DE1058652B - Fassung fuer Elektroden in elektrischen Schmelzoefen - Google Patents

Description

Die üblichen Elektrodenfassungen für elektrische Schmelzöfen . bestehen aus einer Anzahl Kontaktbacken, im allgemeinen acht, die mit Hilfe von Schraubenfeder!!, die radial in einem die Elektrode und die Backen umschließenden Druckring angebracht sind, gegen die Elektrode gepreßt werden. Der Druck der Federn gegen die Backen wird mit Hilfe von Druckschrauben geregelt.

Eine solche Fassung kann entweder darauf eingestellt sein, das ganze Elektrodengewicht mit einem gewissen Sicherheitsübermaß zu tragen, so daß die Elektrode mit Hilfe einer besonderen Preßvorrichtung durch die Fassung gepreßt werden muß, oder sie kann darauf eingestellt sein, einen, gewissen Teil des Elektrodengewichtes, z. B. 50 bis 80%, zu tragen, während der Rest des Elektrodengewichtes von einer Bremsvorrichtung, dem sogenannten Wisdoms-Band, getragen wird, das ein kontrolliertes Herablassen der Elektrode in der Fassung gestattet. In beiden Fällen wird somit die Elektrode durch die Fassung gleiten, ohne daß es notwendig ist, deren Druck gegen die Elektrode zu vermindern oder die Stromzuführung zu unterbrechen. Wegen der Federn wird jede einzelne Backe gut an der Elektrode anliegen, selbst wenn die Oberfläche derselben nicht genau zylindrisch sein sollte. Dies ist bei Söderberg-Elektroden von besonderer Bedeutung, wo die Elektrodenfläche leicht etwas unebenmäßig werden kann und wo die Elektrode im oberen Teil der Fassung so weich ist, daß sie sich leicht nach der Fassung formt.

Die Schraubenfedern, die zur Erzielung eines hinlänglichen Druckes gegen die Backen verwendet werden müssen, sind jedoch ziemlich groß und nehmen .in radialer .Richtung, viel Platz in Anspruch. Dies hat zur Folge, daß die Länge der Federgehäuse leicht die Dicke des Druckringes überschreitet, so daß die Fassung mit Vorsprüngen. für jedes Federgehäuse versehen werden muß. Die Fassung erhält dadurch eine sehr unregelmäßige Oberfläche und eignet sich deshalb wenig zur Anwendung in geschlossenen elektrischen Öfen, wo es wünschenswert ist, die Fassung durch das Gewölbe herabsenken zu können, um bessere elektrische Verhältnisse im Ofen zu schaffen und um gleichzeitig die Länge der Elektrode unter der Fassung verkleinern zu können, wodurch die- Elektrodenbruchgefahr herabgesetzt wird. Der oben beschriebene Fassungstyp eignet sich nicht für ein solches Herabsenken, da er eine unverhältnismäßig große Öffnung im Gewölbe fordern würde und da sein unregelmäßiger Umkreis eine Dichtung zwischen der Fassung und dem Gewölbe unmöglich machen würde.
, Es ist; daher in der Schmelzindustrie schon lange daran gearbeitet worden, eine .Elektrodenfassung zu konstruieren, die eine ebenmäßige Oberfläche hat und Fassung für Elektroden
in elektrischen Schmelzöfen

Anmelder:
Elektrokemisk A/S, Oslo

Vertreter:

Dr. G. W. Lotterhos und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos,
Patentanwälte, Frankfurt/M., Lichtensteinstr. 3 -·

Beanspruchte Priorität:
Norwegen vom 17. April 1957

die gleichzeitig schlank genug ist, um als herabsenkbare Fassung zu dienen. Die Erfindung besteht nun in der Anwendung von Tellerfedern als Druckorgane. Die Druckorgane befinden sich somit zwischen den Backen und dem Druckring. Man verwendet vorzugsweise große Teller, die im Verhältnis zum Durchmesser der Elektrode geringes Radialmaß haben, da man mit solchen Tellern Federcharakteristiken erzielen kann, die bedeutend von denjenigen der, gewöhnlichen, verhältnismäßig dicken Teller mit ge¹ raden oder angenähert geraden Kennlinien abweichen; Diese günstigen Verhältnisse sind dadurch bedingt, daß Federteller mit verhältnismäßig großer lichter Höhe/i im Verhältnis zur .Materialstärke s, beispielsweise Teller, wo das Verhältnis h:s zwischen 0,8 und 1,7 liegt, verwendet werden. Fig. la zeigt einen Schnitt durch eine Tellerfeder, wo h und j vermerkt sind. Man kann z. B. Charakteristiken erzielen, wordie Federkräfte über einen gewissen Teil des Federweges praktisch konstant sind. Dies ist besonders für Elektrodenfassungen ein Vorteil, wo es von Bedeutung ist, daß die Federkraft, welche die Backen gegen die Elektrode pressen soll, nicht wesentlich reduziert wird, falls die Feder wegen Unebenheiten "an; der Elektrodenfläche etwas nachgeben muß. Bei gewöhnlichen Schraubenfedern ist die Federkraft proportional der Zusammendrückung, d.h., die Kennlinie verläuft_;ge,-rade. Falls daher eine solche Feder wegen Unebenono ζΟΟ/ίϋί

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heiten an der Elektrodenfläche nachgibt, so wird die zweimal die lichte Höhe der Feder in unbelastetem

Federkraft sofort reduziert und die Sicherheit der Zustand ausmachen können.

Aufhängung der Elektrode in Frage gestellt. Ob man solche Tellerfedern ohne Distanzierungs-

Diese Verhältnisse werden am besten in der Fig. 1 b ringe direkt gegeneinanderlegt oder ob man sie mit veranschaulicht, wo drei Federkennlinien T₁ F₁ und F₂ 5 Distanzierungsringen kombiniert, so werden sie im für eine Schraubenfeder T₁ eine Tellerfeder F₁ und ein Vergleich zu- gewöhnlichen Schraubenfedern große System von drei Tellerfedern F₂ wiedergegeben sind. Federkräfte und großen verfügbaren Federweg mit In dem Diagramm ist der Federweg als Abszisse er- geringem Raumbedarf in radialer Richtung ergeben, sichtlich und die Federkraft als Ordinate. Falls Un- und sie werden demzufolge zur Anwendung als Druckebenheiten an der Elektrode eine Verlängerung / der io organ zwischen Backen und Druckring in tiefgestell-Feder verursachen sollten, wird die Kraft der ten Fassungen, wie oben beschrieben, besonders gut Schraubenfeder um etwa 30 °/o reduziert, während geeignet sein.

man bei einem System von drei Tellerfedern nur eine Dementsprechende Vorteile, obgleich nicht im

Reduktion um etwa 10 °/o riskiert. , gleichen Umfang, können auch bei der Anwendung

Weiter ist folgendes im Diagramm veranschaulicht: 15 von günstig dimensionierten Tellerfedern, selbst wenn

Eine Schraubenfeder mit einem Arbeitsgebiet zwi- sie nicht mit Unterlagen- und Distanzierungsringen

sehen e und d kg wird den Backen gestatten, sich c mm kombiniert werden, erzielt werden. Die Erfindung be-

zu bewegen. Diese Feder wird einen Raum gleich der schränkt sich daher nicht auf Tellerfedern, bei welchen

Länge der Feder in zusammengedrücktem Zustand solche Ringe zur Anwendung gelangen,

und Federweg, wie im Diagramm mit b angegeben, 20 Beispiele der Erfindung sind schematisch in den

erfordern. Falls d = 2e, wird folglich auch b — 2c. Fig. 2 bis 5 dargestellt, die ein Federsystem mit zwei

Verwendet man nur eine Tellerfeder, die dieselbe Be- Tellerfedern veranschaulichen, wo die Tellerfedern in

wegung (c) der Backen gestattet, so erfordert diese entgegengesetzter Richtung durchschlagen können,

nur einen Raum, der einen Bruchteil des Raumbedarfs Fig. 2 ist ein vertikaler Schnitt durch Backe und

der Schraubenfeder ausmacht. Bei der Anwendung 25 Druckring, während des Ofenbetriebes, und Fig. 3 ist

von drei Tellerfedern F₂ ist für ein gegebenes Arbeits- ein horizontaler Schnitt nach der Linie A-A in. Fig. 2.

gebiet e bis d kg der disponible Federweg von c bis α Fig. 4 zeigt einen vertikalen Schnitt durch Backe und

gesteigert, wobei α gemäß dem Diagramm gleich Druckring während der Montage der Fassung; Fig. 5

3 c ist. zeigt einen Horizontalschnitt nach der Linie B-B in

Es kann folgendes Zahlenbeispiel gegeben werden: 30 Fig. 4.

Eine Schraubenfeder für eine gewöhnliche Fassung In den Figuren bezeichnet 1 die Elektrode. 2 ist

mit einem Federweg & = 22mm und einer Federkraft eine Kontaktbacke. Der Strom wird den Backen ge-

von cü = 5400 kg hat in unbelastetem und in zusammen- wohnlich durch wassergekühlte Kupferrohre zuge-

gepreßtem Zustand eine Länge von 118 bzw. 96 mm. leitet, die gleichzeitig Zuführungs- und Ablaufsrohre

Wird angenommen, daß das Arbeitsgebiet der Feder 35 für das Kühlwasser sind. Diese Rohre sind nicht in

zwischen e= 2700 und d~5400 kg liegen soll, so wird den Zeichnungen angegeben. Die Backen sind mit

sie in radialer Richtung in der Fassung einen Raum Hufe der Ketten 3 am Aufhängungsmantel angehängt,

von 107 mm beanspruchen und den Backen gestatten, 4 ist der wassergekühlte Druckring, der mit Hilfe der

sich 11 mm (c) zu bewegen. Stangen 5 am Aufhängungsmantel angehängt ist. Zu-

Stellen wir dieselbe Anforderung an eine Teller- 40 führungs- und Ablaufsrohre für das Kühlwasser sind feder, und zwar 11 mm Federweg im Arbeitgebiet nicht dargestellt. 6 bezeichnet die Tellerfedern. Die 2700 bis 5400 kg, kann die Aufgabe mit Hilfe einer Teller werden während der Belastung so durchgeeinzigen Tellerfeder, die auf einem Distanzierungs- drückt, daß jeder Teller in belastetem und unbelastering oder einer Scheibe längs der inneren und äußeren tem Zustand gleich konisch ist, aber in entgegenge-Peripherie aufgelagert ist, gelöst werden. Diese Feder 45 setztet" Richtung. Um dies zu ermöglichen, wird ein würde bei einer Spannkraft von 2700 kg einen Raum Distanzierungsring oder eine Scheibe 7 zwischen je in radialer Richtung in der Fassung von nur 19 mm zwei Tellern angebracht, wo diese in unbelastetem Zuerfordern, also weniger als ein Fünftel der Anforde- stand einander am nächsten sind, so wie es in den rung der Schraubenfeder. In der Praxis würde man Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Diese Ringe dienen dazu, die sich jedoch dieses günstige Verhältnis zunutze machen 50 Teller auseinander zu halten, und ihre Breite zwischen und größere Anforderungen an die Bewegbarkeit der den Tellern ist dafür ausschlaggebend, eine wie große Backen innerhalb des angegebenen Gebietes stellen, Durchdrückung der Tellerfedern man erzielen kann, indem man z.B. zwei oder drei Teller in Serie ver- Die Distanzierungsringe können auch so geformt werwendet. In dem obengenannten Beispiel würde man den, daß sie die Tellerfedern in radialer Richtung mit drei Tellern einen Raumbedarf in radialer Rieh- 55 unterstützen.

tung für Ring und Federn in der Fassung von 57 mm In den Figuren ist ein Beispiel der Erfindung gehaben gegen einen Raumbedarf der Spiralfeder von zeigt, bei dem die Tellerfedern längs der äußeren 107 mm bei 2700 kg Spannkraft. Gleichzeitig würde Peripherie gegen Druckring und Backen anliegen. Es der verfügbare Federweg zwischen 2700 und 5400 kg steht selbstverständlich nichts im Wege, Tellerfedern von C=Il auf α=33 mm erhöht werden. Bei Teller- 60 zu verwenden, die längs der inneren Peripherie gegen federn, wo das Verhältnis zwischen der Ursprung- Druckring und Backen anliegen. In diesem Falle muß liehen lichten Höhe der Feder und der Dicke des . der Distanzierungsring an der äußeren Peripherie der Tellers (h:s) bei etwa 1,4 liegt, kann der günstige Teller angebracht werden. Der Anschlag gegen Druck-Verlauf der Federcharakteristik in noch größerem ring und Backe kann dann so geformt werden, daß ein Ausmaß, ausgenutzt werden, indem man die Teller- 65 Durchdrückein der Teller ermöglicht wird. Eventuell feder in entgegengesetzte Richtung durchschlagen werden Distanzierungsringe zwischen. Teller und läßt, so daß sie bei voller Belastung entgegengesetzt Backe bzw. zwischen Teller und Druckring ander Richtung in unbelastetem Zustand konisch ist. Bei gebracht.

der Anwendung von Distanzierungsringen zwischen 8 bezeichnet eine Montageschraube, die die Backen den Tellerfedern wird der verfügbare Federweg bis 70 radial nach außen zum Druckring entgegen dem

Federdruck ziehen kann. In den Fig. 4 und 5 ist die Schraube ganz angezogen, so daß die Backen gegen den Druckring nach außen gezogen sind und guter Spielraum 9 zwischen den Backen und der Elektrode geschaffen wird. Die Tellerfedern 6 sind dabei so zusammengepreßt, daß jede derselben in entgegengesetzter Richtung konisch ist, d. h. daß der Abstand zwischen den Tellern am Distanzierungsring 7 am größten ist. Die Schraube wird nur während der Montage oder Demontage der Fassung oder Teilen derselben, z. B. beim Auswechseln von Backen, benutzt.

Nach der Montage wird die Schraube entfernt und das Loch mit einem Deckel 10 zugedeckt, um das Eindringen von Staub u. a. zu verhindern.

Man kann selbstverständlich den Schraubenbolzen 8 durch eine eingebaute hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch wirkende Anordnung zur Belastung und Entlastung der Tellerfedern ersetzen. Diese Anordnung kann auch mit Fernsteuerung versehen sein.

Die Figuren zeigen ein System mit zwei Tellerfedern, aber man kann selbstverständlich auch eine beliebige Anzahl von Tellern, je nach Gewicht und Dimension der Elektrode und dem erwünschten Federweg, anwenden. Es kann auch eine Kombination von in Serien geschalteten und parallel geschalteten Tellern angewendet werden.

Claims (4)

PaTENTANSPKÜCHE:

1. Fassung für Elektroden in elektrischen Schmelzofen, bei der die Kontaktbacken gegen die Elektrode mit Hilfe von federnden Druckorganen, die zwischen den Backen und einem, äußeren Druckring angebracht sind, gepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Druckorgane Telleffedern verwendet werden.

2. Elektrodenfassung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfedern so dimensioniert sind, daß das Verhältnis zwischen der lichten Höhe (h) und der Dicke (s) der Feder zwischen 0,8 und 1,7 liegt.

3. Elektrodenfassung nach Anspruch 1 und 2, wobei eine Mehrheit von Tellerfedern verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Erzielung eines Federweges, der länger ist als die lichte Höhe der Feder, Distanzierungsringe zwischen den gegeneinanderstoßenden Tellerrändern von unbelasteten Federn sowie zwischen Teller und Auflagerung anbringt.

4. Elektrodenfassung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzierungsringe so geformt sind, daß sie den Tellerfedern auch in radialer Richtung als Stütze dienen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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