirnflächen gehen auseinander, und der Strom ist gezwungen, seinen Weg über die Elektrodenschachtel in den Nippel zu nehmen, wobei durch Ausfall der Stirnflächen als Kontaktflächen eine Überlastung der Nippel auf das etwa Dreifache ihrer normalen Belastung eintritt.

Ein anderes Verfahren sieht vor, den Nippel oder die Schachtel der Elektrode ganz oder teilweise mit Teer oder Pech zu imprägnieren. Beim Erhitzen schwitzt dieses eingebrachte Mittel aus und verkittet ebenfalls die Gewindeflächen. Dieses Verfahren hat sich in zahlreichen Fällen bewährt, es hat aber unter gewissen Ofenbedingungen den Nachteil, besonders bei zu raschem Nachsetzen der Elektrode, daß das Imprägniermittel direkt als flüssiges Schmiermittel den Lockerungsvorgang begünstigt, wenn es nicht im richtigen Zeitpunkt verkokt.

Bei der bekanntgewordenen Verwendung von Pechstiften tritt die gleiche Erscheinung auf, wobei noch eine Schwächung der Nippel durch die großen Bohrungen zu verzeichnen ist.

Auch bei der Anordnung von schmelzbarem kohlenstoffhaltigem Material in Höhlungen der Elektroden-Sicherung der Schraubnippelverbindung

bei Kohle- oder Graphitelektroden
für elektrische öfen gegen Lockerung

Anmelder:

Fa. C. Conradty,

Nürnberg, Spittlertorgraben 9

Dr.-Ing. Ernst Doetsch, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

enden oder der Nippel selbst ist diese nachteilige Erscheinung zu beobachten.

Ein vielgeübtes Verfahren ist das Sichern der Nippelstelle mit Graphitstiften, die seitlich durch die Schachtel in den Nippel durch vorgebohrte Löcher getrieben werden. Erfahrungsgemäß treten durch die Spannungen, die durch den unter hoher Zugspannung stehenden Graphitstift verursacht werden, Risse in der Elektrodenschachtel auf, durch welche die Spannung der ganzen Gewindeschachtel gelöst wird. Ein Lockern der Gewindestelle ist die unvermeidliche Folge.

Die Sicherung der Schraubnippelverbindung bei Kohle- oder Graphitelektroden für elektrische öfen gegen Lockerung erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß in die Stirnflächen des Gewindenippels und in den Boden der Gewindeschachteln mehrere über die ganze Fläche verteilte Vertiefungen eingearbeitet werden und dafi in Höhe des Gewindeschachtelbodens eine dünne Bohrung in der Wandung der Gewindeschachteln vorgesehen wird, durch welche nach dem Zusammenschrauben ein Kittmaterial unter hohem Druck von außen in die freien Räume zwischen Gewindenippel und Gewindeschachtel hineingepreßt wird, welches von selbst erhärtet und vor der Verkokung nicht mehr erweicht, so daß an jedem Ende des Gewindenippels sich eine Scheibe mit mehreren in die Nippelstirnfläche und in den Schachtelboden hineinragenden, eine Verdrehung des Gewindenippels verhindernden Zapfen bildet.

Die in die Stirnflächen des Gewindenippels und in den Boden der Gewindeschachtel eingearbeiteten Vertiefungen können zylindrisch, halbkugelartig oder

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sonstwie geformt sein und eine Tiefe und einen Durchmesser von 1 bis 2 cm haben, wahrend die seit hch in die Elektrodenschachtel geführte Bohrung nur etwa 2 bis 3 mm Durchmesser aufweist Als Kitt material kann dann solches auf Wasseiglas odei Kunstharzbasis verwendet werden

Damit die m den Hohlräumen ^oihandene Luft entweichen kann, wird in die Elektrodenstirnflachen (ine nicht geradlinige Nut eingearbeitet

Der Gewindenippel kann auch in bekannter Weise mit einer Langsbohrung versehen w erden, wodurch die Einbringung der Kittmasse nur durch die Boh rung dei aufgesetzten Elektrode zu erfolgen braucht, da das Kittmaterial durch die Langsbohrung in die unteren freien Räume gelangt und diese ausfüllt In diesem Falle kann die Luft durch die Bohrung in der unteren Elektrode entweichen Die Langsbohrung im Nippel ist dann gleichfalls mit Kittmaterial angefüllt

Eine weitere Sperrung des Nippels gegen Verdre hung kann auch dadurch erzielt werden, daß das Ge winde von Nippel und Schachtel durch längs oder schragverlaufende Nuten mehrfach unterbrochen wird, wobei die Nuten so eingearbeitet sein müssen, daß beim Zusammenschrauben von Nippel und Elektioden die Nuten im Nippelgewinde den Nuten im Schachtelgewmde gegenüberliegen bzw sie sich kreuzen

Zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit des Kittmaterials können der Kittmasse zweckmäßiger weise Metalle oder Metallkarbide beigefügt werden

Um em Schwinden der eingepreßten Kittmas^e und damit eine Verschlechterung des Kontaktes durch \h losen der Kittmasse von den Elektrodenwandungen zu verhindern, kann dem Kittmatenal ein gastteiben des Mittel, wie Ammoniumbikarbonat, beigefugt weiden, duich das die Kittmasse an alle Elektioden flachen fest angedruckt wird Das Entweichen dei Gase, die bei der Verkokung entstehen kann duich die Anordnung von Kapillaren in der Gewinde schachtel erleichtert werden

Durch eine besondeie Formgebung der nicht tiagen den Gewindeflanken kann die Einbringung des Kitt materials in die Zwischenräume zwischen Gewinde mppel und Schachtelwand erleichtert werden Die einer Lockerung entgegenwirkende Reibung wild hierdurch außerordentlich \ ergroßert der Stromuber gang wird sehr viel gleichmäßiger, ortliche Er bitzungen, die zu Spannungen und Schachtelbruchen fuhren können, werden dabei vei mieden

In den Zeichnungen ist die Erfindung naher be schrieben

Fig 1 ist ein Längsschnitt durch eine Schraub nippelverbindung Die Elektroden α und b sind durch einen konischen Gewindenippel c verbunden Die Stirnflachen des Gewindenippel und dei Boden der Cewmdeschachteln sind mit mehreren zjlmdiischen \^rertiefungen d vergehen In Hohe des Gewinde schachtclbodcns ist in beiden Elektroden eine dünne Bohrung e vorgesehen, durch welche unter hohem Druck von außen em selbst härtendes Kittmatenal in die freien Räume zwischen Gewindenippel und Ge wmdeschachtel hineingepreßt wird In der unteren Elektrode b ist der freie Raum zwischen Nippel und Schachtel lediglich wegen der besseren Veranschau hchung frei gelassen worden Nach dem Erharten der Kittmasse ist eine Lockerung der Verbindung durch die sperrende Wirkung der in die Vertiefungen d eingreifenden Zapfen der aus dem hineingepreßten Kittmatenal gebildeten Scheiben f nicht mehr möglich Fig 2 ist gleichfalls em Längsschnitt duich eine Schraubnippelverbindung Die beiden Elektroden a und b sind auch hier durch einen konischen Gewinde l'ippel c verbunden Die Vertiefungen d 111 den Stirn flachen des Nippels und im Boden der Gewinde schachteln sind in diesem Fall halbkugelartig ausge bildet Auch hier sind in den Elektioden α und b m Hohe des Gewindeschachtelbodens dünne Bohrungen l angeordnet Der Gewindenippel ist in diesem Lall mit einer dünnen Langsbohrung g versehen Das Kitt material wird hier unter hohem Druck von außen durch die dünne Bohrung e in dei Elektrode α in die freien Räume zwischen Nippel und Schachtel hinein gepreßt Durch die Langsbohrung g gelangt das Kitt material auch in die freien Räume der Elektrode b Nach dem Eiharten der Kittmasse bilden sich auch hier zwischen Nippelstirnflache und Schachtelboden die Scheiben f, die durch die in die Vertiefungen d eingreifenden Zapfen eine Verdrehung des Nippels verhindern Die Bohrung e in der Elektrode b eimog licht das Entweichen der Luft au« den Zwischen 1 aumen

Fig 3 zeigt die erfindungsgemaß ausgebildete Stirnfläche des Gewindenippels mit den emgeaibei teten Vertiefungen d

Fig 4 stellt einen Längsschnitt durch eine Schraub nippelverbindung dar Die Elektroden ο und b sind durch den Gewindenippel c fest miteinander verbunden Um ein Lockern der Verbindung zu vermeiden sind in die Stirnflachen des Gewindenippels und in den Boden der Gewindeschachteln halbkugelfoimige Vertiefungen d eingearbeitet, die mit einem selbst er hartenden Kittmaterial ausgefüllt werden, das durch die Bohrungen e unter hohem Druck von außen in die freien Räume zwischen Nippel und Schachtel hinein gepreßt wird Als zusatzliche Sicherung sind in das Gewinde des Nippels und der Schachtel mehreie Langsnuten h eingearbeitet, welche ebenfalls mit Kitt masse ausgefüllt werden Die Langsnuten müssen da bei so angeordnet werden, daß beim Zusammen schrauben die Nuten des Nippels den Nuten in der Schachtel gegenüberstehen, so daß durch die emge preßte Kittmasse mehrere Bolzen entstehen, die zu sammen mit den zwischen Nippclstirnflache und Schachtelboden gebildeten Scheiben/ em Verdiehen des Nippels verhindern

Fig 5 ist em Querschnitt nach der Lime ABm Fig 4 Mit α ist die Elektrode, mit c der Gewinde mppel und mit h sind die mit Kittmai.enal angefüllten Langsnuten in dem Gewinde von Nippel und Schachtel bezeichnet

Durch die neue Sicherung der Schiaubmppelverbindung wird nicht nur eine Lockerung der Ver bindung verhindert, sondern es wird zugleich auch ein guter Stromubergang an den Stirnflachen des Ge windenippels erzielt

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1 Sicherung der Schraubnippelveibindung bei Kohle- oder Graphitelektroden fur elektrische Öfen gegen Lockerung dadurch gekennzeichnet daß in die Stirnflachen des Gewindenippels und in den Boden der Gewindeschachteln mehrere über die gan/e Flache verteilte Λ ertiefungen emge arbeitet werden und daß in Hohe des Gewindeschachtelbodens eine dünne Bohrung in der Wan dung der Gewindeschachteln vorgesehen wird,

durch welche nach dem Zusammenschrauben ein Kittmaterial unter hohem Druck von außen in die freien Räume zwischen Gewindenippel und Gewindeschachtel hineingepreßt wird, welches von selbst erhärtet und vor der Verkokung nicht mehr erweicht, so daß an jedem Ende des Gewindenippeis sich eine Scheibe mit mehreren in die Nippelstirnfläche und in den Schachtelboden hineinragenden, eine Verdrehung des Gewindenippel verhindernden Zapfen bildet.
2. Schraubnippelverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Elektrodenstirnfläche eine nicht geradlinig verlaufende Nut eingearbeitet ist.
3. Schraubnippelverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindenippel eine Längsbohrung aufweist, durch die die nur durch die Bohrung der aufgesetzten Elektrode eingebrachte Kittmasse in die Hohlräume zu beiden Stirnseiten des Nippels gelangt.
4. Schraubnippelverbindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde von Nippel und Schachtel durch längs- oder schräg verlaufende Nuten mehrfach unterbrochen ist, wobei die Nuten so eingearbeitet sind, daß beim Zusammenschrauben die Nuten im Nippelgewinde den Nuten im Schachtelgewinde gegenüberstehen oder sie sich kreuzen.
5. Schraubnippelverbindung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kittmaterial in an sich bekannter Weise Zusätze zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit, und zwar Metalle oder Metallkarbide enthält.
6. Schraubnippelverbindung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kittmaterial gastreibende Stoffe enthält.
7. Schraubnippelverbindung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die nichttragenden Gewindeflanken so ausgebildet sind, daß das Einbringen des Kittmaterials erleichtert wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 543 138, 886 507.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen