DE2338741A1

DE2338741A1 - Vorrichtung zum annippeln von elektrodenteilstuecken an eine in einer elektrodenfassung gehaltene elektrode

Info

Publication number: DE2338741A1
Application number: DE19732338741
Authority: DE
Inventors: Kurt Schoenhut; Alfred Wagner
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1973-07-31
Filing date: 1973-07-31
Publication date: 1975-02-13

Description

FRIED_o KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG IN ESSEN

Vorrichtung zum Annippeln von Elpktrodenteilstückon an eine in einer Elektrodenfassung gehnltene Elektrode

Die Εχ-rintlung betriff fc eine Vorrichtung zum Annippeln von Elektrofienteils tückon an eine in einer Elektrodenfassung gehalt -^JU. Elektrode, wobei das mit der Elektrode r--,u verbindende Elektrodenteilstück in einem gegenüber der Elektrodenfassung drehbaren, höhenverstellbaren Fassungsring festklemmbar ist.

Das Zusammensetzen von Elektrodenteilstiicken mittels konischer oder zylindrischer Nippel, die in entsprechende txewindebohrungen eingreifen, zu größeren Einheiten kann manuell erfolgen. Diese Verfahrensweise ist jedoch umständlich und zeitraubend und bei großen Elektrodendurchmessern ohne Hilfsgeräte, wie zum Beispiel Druckluftzylinder, wegen der zum sicheren Verbinden der Elektrodenteilstücke erforderlichen hohen Anzugsmomente nicht mehr durchführbar.

Man ist infolgedessen dazu übergegangen, den Annippelvorgang mittels mit geeigneten Antriebseinrichtungen ausgestatteten Annippelvorrichtungen durchzuführen.

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Aus der deutschen. Patentschrift 489 ^73 beispielsweise ist ein Gestell zum Anstückeln von Elektroden bekannt, welches auf einem Gerüst über einem 0·en verfahrbar ist.

Das wagenartige Gestell weist im wesentlichen einen auf Stützrollen laufenden Hai bering, am¹, welcher das neu anzunippelnde Elektrodente ilr; tück trägt und der am äußeren bmfang mit einem Zahnkranz versehen ist. Dieser steht mit einem liitzel im Eingriff, welches mittels einer Handkurbel drehbar ist. Die Drehbewegung der Handkurbel wird gleichzeitig auf mit den Stützrollen in Verbindung stehende Zahnstangen, welche sich und damit dl:· Stützrollen - je nach der Drehrichtung der Handkurbel - in Richtung der Längsachse des Elektrodenteilstückes auf- oder abwärts bewegen.

Aus der deutschen Patentschrift 1 ()80 7Oo ist ein/; Schraubvorrichtung zum Anstückeln von Kohle- oder Graphitelektroden für elektrische Ofen bekannt, die aus einer unteren Schelle besteht und durch Schellenschrauben mit der im Ofen befindlichen Elektrode starr verbunden ist. Eine weitere mit einem Zahnkranz versehene Schelle ist an dem anzunippelnden E^itrodenteilstück befestigt. Mittels eines Ritzels, das in den Zahnkranz eingreift und welches entweder unter Zuhilfenahme eines Drehmoment-Schraubenschlüssels oder motorisch bewegt ■werden kann, läßt sich das Elektrodenteilstück mit der Elektrode verbinden.

Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift 1 06l 457 eine Halte- und Nachsetzvorrichtung für durch Aneinanderschrauben verlängerbare Nippel-

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elektroden an Lichtbogen- und Reduktionsofen bekannt, bei welcher die Fassung einen ersten Klemmring und einen sich auf dem ersten Klemmring abstützenden zweiten Klemm- und/oder Haltering aufweist.

Der zweite Klemm- und/oder Haltering ist dabei gleichzeitig als Übertragungselement für die Drehbewegung der anzunippelnden Elektr-ode in der Weise ausgebildet, daß durch abwechselndes Andrücken dei" Klemmbacken unter gleichzeitigem Drehen des mit diesen verbundenen Ringteiles und anschließendes Abheben der Klemmbacken unter Zurückdrehen des Ringteiles die anzunippelnde Elektrode eine bei Annippelvorrichtungen an sich bekannte schrittweise Drehbewegung ausführt.

Der Nachteil dieser bekannten Halte- und Nachsetzvorrichtung besteht insbesondere darin, daß das mit der im Lichtbogenofen befindlichen Elektrode zu verbindende Elektrodenteilstück nicht in einem Zug, sondern bedingt durch die Art des verwendeten Drehantriebes - nur schrittweise gedreht werden kann.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist darin zu sehen, daß diese jeweils nur für einen bestimmten Ofen verwendet werden kann, da zumindest der untere Klemmring die Elektrode bei Ofenbetrieb festhalten muß. Die Annippelvorrichtung ist also nach Beendigung des Annippelns eines Elektrodenteilstückes an die im Ofen befindliche Elektrode nicht auf andere Öfen ansetzbar.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Vergleich zu den bisher bekannten Vorrichtungen verbesserte Annippel-Vorrichtung zu entuicklen.

Die Vorrichtung soll insbesondere so beschaffen sein, daß sie bei Verwendbarkeit für mehrere Ofen das Annippeln von Elektrodenteilstücken aus Graphit oder dergleichen über dem Ofen ermöglicht.

Darüber hinaus soll die Annippel-Vorrichtung die Verwendung auch ungedrehter Elektrodenteilstücke möglich machen. Schließlich soll mittels der neu vorgeschlagenen Vorrichtung durch Einhaltung eines bestimmten Drehmomentes eine völlig gleichmäßige Verbindung der einzelnen Elektrodenteilstücke miteinander sichergestellt und dadurch das Entstehen von Schachtelbrüchen - wie sie beispielsweise beim manuellen Annippeln oft vorkommen - verhindert werden.

Nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem Traggerüst unter Zwischenschaltung eines Gehänges ein an dem Traggerüst gefühirter Tragring angeordnet ist, der eine Antriebseinrichtung trägt, über welche der an dem Tragring aufgehängte Fassungsring — der mit an seinem Umfang angeordneten, ölhydraulisch betätigten Klemmeinrichtungen für das in seinem Innenraum befindliche Elektrodenteilstück versehen ist - unter Zwischenschaltung eines Zahnkranzes, der an dem Fassungsring befestigt und gegenüber dem ihn tragenden Tragring drehbar und entsprechend der Gewindesteigung der Nippelverbindung zwischen der Elektrode und dem Elektrodenteilstück axial verfahrbar

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ist. Das Gehänge ist dabei quer zur Längsachse dei" Elektrode verschiebbar und das mit den zugehörigen Bauteilen als bewegliche Einheit ausgeführte Traggerüst mit Führungsteilen versehen, übei' welche es mit der Elektrodenfassung in genau definierter Lage verbindbar ist.

Nach Fertigstellung der Nippelverbindung zwischen der Elektrode und dem auf diese aufgesetzten Elektrodenteilstück kann die Annippel-Vorrichtung - nach Lösen der Klemmeinrichtung des Fassungsringes — mittels eines Hebezeuges von der Elektrodenfassung abgehoben und anderweitig verwendet werden.

In Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist das Gehänge unter Zwischenschaltung einer Traverse, welche an mit dem Traggerüst verbundenen Führungsstäben verschiebbar gehalten ist, mit dem Tragring verbunden.

Vorteilhaft ist die raverse mittels eines an sich bekannten Konstant-Federhängers gegenüber dem Traggerüst höllenverstellbar.

In weiterer Aiisgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist der mittels der Antriebseinrichtung, bewegbare Zahnkranz gleichzeitig mit Innengewinde versehen, welches mit einem Außengewinde-Abschnitt des Ti'agringes im Eingriff steht.

Bei Drehung des Zahnkranzes wird also der an diesem befestigte Fassungsring - und ggf. das in diesem festgeklemmte Elektrodenteilstück - gedreht und dabei gleichzeitig gegenüber dem nichtdrehbaren Tragring auf- oder abwärts bewegt.

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Um jeweils gleiche Anzugsmomente zwischen den zu verbindenden Elektrodenteilstücken zu gewährleisten, ist die Antriebseinrichtung mit einer Drehmomentbegrenzungs-Einrichtung versehen. Bei Erreichen des zum Annippeln erforderlichen Di-elimoraeutes schaltet die Antriebseinrichtung automatisch ab.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung des Erfindungsgegenstandes stehen die mit Rückholfedern, versehenen Kleniraeinriclitungen mit einei.i sich über den Umfang des Fassungsringes erstreckenden Druckraum in Verbindung, welcher seinerseits unter Zwischenschaltung einer Druckerzeugungseinrichtung sowie eines fernsteuerbaren Ventiles an einen Ölbehälter angeschlossen ist, welcher ebenfalls im Innern des Fassungsringes angeordnet ist.

Bei Aufbau eines Überdruckes im Druckraum fahren die Klemmeinrichtungen in Richtung des Mittelpunktes des Fassungsringes aus und halten das in dessen Innenraum befindliche Elektrodenteilstück fest. Die Klemmverbindung kann durch Betätigen des ferngesteuerten Ventils gelöst werden, welches in diesem Fall den Druckraum mit dem nicht unter Druck stehenden Ölbehälter verbindet.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist das Traggerüst, welches aus Rohrträgern mit an deren oberem und unterem Ende befestigten Kragarmen besteht, am unteren Kragarm mit Führungsbüchsen versehen, in welche an der Elektrodenfassung angebrachte Führungszapfen eingreifen.

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lim die Lei Elektrodenteilstücken vorhandenen Durchmesserdifferenrsen ausgleichen zu können, stehen die Führungsstäbe mit dem beweglichen Teil eines am oberer; Ilragarm befestigten, an sich bekannten Supportes in Verbindung. Durch Verstellung des quer zur Elektrodenachse beweglichen Supportes können die nachzusetzenden Elektrodenteilstücke gegenüber der in der Elektrodenfassung gehaltenen Elektrode zentriert werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, welches nachfolgend im einzelnen beschrieben wird. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Stirnansicht der Annippel-Vorrichtung,

Fig. 2 schematisch eine Seitenansicht in geringfügig vergrößertem Maßstab (teilweise geschnitten) ,

Fig. 3 eine Ansicht der Unterseite des Fassungsringes und

Fig. h einen Teilschnitt des Tragringes und des Fas sung sringe s.

Das Traggerüst der Annippel-Vorrichtung besteht aus zwei Rohrträgern 1, welche an ihrem oberen und unteren Ende mit einem quer zur Längsachse der Rohr träger verlaufenden Kragarm 2 bzw. 3 versehen sind. Dex- untere Kragarm 3 weist zwei Führungsbüchsen 4 auf, über welche das Traggerüst in genau definlearbarer Lage mit der schematisch dargestellten Elek-

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trodenfassung 5 verbindbar ist. Diese weist auf ihrer Oberseite Führungszapfen 6 auf, welche in die Führungsbüchsen k eingreifen.

Das Traggerüst ist über die Teile h und 6 gleichzeitig gegen Verdrehung gesichert.

Die gerade im (nicht dargestellten) Elektroofen befindliche Elektrode 7 ist in der Elektrodenfassung 5 in an sich bekannter Weise festgeklemmt. Die aus Graphit oder dergleichen bestehende Elektrode 7 ist an. ihrem nach oben gerichteten Ende mit einem konischen Gewindenippel 7* versehen.

Der obere Kragarm 2 ist mit einer Aufhängeöse 2¹ versehen, über welche die Annippel-Vorrichtung - die als bewegliche Einheit ausgebildet ist mit dem anzunippelnden Elektro d ent eilstück 8 unter Benutzung eines Hebezeuges auf den Ofen gehoben bzw. nach erfolgtem Annippel-Vorgang abgehoben werden kann.

Das Elektrodenteilstück δ weist an seinem unteren Ende eine konische Gewindebohrung 8· und an seinem oberen Ende wiederum einen Gewindenippel 8·· auf.

Zwischen den beiden Rohrtägern 1 ist ein Bolzen 9 angeordnet, welcher in eine Führungsbüchse 10· des Tragringes 10 eingreift. Die Führungsbüchse 10' liegt seitlich, d.h. quer zur Zeichenebene, am Bolzen 9 an. Infolge des ovalen Querschnitts der Bohrung der Büchse 10· kann der mit dieser starr verbundene Tragring 10 quer zur Längsachse 11 der Elektrode 7 verschoben werden.

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Der Tragring 10 ist über zwei Zugstangen 12 mit einer Traverse 13 verbunden. Diese ist ihrerseits an einem handelsüblichen Konstant-Federhänger Ik mit dem Federpaket l4' aufgehängt. Der Federhänger ermöglicht die vertikale Verstellung der Traverse und damit des Tragringes 10 um ein mit "X" bezeichnetes Wegstück.

Die Verstellbarkeit der Traverse 13 wird durch zwei parallel zur Achse 11 angeordnete Führungsstäbe 15 begrenzt, welche ebenso wie der Konstant-Federhänger l4 an dem horizontal verstellbaren Teil 16· eines Supportes l6 angebracht ist. Der Support l6 selbst ist fest mit dem oberen Kragarm 2 verbunden.

An dem Tragring 10 ist ein Fassungsring 1? aufgehängt, welcher über einen Zahnkranz 13 mit diesem in Verbindung steht.

Der Zahnkranz l8 ist mit einem Innengewinde 18* versehen, welches sich auf einem entsprechenden Außengewinde 10'' des Tragringes 10 abstützt. In die Außenverzahnung des Zahnkranzes l8 greift ein Antriebsritzel 19 ein, welches mit einem auf dem Tragring 10 befestigten Antriebemotor 20 in Verbindung steht. Dieser ist mit einer Drehmoraentbegrenzungs-Einrichtung (nicht dargestellt) ausgestattet, welche den Motor bei Erreichen des zum Annippeln erforderlichen Drehmomentes stillsetzt. Somit ist gewährleistet, daß alle Elektrodenteilstücke eines Stranges mit dem gleichen Drehmoment angezogen werden.

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Mittels des Fassungsringes 17 wird das an die in der Elektrodenfassung 5 eingespannte Elektrode 7 anzunippelnde Elektrodenteilstück 8 festgehalten.

Der Fassungsring ist zu diesem Zweck auf seinem Umfang mit mehreren b'lhydraulisch betätigten Klemiaeinrichtungen 21 versehen. Die zum Betätigen eier Klemmeinrichtungen 21 erforderliche Druckbeauischlagung erfolgt über den im Fassmigsring befindlichen Druckraum 22, welcher mittels einer am Teil 17 angeordneten Zahnradpumpe 23 über Druckleitungen 2^!t mit Hydrauliköl versorgt wird.

Das Lösen der Klemmeinrichtungen 21 erfolgt durch Betätigen des ebenfalls mit dem Druckraum 22 in Verbindung stehenden Magnetventils 25, welches in geöffneter Stellung den Druckraum 22 unmittelbar mit einem im Fassungsring 17 untergebrachten Ölbehälter 26 verbindet (Leitungen 27 und 28). Die motorgetriebene Zahnradpumpe 23 ist über eine Saugleitung 29 ebenfalls mit dem Ölbehälter 26 verbunden.

Die Kleimneinrichtungen 21 bestehen jeweils aus einem mit einer Führungsbüchse JO fest verbundenen Kolben 3I· Beide Teile sind in einem Gehäuse 32 verschiebbar, dessen Innenraum über eine Bohrung mit dem Umgebungsdruck in Verbindung steht. In dem Gehäuse 32 ist eine Rückholfeder 3h angeordnet, welche sich an der Führungsbüchse 30 abstützt. Die zum Festhalten der Klektrodenteilstücke erforderliche Anpreßkraft wird durch Druck*·«rufschlagung der im Druckraum 22 liegenden Außenfläche der Führungsbüch«· 3O erzeugt, welche «it einem Dichtring 35 versehen ist (Fig. h).

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Dor Aiinippelvorgang läuft folgendermaßen ab«

Die Annippolvorrichtung wird über ein im Nippellager stehendes Eloktrodenteilstück 8 abgesenkt, in welches auf der Oberseite ein Nippel 8¹¹ eingeschraubt ist. Durch Betätigung der Klemmeinrichtungen 21 wird das Elektrodenteilstück festgehalten, wobei sich der Fassungsring 17 in der obersten Stellung befindet. Nunmehr wird die Annippel-Vorrichtung von einem Hebezeug über den Ofen gehoben und auf die Elektrodenfassung 5 aufgesetzt, und zwar auf die dafür vorgesehenen Führungszapfen 6.

Das Hebezeug wird nun bis zum Zeitpunkt des Abhebens der Annippel-Vorrichtung nicht mehr benötigtj es kann anderweitig verwendet werden.

Beim Anschalten des Motors 20 zentriert das Elektrodenteilstück 8 und führt infolge der Bewegung des Zahnkranzes 18 gegenüber dem Tragring 10 eine axiale Vorschubbewegung aus, wobei der Gewindenippel 7* der in der Elektrodenfassung 3 festgehaltenen Elektrode 7 in die Gewindebohrung 8¹ eingeschraubt wird.

Bei Erreichen des erforderlichen Drehmomentes wird der Motor 20 stillgesetzt und durch Betätigung des Ventils 25 das Elektrodenteilstück freigegeben. Die Annippel-Vorrichtung kann nunmehr mittels eines Hebezeuges von der Elektrodenfassung 5 abgehoben und für den nächsten Annippelvorgang vorbereitet werden.

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Die Annippelvorrichtung erlaubt auch ein Nachsetzen des aus den Teilen 7 und 8 bestehenden Elektrodenstranges, wobei folgende Maßnahmen durchzuführen sind S

Die Annippel-Vorrichtung wird durch ein Hebezeug um das zum Nachsetzen des Elektrodenstranges notwendige Maß angehoben, wobei die Führimgszajjf en 6 mit den Führungsbüchsen k im Eingriff bleiben. Der Elektrodenstrang wird dabei in dem Fassungsring 17 festgeklemmt und das Traggerüst bis zum Anschlag 12' der Zugstangen 12 um das Maß "X" angehoben (Fig. 2).

Danach werden die Klemmbacken (nicht dargestellt) der Elektrodenfassung 5 gelöst, so daß das Nachsetzen erfolgen kann, wobei die Annippel-Vorrichtung wieder auf die Elektrodenfassung 5 aufgesetzt wird.

Nach dem Festspannen des Elektrodenstranges in der Elektrodenfassung 5 kann der Fassungsring 17 durch Betätigen des Ventils 25 vom Elektrodenstrang gelöst und die Annippel-Vorrichtung wieder abgehoben werden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Annippeln unmittelbar über dem Ofen durchgeführt werden kann und sämtliche Vorarbeiten am Nippellager ausgeführt werden können, so daß eine Belästigung des Bedienungspersonals durch heiße Ofengase vermieden wird.

Weitere Vorteile der Erfindung gehen dahin, daß die im Ofen befindliche Elektrode nicht ausgebaut zu werden braucht und das zum Verfahren der An-

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nippel-Vorrichtung ex-forderliche Helsseug während des eigentlichen Aiiiiippelvorganges nicht blockiert ist, d.h. es kann während dieser Zeit anderweitig eingesetzt werden.

Dn der Tragring mit dem zugehörigen Fassungsring horizontal verschiebbar aufgehängt ist, ermöglicht die Annippel-Vorrichtung auch die Verwendung ungedrehter Elektroden.

Wie oben bereits beschrieben wurde, ermöglicht die neue Vorrichtung auch das Nachsetzen von Elektro— (leusträngen.

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Claims

Patentansprüche:

Vorrichtung zum Annippeln von Elektrocienteilstücken an eine in einer Elektrodenfassung gehaltene Elektrode, wobei das mit der Elektrode zu verbindende Elektrodenteilstück in oinora gegenüber der Elektrodenfassung drehbaren, höhenverstellbaren Fassungsring festklemmbnr iyt, dadtirch gekennzeichnet, daß an einem ringgerüst unter Zwischenschaltung eines Gehänges ein an dem Traggerüst geführter Tragring (lo) angeordnet ist, der eine Antriebseinrichtung (20) trägt, über welche der an dem Tragring (lO) aufgehängte Fassungsring (I7) - der mit an seinen Umfang angeordneten, ölhydraulisch.be tat igten Klemmeinrichtungen (2l) für das in seinem Innen— raum befindliche Elektrodenteilstück (β) versehen ist - unter Zwischenschaltung eines Zahnkranzes (l8), der an dem Fassungsring (I7) befestigt und gegenüber dem ihn tragenden Tragring (lü) drehbar und entsprechend der Gewindesteigung der Nippelverbindung (7'» 3¹) zwischen der Elektrode (7) und dem Elektrodenteilstück (8) axial verfahrbar ist, wobei das Gehänge quer zur Längsachse (ll) der Elektrode (7) verschiebbar ist und das mit den zugehörigen Bauteilen als bewegliche Einheit ausgeführte Traggerüst Führungsteile aufweist, über welche *s mit der Elektrodenfassung (5) in genau definierter Lage verbindbar ist.

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Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehänge unter Zwischenschaltung einer Traverse (13)» welche an mit dem Traggerüst verbundenen Führungsstäben (15) verschiebbar gehalten ist, mit dem Tragring (lO) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse (13) mittels eines an sich bekannten Konstant-Federhängers (l4) gegenüber dem Traggerüst höhenverstellbar ist.

k. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß der mittels der Antriebseinrichtung (20) bewegbare Zahnkranz (18) gleichzeitig mit Innengewinde (18¹) versehen ist, welches mit einem Außengewinde-Abschnitt (lO¹¹) des Tragringes (lO) im Eingriff steht.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (20) mit einer Drehmomentbegrenzungs-Einrichtung versehen ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die mit Rückholfedern (3^) versehenen Klemmeinrichtungen (2l) mit einem sich über den Umfang des Fassungsringes (l?) erstreckenden Druckraum (22) in Verbindung stehen,

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welcher seinerseits unter Zwischenschaltung einer Druckerzeugungseinrichtung (23) sowie eines fernsteuerbaren Ventils (25) an eines Ölbehälter (26) angeschlossen ist, welcher ebenfalls im Innern des Fassungsringes (l?) angeordnet ist.

7· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Traggerüst, welches aus Rohrträgern (l) mit an deren oberem und unterem Ende befestigten Kragarmen (2 bzw.3) besteht, am unteren Kragarm (3) mit Führungsbüchsen (4) versehen ist, in welche an der Elektrodenfassung (5) angebrachte Führungszapfen (6) eingreifen.

8· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7j dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstäbe (l5) mit dem beweglichen Teil (ΐβ) eines am oberen Kragarm (2) befestigten, an sich bekannten Supportes (l6) in Verbindung stehen.

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