-
Verbindung von Kohle- oder Graphitelektroden Die Erfindung
betrifft eine Verbindung von Kohle- oder Graphitelektroden durch doppelkonische
Gewindenippel, die ohne Hilfsmittel und ohne Beachtung besonderer Vorschriften automatisch
den symmetrischen Sitz des Gewindenippels in beiden Elektrodenschachteln gewährleistet,
unabhängig von der Temperatur der Elektroden. Sie spricht also zuverlässig an bei
Heißnippelung, d. h. Annippelung auf dem Ofen, wie bei Kaltnippelung, also Annippelung
außerhalb des Ofens, z. B. in einer Grube oder bei Neuzustellung eines Ofens. Gerade
für die heute immer mehr an Bedeutung gewinnenden automatischen oder halbautomatischen
Vorrichtungen zum Annippeln von Großelektroden und extrem hochbelasteten Elektroden
(Heißelektroden) auf dem Ofen, ist die Symmetrierung des Gewindenippels eine wichtige
Voraussetzung für eine spännungafreie Elektrodenverbindung. Es ist bekannt, daß
die unterschiedliche Wärmedehnung von Nippel und Elektrodenschachteln bei ungenügendem
Dehnungsausgleich zu Schachtel- bzw. Elektrodenbrüchen führen kann. Dieser Dehnungsausgleich
wird bei doppelkonischen Gewindenippeln dadurch erreicht, daß zwischen den-den Stoßflächen
der zusammenzunippelnden Elektroden abgekehrten Gewindeflanken ein gewisser Zwischenraum
vorhanden ist... Bei ..dem für Elektroden genormten Gewinde, kann diese Forderung
für die obere, wie untere Elektrodengewindeschachtel nur bei symmetrisch eingesetztem
Nippel erfüllt werden. Beim unsymmetrischen Einsetzen des Nippels, d. h. beim Einschrauben
des Nippels in die Blektrodenschachtel bei l'estsitz, also bei Berührung beider
Gewindeflanken von Nippel- und Elektrodengewi nde, entfällt der zum Dehnungsausgleich
wichtige Zwischenraum.
Die Wichtigkeit des symmetrischen Nippelsitzes
einer S,chraub-. nippelverbindung ist seit langem bekannt und es gibt eine.Reihe
von Vorschlägen, diesen symmetrischen Nippel sitz zu erreichen. Die bisher vorgeschlagenen
Maßnahmen zur Erzielung eines symmetrischen Nippelsitzes lassen sich in drei Gruppen
einteilen: a) Beilagen zwischen dem Elektroden- und Nippelgewinde aus sich bei höheren
Temperaturen verformendem Werkstoff, z. B. verkokendes Papier, oder auch'bei höheren
Temperaturen nicht verform-
baren Werkstoff, z. B. Metall, der einen oder
mehrere Gewindegänge ganz oder teilweise bedeckt. Da die praktische Anwendung zu
aufwendig bzw. zu schwierig und bei heißen Elektroden auch nicht anwendbar ist,
hat dieses Verfahren keine praktische Bedeutung erlangt.
-
b) Besondere Ausbildung eines oder mehrerer Gewindegänge oder nur
eines Teils eines Gewindeganges von Nippel und/oder Elektrode. Auch diese Ausführungen
konnten in der Praxis keinen Eingang finden. Es hat sich gezeigt, daß bei gezielter,
kürzer
| ausifeführter Sperrfläche, der Sperreffekt infolge der guten |
Schmierwirkung des Grafite einerseits,
wie andererseits das zulässige Bearbeitungsspiel
der Elektroden-
wie Nippelgewinde für die Symmetrierung des Nippels nicht
ausreicht. Bei genügend großer Sperrfläche wird jedoch bei Erwärmung des Nippels
der Druck auf die Elektrodenschachteln zu groß, da an der Sperr-Fläche der zum Dehnungsausgleich
notwendige Zwischenraum fehlt, Schachtel-, bzw. Elektrodenbrüche sind die Folge.
-
c) Einbringen von bei Erwärmung auf Betriebstemperatur sich ver-
| fornZke Distanzstücke oder einer in Papieroder Polienhaut |
abgepackten zähplastischen, wärmehärtbaren Kittmasse, die außer der Zentrierung
des Nippels hauptsächlich zur Nippelarretierung durch besondere Ausbildung
bzw. Bearbeitung von Nippel und/oder Elektrodenschachtel entwickelt wurde.
-
letztere Methode hat in der Praxis Eingang gefunden, erfordert aber,
besonders bei heißer Nippelung große Routine und Aufmerksamkeit bei der Handhabung,
außerdem kann unter Umständen die erhärtete Kittmasse den Dehnungsausgleich beeinträchtigen.
Die-Anwendung
von bei Erwärmung sich verformenden Distanzatükken scheidet bei heißen Elektroden
ganz aus. Auch bei kalten Elektroden hat diese Methode keinen Eingang gefunden,
da die zulässigen Bearbeitungstoleranzen der Blektrodenschachtelbührungen über der
erforderlichen Genauigkeit zur Erreichung des symmetrischen Nippelsitzes liegen.'
Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Symmetrierung der bei der Verbindung
von Kohle- oder Graphitelektroden verwendeten doppelkönischen Gewindenippel
durch eine Distanzsicherung, die zwischen dem Boden der Elektrodenschachteln
und den Stirn-flächen des Gewindenippels angeordnet und vorzugsweise als
zylindrischer
oder kegelförmiger Zapfen ausgebildet ist. Die Widerstandskraft bzw. die
Form der Distanzsicherung richtet eich nach dem Anzugsmoment für die verschiedenen
Elektrodendurchmesser, der so berechnet ist, daß er den beim Einschrauben des Nippels
und den beim Aufschrauben der zweiten Elektrode auftretenden geringen Kräften standhält.
Die Distanzsicherung ist dabei in ihrer Länge so bemessen, daß vor dem endgültigen
festziehen der Schraubnippelverbindung zwischen den Stirnflächen der zu verbindenden
Elektroden ein Spalt von o,5 bis 2 mm entsteht. Erst beim festziehen der
Schraubnippelverbindung mittels Hebelarm, gleichgültig, ob von Hand, mit Gewicht,
hydraulisch oder durch eine automatische Anziehvorrichtung betrieben, entstehen
größere Kräfte, die zum gleichmäßigen Nachgaben der Distanzsicherung in beiden Blektrodenschachteln
und damit zu einer genauen Zentrierung des Gewindenippels führen. Damit bei Erwärmung
der Schraubnippelverbindung auch der notwendige Dehnungsausgleich gewährleistet
ist, ist die Widerstandskraft der Distanzsicherung so bemessen, daß sie gegenüber
den auftretenden Dehnungskräften geringer ist, so daß die Distanzsicherung durch
die infolge Erwärmung auftretenden Dehnungskräfte eine weitere Formveränderung eithrt
und so die Gefahr der Rißbildung in der Elektrodenschachtel vermieden Wird. -
Die
Distanzsicherungen können entweder aus dem gleichen Mate-
rial bestehen
wie die Elektroden und der Gewindenippel oder
aus Metall, beispielsweise
Blei, hergestellt und als Voll-
oder Hohlkörper ausgebildet sein.
-
Im ersteren Falle ist es zweckmäßig, die Dietanzsieherungen
in
Form eines Zapfens ohne zusätzlichen Arbeitsaufwand durch ent-
sprechende
Ausbildung des Bohrwerkzeuges für die Elektroden-
schachteln
gleich mit an den Boden der Elektrodensehachteln anzuarbeiten.
-
Auch durch einen zentrisch angebrachten Zapfen an beiden Nippeletirnflächen
kann der gleiche Erfolg erzielt werden.
-
Die vornehmlich als zylindrischer oder kegelförmiger Zapfen
ausgebildete
Distanzsicherung rann aber auch - wenn auch arbeits-
aufwendiger
- an den Boden der "trodenschachteln oder an die
Stirnflächen des
Gewindenippels angeklebt werden. Statt stumpf
angeklebt, kann die so ausgebildete
Distanzsicherung auch in
eine zentrische Bohrung in Schachtelboden
oder in der lippelstirnfläche eingeklemmt oder eingeklebt werden.
-
In der beigefügten Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung
an Hand von Längsschnitten nochmals erläutert.
-
In Figur 1 ist ein doppelkonischer Gewindenippel a bis zum Aufsitzen
auf die hier als zylindrischer Zapfen ausgebildete
Diitanssicherung
b' in die Elektrode e eingeschraubt und die
Elektrode d bis zum Aufsitzen
der Distanzsicherung b## auf den
Nippel a aufgeschraubt. Die
Länge der Distanzsicherungen ist
dabei so bemessen,
daß vor dem endgültigen Zusammenschrauben der Verbindung zwischen den
Stirnflächen der Elektroden o und
d ein Zwischenraum von o,5 bis 2
mit vorhanden ist.
-
Figur 2 zeigt die gleiche Schraubnippelverbindung
nach dem #estsiehen der Verbindung mittels Hebelarm.
Durch den erhöhten
r Druck haben die hier als zylindrischer Zapfen ausgebildeten
Distanzsicherungen
b' und blt ihre Form gleichmäßig verändert, wodurch ein symmetrischer
Sitz des doppelkonischen Gewindenippels a in den Elektroden c und d gegeben
ist.