DE2017654B2

DE2017654B2 - Vorrichtung zum festspannen einer anodenstange an der haupt stromschiene einer elektrolysezelle

Info

Publication number: DE2017654B2
Application number: DE19702017654
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Duclaux Daniel, Lille, Nord (Frank reich)
Priority date: 1969-04-14
Filing date: 1970-04-13
Publication date: 1972-01-27
Also published as: JPS493721B1; NL165512B; ES378497A1; NO125104B; DE2017654A1; NL7005251A; BE748870A; FR2039543A5; YU95770A; GB1287065A; RO61350A2; PL71020B1; SU559659A3; US3627670A; CH510740A; NL165512C

Description

SS

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Festspannen einer Anodenstange an der Hauptstromschienc einer Elektrolysezelle, insbesondere für die Herstellung von Aluminium, bei der auf einer mit der Hauptstromschiene verbundenen Achse eine Spannhebelanordnung gelagert ist.

Bei Elektrolysezellen, wie sie für die Herstellung von Aluminium verwendet werden, sind die Anoden an das untere Ende je einer Anodenstange angeschmolzen oder angeklebt, die ihrerseits an einer waagerechten Haupfstromschiene derart festgespannt ist, (>ß sich ein starres Anodensystem ergibt. Das Anodensystem muß eine senkrecht nach unten gehende Bewegung ausführen, um die Abnutzung der Anoden auszugleichen und somit den Polabstand im wesentlichen aufrechtzuerhalten. Die Abnutzung der Anoden macht es erforderlich, diese von Zeit zu Zeit auszuwechseln und die Hauptstromschienen, die am Ende der Einsatzdauer der alten Elektroden ihre untere Endstellung erreicht haben, wieder nach oben zu bewegen. Die Aufwärtsbewegung der Hauptstromschienen muß ohne jede Bewegung der Anoden stattfinden. Zum Auswechseln der Anoden und Wiederanheben der Hauptstromschienen ist es erforderlich, die Verbindung zwischen den Anodenstangen und den Hauptschienen zu lösen.

Bei einer bekannten Vorrichtung der beschriebenen Gattung (deutsche Auslegeschrift 1 201 890) ist die die Spannhebelanordnung tragende Achse in einem mit der Hauptstromschiene verschraubten Lagerbock befestigt; die Spannhebelanordnung besteht aus einem Zahnsegment und einem daran befestigten, an die Anodenstange andrückbaren Nocken, auf dem eine Rolle in bezug auf die Achse exzentrisch gelagert ist. Auf einer im Lagerbock parallel zur genannten Achse gelagerten Welle ist eine Kurvenscheibe befestigt, die von einer bestimmten Drehwinkelstellung an derart gegen die Rolle diückt, daß die Anodenstange zwischen der Hauptstromschiene und dem Nocken eingespannt wird. Auf der Welle ist ein zweites Zahnsegment befestigt, das in einem bestimmten Drehwinkelbereich der Welle mit dem auf der Achse gelagerten Zahnsegment in Eingriff steht und dazu dient, den Nocken nach dem Lösen der von der Kurvenscheibe hervorgerufener; Verspannung vollständ'g von der Anodenstange we_tz:;schwenken.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung der beschriebenen Gattung (deutsche Auslegeschrift 1 239 860) ist die die Spannhebelanordnung tragende Achse ebenfalls in einem mit der Hauptstromschiene verschraubten Lagerbock befestigt; die Spannhebelanordnung umfaßt einen Spannhebel, an dem eine Zugstange exzentrisch gelagert ist. Die Zugstange erstreckt sich durch eine Aussparung in der Hauptstromschiene hindurch und ist mit ihrem vom Spannhebel entfernten Ende an einem gegen die Anodenstange drückbaren Greiferschuh befestigt. Auf das freie Ende des Spannhebels wirkt ein Steuerglied über eine vorgespannte Feder ein.

Diese bekannten Vorrichtungen ermöglichen es bei einer noch annehmbaren Baugröße, einen für Stromstärken in der Größenordnung von 1000 A ausreichenden Kontakt zwischen der Anodenstange und der Hauptstromschiene rasch herzustellen. Für wesentlich größere Stromstärken wurden die bekannten Vorrichtungen aber einen nicht mehr vertretbaren Bauaufwand erfordern oder es müßten für jede Anodenstange zwei oder mehrere solche Vorrichtungen vorgesehen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Festspannen einer Anodenstange an der Hauptstromschiene einer Elektrolysezelle derart zu gestalten, daß mit einfachen Bauteilen, von denen zumindest die ständig mit der Hauptstromschiene verbunden bleibenden einen geringen Platz· badarf haben, Anpreßkräfte erzeugt werden können, die auch bei besonders hohen Stromstärken in der Größenordnung von 10 000 A je Anodenstange die Übergangsverluste gering halten,

Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der ein-

gangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die die Spannhebelanordnung tragende Achse in beiderseits der Anodenstange an der Hauptstromschiene befestigte Haken eingehängt ist und die Spannhebelanordnung zwei durch eine Spannschraube mit gegenläufig bewegbaren Muttern miteinander verbundene Spannhebel oder Spannhebelpaare mit an die Anodenstange andrückbaren Backen aufweist und mit einem längs der Anodenstange bewegbaren Schlitten, an dem ein Schlüssel zum Verstellen der Spannschraube und eine an der Achse angreifende Zange angeordnet sind, lösbar und anhebbar ist.

Es ist ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, daß für jede Anodenstange nur zwei Haken an der Hauptstromschiene befestigt sind, während die gesamte Spannhebelanordnung von der Hauptstromschiene lösbar ist. Infolge dieser Gestaltung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung — auch wenn sie besonders kräftig bemessen ist, um beispielsweise einen Spanndruck von 12 000 bis ISOOOkp zwischen jeder Anodenstange und der Hauptstromschiene erzeugen zu können — keine Bauteile auf, die beim Auswechseln der Anoden oder bei anderen Wartungsarbeiten an der Elektrolysezelle im Wege stehen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich außerdem besonders gut für Fernbedienung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hängt der längs der Anodenstange bewegbare Schlitten an einer drehbar in ihm gelagerten Stange, die an ihrem oberen Ende mit einem Drehantrieb und an ihrem unteren Ende mit dem Schlüssel drehfest verbunden ist.

Die Stange ist zweckmäßigerweise teleskopartig aus einem Gehäuse ausfahrbar, das um eine zur Hauptstromschiene parallele Achse schwenkbar an einem in der Senkrechten bewegbaren zweiten Schlitten gelagert und im Sinne einer Schwenkung des ersten Schlittens zur Anodenstange hin vorgespannt ist.

Gemäß einer Weiterbildung dieser Ausführungsform weist der zweite Schlitten an seinem unteren Ende eine Auflauframpe für den ersten Schlitten und einen die Anodenstange zum Auswechseln erfassenden Greifer auf.

Der längs der Anodenstange bewegbare Schlitten kann ein auf der Anodenstange laufendes Rad mit zwei Spurkränzen aufweisen.

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn die die Spannhebclanordnung tragende Achse seitlich über die Haken hinausragende Enden aufweist, an denen je zwei Backen der Zange angreifen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der F i g. 1 bis 9 erläutert. In diesen zeigen jeweils teilweise im senkrechten Schnitt

F i g. 1 eine Hauptstromschiene einer Elektrolysezelle und damit verbundene Teile einer Vorrichtung zum Festspannen einer Anodenstange in Spannstellung,

Fig. 2 die Hutiptstromschiene mit denselben Vorrichtungtteilen in gelöster Stellung,

Fig. 3 die Hauptstromschiene mit Anodenstange und weiteren Vorrichtungsteilen in größerem Maßstab,

Fi g. 4 einen Schnitt in einer zur Zeichnungsebene der Fig. 3 parallelen Ebene,

F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in F i g. 3, Fig. 6 einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt beim Hochfahren der Vorrichtung,

Fig. 7 eine Gesamtansicht der Vorrichtung in Spannstellung,

F i g. S eine entsprechende Ansicht der Vorrichtung beim Einsetzen einer neuen Anode und

F i g. 9 eine Gesamtansicht der Vorrichtung nach dem Absetzen einer verbrauchten Anode.

Die dargestellte Vorrichtung hat die Aufgabe, an

ίο einer Hauptstromschiene 3 einer Elektrolysezelle eine Anodenstange 10 festzuspannen. An der Hauptstromschiene 3 sind für jede Anodenstange 10 zwei Haken 1 mit Gewindebolzen 2 befestigt. Auf den Haken ruht gemäß Fig. 1 bis 5 eine Achse 6, auf der Spannhebel 4 und 5 gelagert sind. Die Spannhebel 4 und 5 drücken in der Spannstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 und & mit an ihnen ausgebildeten Backen 7 gegen die i· nodenstange 10. Zum Betätigen der Spannhebel 4 und 5 ist eine Spannschraube 8 vorgesehen, die zwei Gewindeabschnitte mit gegensinniger Steigung aufweist und in zwei Muttern 9 eingeschraubt ist, die über Schwenkzapfen mit den Spannhebeln verbunden ist. Am oberen Ende der Spannschraube 8 ist ein Vierkantkopf 8' ausgebildet.

Zum Betätigen der beschriebenen und in F i g. 1 und 2 gesondert dargestellten Vorrichtungsteile ist ein längs der Anodenstange 10 bewegbarer Schlitten 11" vorgesehen. Am Schlitten 11" ist ein Lagerbolzen 11' befestigt, auf dem ein den Schlitten längs der Anodenstange führendes Rad 11 mit zwei Spurkränzen und die schwenkbaren Arme einer doppelten Zange 12 gelagert sind. Die T^^nge. 12 ist zum Erfassen der beiden über die Haken 1 hinausragenden Enden der Achse 6 ausgebildet und von einer reder 13 in Schließrichtung belastet. Am Schlitten 11" ist ferner ein zum Vierkantkopf 8' passender Schlüssel 14 mit senkrechter Drehachse auf Kugellagern 14' drehbar gelagert.

Der Schlüssel 14 und mit ihm der gesamte Schlitten 11" hängt an einer senkrechten Stange 17, die in einem Gehäuse 17' teleskopartig ausfahrbar und drehbar gelagert ist. Am oberen Ende des Gehäuses 17' ist ein Drehantrieb 18 für die Stange 17 angeordnet; das Gehäuse 17' ist unter der Wirkung einer Feder 19 um eine zur Hauptstromschiene 3 parallele Achse 20 zur Anodenstange 10 hin schwenkbar. Die Stange 17 ist in einem Gehäuse 24 gehalten, das an pinem zweiten Schlitten 23 befestigt ist.

Der zweite Schlitten 23 hängt in der Senkrechten ausfahrbar an einem Ausleger 22 ur.d trägt an seinem unteren Ende einen glockenförmigen Greifer 15, der sich gemäß F i g. 5 über das obere Ende der Anodenstange 10 schieben läßt und zwei Haken 16 aufweist, die in eine Querbohrung der Anodenstange eingreifen können. Am Greifer 15 ist eine Auflauframpe 21 für das Rad 11 ausgebildet.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Ausgehend von der Stellung gemäß F i g. 1 und 7, bei der die Anodenstange 10 an der Hauptstromschiene 3 festgespannt ist, lassen sich die Spannhebel 4 und 5 dadurch in die gelöste Stellung gemäß Fig. 2 bringen, daß die Spannschraube 8 mit dem Schlüssel 14 im Sinne einer gegenseitigen Annäherung der Muttern 9 gedreht wird, wobei sich die Achse 6 der Anodenstange 10 etwas nähert, so daß sie anschließend aus den Haken 1 herausgehoben werden kann. Die Anodenstange 10 ist währenddessen am

Greifer 15 gehalten. Beim Einfahren der Stange 17 in das Gehäuse 17' rollt das Rad 11 zunächst auf der Anodenstange 10 aufwärts und gelangt dann auf die Auflauframpe 21, wobei die Stange 17 mit dem Gehäuse 17' gemäß Fig. 9 gegen den Druck der Feder 19 von der Anodenstange weggeschwenkt wird. An der Aufwärtsbewegung der Stange 17 und des an ihr hängenden Schlittens 11" nimmt die an der doppelten Zange 12 hängende Achse 6 mit den Spannhebeln 4 und 5 und der Spannschraube 8 teil, so daß die verbrauchte Anodenstange unbehindert zwischen den Haken 1 herausbewegt werden kann, sobald der erste Schlitten 11" seine obere Endstellung in bezug auf den zweiten Schlitten 23 erreicht hat.

Während oder nach dem Einfahren der Stange 17 wird auch der zweite Schlitten 23 in seine obere Endstellung gefahren, so daß die verbrauchte Anodenstange 10 durch eine neue, entsprechend längere Anodenstange ersetzt werden kann. Sobald die neue Anodenstange vom Greifer 15 erfaßt und in ao den Zwischenraum zwischen den Haken 1 eingeführl worden ist, wird die Stange 17 mit dem Schlitten 11" wieder nach unten gefahren, so daß die Achse ti schließlich wieder in die Haken 1 eingelegt wird. Anschließend wird die Spannschraube 8 mit dein vom Drehantrieb 18 angetriebenen Schlüssel 14 im Sinne einer Auseinanderbewegung der Muttern 9 gedreht, so daß die Backen 7 der Spannhebel 4 und 5 gegen die neue Anodenstange 10 gepreßt werden, wobei sich die Enden der Achse 6 wieder in die Rundung der Haken 1 legen um auf diese einen dem waagerechten Spanndruck entsprechenden Gegendruck zu übertragen und außerdem zu verhindern, daß die Achse 6 von der Zange 12 nach oben mitgenommen wird, wenn der Schlitten 11" erneut nach oben gefahren wird. Beim Einfahren der Stange 17 bewegt sich daher die Zange 12 ohne die Achse 6 und der Schlüssel 14 ohne die Spannschraube 8 nach oben, so daß der in Fig. 1 dargestellte Zustand wiederhergestellt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Festspannen einer Anodenstange an der Hauptstromschiene einer Elektrolysezelle, insbesondere für die Herstellung von Aluminium, bei der auf einer mit der Hauptstromschiene verbundenen Achse eine Spannhebelanordnung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spannhebelan-Ordnung tragende Achse (6) in beiderseits der Aiiodenstange (10) an der Hauptstromschiene (3) befestigte Haken (1) eingehängt ist und die Spannhebelanordnung zwei durch eine Spannschraube (8) mit gegenläufig bewegbaren Muttern (9) miteinander verbundene Spannhebel oder Spannhebelpaare (4, 5) mit an die Anodenstange andrückbaren Backen (7) aufweist und mit einem längs der Anodenstange bewegbaren Schlitten (H"), an dem ein Schlüssel (14) zum Verstellen der Spannschraube und eine an der Achse angreifende Zange (12) angeordnet sind, lösbar und anhebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (H") an einer drehbar in ihm gelagerten Stange (17) hängt, die an ihrem obt.en Ende mit einem Drehantrieb (18) und an iha-m untere' Ende mit dem Schlüssel (14) drehtest verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Ansp; ich 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (17) tclcskopartig aus einem Gehäuse (24) ausfahrbar ist, das um eine zur Hauptstromschiene (3) parallele Achse (20) schwenkbar an einem in der Senkrechten bewegbaren zweiter. Schlitten (23) gelagert und im Sinne einer Schwenkung des ersten Schlittens (H") zur Anodenstange (10) hin vorgespannt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schlitten (23) an seinem unteren Ende eine Auflauframpc (21) für den ersten Schlitten (H") und einem die Anodenstange (10) zum Auswechseln erfassenden Greifer (15, 16) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (H") ein auf der Anodenstange (10) laufendes Rad (11) mit zwei Spurkränzen aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (fi) seitlich über die Haken (I) hinausragende linden aufweist, an denen je zwei Backen der Zange (12) angreifen.