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Elektrodenfassung für elektrothermische Ofen Die Erfindung betrifft
eine Elektrodenfassung für elektrothermische Öfen, welche mit mehreren der Kontur
der Elektrode angepaßten l.ontaktstücken versehen ist, die jeweils mit einem Anpreßkolben
in Verbindung stehen. Die zugehörigen Gehäuse sind dabei in einem die Itontalitstücke
tragenden und umschließenden Fassungsring befestigt.
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Elektrodenfassungen sind zur Gewährleistung eines sicheren Stromübergangs
auf die Elektrode, d. ii. zur Vermeidung der Lichtbogenbildung zwischen den stromüb
er tragenden Kontaktplatten und der Elektrode, mit verschiedenartig ausgebildeten
Anpreßeinrichtungen ausgestattet. Es ist beispielsweise bekannt, die liontaktplattell
durcii Tellerfedern oder ölhydraulisch betätigte Dehnungsbuchsen an der Elektrode
zur Anlage zu bringen.
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In der USA-Patentscllrift 2 647 936 ist eine Elektrodenfassung beschrieben,
bei welcher die zugehörige Elektrode mittels radial angeordneter, wassergekühlter
Kontaktschuhe festgehalten wird. Die notwendige Anpreßkraft wird durch einen die
einzelnen Kontaktschuhe umschließenden Druckring erzeugt, der aus scharnierartig
miteinander verbundenen Kettengliedern besteht. Der Durchmesser des Druckrings -
und damit die durch ihn ausgeübte Druck}craft - kann durch Spannschrauben eingestellt
werden.
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Aus der schweizerischen Patentschrift Nr. 123 405 ist eine Elektrodenhalterung
bekannt, bei welcher die gekühlten Kontaktplatten durch federbelastete Kolben gegen
die Elektroden gepreßt werden. Die Anpreßkraft kann dabei dadurch verändert werden,
daß aif die Kolbenflächen, welche nicht mit der Feder in Verbindung stenen, ein
Drucknittel, beispielsweise Druckwasser, aufgegeben wird.
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Der Nachteil der bekannten Elektrodenhalterung besteht darin, daß
- auch bei Verwendung von Wasser als Druckmittel - zwei getrennte Drucklireisläufe
vorhanden sein müssen, nämlich einer für die Kühlung und einer für die Beeinflussung
der Anpreßkolben. Die bekannte Elektrodenhalterung ist demzufolge verhältnismäßig
aufwendig.
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Bei Verwendung ölhydraulisch betätigter Dehnungsbuchsen bereitet die
Kühlung Schwierigkeiten. Um ein Verkracken des Öles zu verhindern, müssen die Dehnungsbuchsen
und die Ölleitungen besonders gut, d. h. mit einem erheblichen Aufwand, gewühlt
werden.
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Der Aufwand für die kühl einrichtungen wird besonders groß, wenn die
Elektrodenfassungen als sogenannte Tiefpassungen eingesetzt werden, die in den betreffenden
elektrothermischen Ofen hineinragen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektrodenfassung zu
entwickeln, bei welcher der Anpreßdruck der Kontaktstücke während des Nachs etzvorganges
der Elektrode ohne die Gefahr der Liclutbogenbildung auf
einen Mindestdruck
gesenkt werden kann. Trotz der Einstellbarkeit des Anpreßdruces soll die Elektrodenfassung
bei ausreichender Kühlung in konstruktiver und steuerungstechnischer IIinsicht möglichst
wenig aufwendig sein.
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Nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß
das zur Kühlung der Fassungsringe verwendete Medium gleichzeitig als Druckmittel
für die Zustellung der Anpreßkolben eingesetzt wird, die sich mit der zum Mittelputikt
des Fassungsringes gerichteten drucklosen Fläche an einer Feder abstützen, deren
Vorspannung der auf die Kontaktstücke ausgeübten, durch die Kühlflüssigkeit hervorgerufenen
Kolbenkraft entgegengerichtet ist.
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Der das Kühlmittel antreibende Systemdruck wird also gleichzeitig
zur Betätigung der Anpreßkolben verwendet.
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Eine unzulässige Erwärmung der Anpreßkolben und der druckführellden
Leitungen wird durch das im Kreislauf geführte Kühlmedium verhindert.
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Zweckmäßigerweise ist zwischen den Gehäusen und der innenliegenden
Stirnwandung sowie der Ober- und Unterwandung des Fassungsringes - abgesehen von
dem Durchtrittsbereich der Kolbenstangen - ein vom Kühlmedium durchströmter Zwischenraum
vorhanden, wobei die der Feder gegenüberliegende Fläche der Anpreßkolben über Bohrungen
in der Gehäusewandung mit dem Innenraum des hohlen Fassungsringes in Verbindung
steht.
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In Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist der Fassungsring mit
einer die Ringhöhe unterteilenden Zwischenwandung versehen, mit welcher die Gehäuse
dicht verbunden sind, wobei die Bohrungen jeweils nur in einem Abschnitt des unterteilten
Ring-Innenraumes liegen.
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Vorzugsweise ist der Fassungsring durch radiale Trennwände in mehrere
Sektoren aufgeteilt, die jeweils einen eigenen Ein- und Austritt für das Kühlmedium
aufweisen, wobei die Abschnitte - von denen einer als Zulauf und einer als Ablauf
dient - in der Nähe einer der den betreffenden Sektor begrenzenden Trennwände miteinander
verbunden sind.
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Das Kühlmedium, vorzugsweise Wasser, wird also jeweils in einer Art
von offenem Kreislauf in Parallelschaltung durch die einzelnen Sektoren des Druckringes
geführt, Als Antriebsmaschine für die als Energiequelle dienende Druckpumpe wird
vorteilhaft ein polumschaltbarer Elektro-Motor verwendet. Durch Erhöhen oder Erniedrigen
der Drehzahl des Elektro-Motors kann auf einfache Weise der auf die Elektrode ausgeübte
Anpreßdruck verändert werden.
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Nachfolgend wird der Anmeldungsgegenstand anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispieles in weiteren Einzelheiten erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Elektrodenfassung mit einer Elektrode im Querschnitt,
Fig.
2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 einen Schnitt durch den
Fassungsring nach Linie III-III in Fig. 1.
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Die Elektrodenfassung besteht im wesentlichen aus den Kontaktstücken
1, dem hohlen Fassungsring 2 und den radial im Fassungsring angeordneten Anpreßeinrichtungen
3 mit dem Gehäuse 4 und dem Anpreßkolben 5.
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Die Druckstücke 1, die gegenüber dem Fassungsring 2 in horizontaler
Richtung beweglich sind, weisen jeweils eine Kontaktplatte 6, ein Druckstück 7 und
Strom- und Kühlrohre s auf; sie sind in an sicn bekannter Weise mit einer Isolierung
versehen. Die Kontaktplatten 6 sind der Kontur der Elektrode 9 angepaßt.
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Der zweigeteilte Fassungsring 1 ist durch radiale Trennt wände 10
und 10' in zwei geschlossene Sektoren aufgeteilt.
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Auf der Oberwandung 2' des Fassungsringes 2 sind drei Tragösen 11
mit Tragstangen 12 angebracht, über welche die Elektrodenfassung an einer Tragkonstruktion
(nicht dargestellt) befestigt werden kann.
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Die Gehäuse 4 für die Anpreßkolben 5 bestehen jeweils aus einem zylindrischen
Körper 13, einer mit diesem dicht verschweißten Stirnplatte 14 und einer dichtend
eingeschraubten Rückwand 15; sie sind über die Teile 14 und 15 dicht mit dem Fassungsring
2 verschweißt.
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Der Anpreßkolben 5 bildet mit der Druckfläche 16, der Dicht-Manschette
17, dem Andrückring 18, dem Führungsteil 19 und den Schrauben 20 eine Einheit. Die
Lauffläche des Gehäuses 4 besteht vorzugsweise aus einer hartverchromten Laufbüchse
21. Durch sie wird eine exakte Dichtung über die Dicht-Manschette 17 erreicht und
gleichzeitig das Verrosten der Lauffläche für das Teil 16 verhindert.
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Der Anpreßkolben 5 stützt sSh über die Druckfläche i6 an einer zylindrischen
Schraubenfeder 22 ab, die in dem von den Teilen i4 und 16 begrenzten drucklosen
Raum 23 angeordnet ist. Der Rauni 23 ist über eine Bohrung im Anpreßkolben 5 oder
eine Nute (nicht dargestellt) mit dem vor der Stirnwandung 2" liegenden Luftraum
verbunden.
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Der Bewegungsspielraum des Anpreßkolben 5 kann durch eine Einstellschraube
24 beeinflußt werden. Die Bohrung für die Einstellschraube im Teil 15 ist nach außen
hin durch einen Stopfen 25 verschlossen.
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Der Fassungsring 2 ist durch eine Zwischenwandung 26 (vgl. Fig. 3),
welche das Gehäuse 4 dichtend umschließt, in einen oberen Abschnitt 27 und einen
unteren Abschnitt 28 unterteilt. Zwischen dem oberen Abschnitt 27 und dem Innenraum
des Gehäuses 4 besteht keine Verbindung. Der untere Abschnitt 28, der nach außen
hin durch die Unterwandung 2''' begrenzt ist, steht über in der unteren Hälfte des
Fassungsring-Innenraumes befindliche Bohrung gen 29 im Teil 13 mit dem Raum 30 in
Verbindung, welcher durch die Teile 15 und 16 begrenzt isto
Der
Anpreßkolben 5 wird durch den im Raum 28 - und damit im Raum 30 - herrschenden Kühlmitteldruck
gegen die Vorspannung der Feder 22 nach links bewegt und preßt dabei das Kontaktstück
1 gegen die Elektrode 9.
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Der drucklose Raum 23 ist zusätzlich durch an der Laufbüchse 21 anliegende
Dichtungsringe 31 gegen den Druckraum 30 abgedichtet. Der Innenraum des Fassungsringes
2 ist außen durch die mit den Gehäusen 4 verschweißte Außenwandung 32 begrenzt.
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Jeder durch die radialen Trennwände 10 bzw. 10 begrenzte Sektor des
Fassungsringes 2 ist mit einem Eintritt 33 bzw. Austritt 34 für das Kühlmedium versehen.
Der unten liegende Abschnitt 28 ist dabei im Bereich der Trennwand 10' mit dem oben
liegenden Abschnitt 27 verbunden; das durch den Eintritt 33 zugeführte Kühlmedium
durchströmt den Abschnitt 28 in Richtung des Pfeiles 35, anschließend den Abschnitt
27 in Richtung des Pfeiles 36 und verläßt den betreffenden Sektor des Fassungsringes
2 durch den Austritt 34.
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Selbstverständlich kann die Strömungsrichtung des Kühlmediums auch
umgekehrt werden1 so daß der Abschnitt 27 als Zulauf und der Abschnitt 28 als Ablauf
dient.
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Der Fassungsring 2, der auch einteilig ausgeführt sein kann, wird
zur Verringerung der elektrischen Verluste zweckmäßig aus antimagnetischem Material
hegestellt. Die Bestandteile der Anpreßvorrichtungen 3 müssen dagegen nicht antimagnetisch
sein.