-
-
Elektrodenhalter fUr Lichtbogenöfen
-
Die Erfindung betrifft einen Elektrodenhalter für an Lichtbogenöfen
eingesetzte Elektroden, der einen metallischen, gekühlten Rohrteil umfaßt, der zumindest
im Bereich des im Ofen befindlichen Abschnitts mit einem hohlzylinderartigen Schutzmantel
aus temperaturbeständigem Material umgeben ist.
-
Elektroden mit einem derartigen Elektrodenhalter gibt es in zwei prinzipiellen
Ausführungsformen. Nach der ersten Ausführungsform besteht die Elektrode aus zwei
axial fluchtenden Abschnitten, nämlich dem den oberen
Abschnitt
darstellenden Elektrodenhalter, im wesentlichen bestehend aus einem metallischen,
gekühlten Rohrteil, an dessen unterem Ende der den anderen Abschnitt darstellende,
Åktlsteil aus 5ich verzehrendem Material angeschlossen ist, an dem der Lichtbogen
erzeugt wird. Diese Art wird allgemein als Kombinationselektrode bezeichnet. Bei
der zweiten Ausführungsform ist der sich aus verzehrendem Material bestehende Aktivteil
axial verschieblich in dem Elektrodenhalter, im wesentlichen bestehend aus einem
metallischen, gekUhlten Rohrteil, geführt, so daß der Aktivteil aus sich verzehrendem
Material entsprechend dem an seinem unteren Ende auftretenden Verbrauch nachgesetzt
werden kann.
-
Diese Anordnung wird allgemein als Durchschubelektrode bezeichnet.
Beiden Anordmmgerl ist gemeinsam, daß der durch den metallischen, flüssigkeitsgekühlten
Rohrteil gebildete Elektrodenhalter während des Betriebs der Elektrode zumindest
teilweise in den Ofenraum h8neinragt.
-
Die Elektroden für Lichtbogenöfen sind aber nun starken Beanspruchungen
ausgesetzt. Diese Beanspruchungen sind thermischer und mechanischer Natur. Die thermischen
Belatungen resultieren aus den hohen Arbeitstemperaturen, die insbesondere bei der
Elektrostahlherstellung erreicht werden. Die mechanischen Belastungen ergeben sich
zum einen aus einem nicht vermeidbaren Auftreffen der Elektrode auf Schrotteile
beim Einfahren in den Ofen, desweiteren aufgrund von' Bewegungen der Schmelze, bei
Schrottversatz und schließlich aufgrund von Schwingungen, hervorgerufen durch den
Lichtbogen.
-
Für die Brauchbarkeit dieser Elektroden ist es deshalb entscheidend,
den Abschnitt des metallischen, gekühlten Rohrteils des Elektrodenhalters, der während
des Betriebs sich im Ofen befindet, vor diesen thermischen und
mechanischen-Beanspruchungen
wirksam zu schützen.
-
Zur Lösung dieses Problems sind zahlreiche Vorschläge gebracht worden.
-
Bei den in der BE-PS 867 876 beschriebenen Kombinationselektroden
ist der den Elektrodenhalter darstellende Metallschaft, der das Kühlsystem enthält,
durch eine außenliegende, hochtemperaturbeständige Masse überzogen.
-
Dabei handelt es sich um eine kontinuierliche Beschichtung. Zur Verbesserung
der Haftung dieser Beschichtung an der Mantelfläche des Metallschafts weist dieser
Haken auf, die in die Beschichtung eingreifen.
-
ÅhnlicheKombinationselektroden sind aus der GB-PS 1 223 162 bekannt.
Bei diesen ist der gesamte Elektrodenhalter mit einer schützenden, keramischen Beschichtung
versehen. Nach dieser Lösung wird darauf geachtet, daß die keramische Beschichtung
eine möglichst geringe Dicke aufweist und auch in den Elektrodenhalter selbst zur
Isolierung der dort laufenden Rohre zu einem erheblichen Anteil eindringt. Diese
Rohre dienen sowohl der Kühlwasserführung als auch der Stromzufuhr zu dem Aktivteil
aus Grafit.
-
In der E-Patentanmeldung 0 010 305 ist eine Kombinationselektrode
beschrieben, die einen Elektrodenhalter aufweist, der aus einem Metallrohr gebildet
ist, das gegenüber dem stromführenden Kühlsystem elektrisch isoliert ist und über
eine zwischen dem Kühl system und dem Metallrohr vorhandene feuerfeste Substanzausreichend
kühlbar ist. Der untere Abschnitt des den Elektrodenhalter darstellenden Metallrohrs
ist wiederum mit einer mittels Haken gesicherten keramischen Beschichtung versehen.
-
Die DE-AS 27 25 537 offenbart eine Kombinationselektrode, bei der
der metallische flüssigkeitsgekühlte obere Abschnitt, d.h. der Elektrodenhalter,
durch eine Feuerfestmasse gesichert ist, die thermisch leitende Vorsprünge überdeckt.
Diese Vorsprünge sollen dazu dienen, daß in dem Fall, in dem aufgrund starker örtlicher
Beanspruchung durch starre Schrotteile eine örtliche Beschädigung der Feuetfestmasse
eintritt, durch die Vorsprünge ein unmittelbarer mechanischer Kontakt mit dem Leitungssystem
verhindert wird, wobei zugleich unzulässig hohe Ströme über diese Vorsprünge wegen
ihres Schmelzsicherungscharakters nicht fließen können.
-
Schließlich ist durch die DE-AS 27 30 884 eine Durchschubelektrode
bekannt, bei der der den Elektrodenhalter darstellende metallische0 gekühlte Rohrteil0
durch den der Aktivteil aus Graf it hindurchgesetzt wird0 mit einer Feuerfestmasse
beschichtet ist. Zugleich weist der Rohrteil radial nach außen gerichtete Vorsprünge
au£0- die in die Feueriestmasse eingreifen Durch diese möglichst gleichmäßig am
Umfang und in axialer Richtung verteilten Vorsprünge soll einerseits'eine gleichmäßigere
Kühlung der Feuerfestmasse und anderersets ein besserer Halt dieser Masse bewirkt
werden.
-
Diese Lösung entspricht den erörterten Schutzmantel-Ausbildungen bei
Kombinationselektroden. Nach dem Stand der Technik werden also dieselbenVorschläge
für Elektrodenhalter sowohl für Kombinationselektroden als auch für Durchschubelektroden
gemacht.
-
Sämtlichen dieser bekannten Elektrodenhaltern ist der Nachteil gemeinsam,
daß selbst bei einer relativ geringen örtlichen Beschädigung des Schutzmantels dieser
insgesamt von dem metallischen Rohrteil des Elektrodenhalters entfernt und auf dieses
ein neuer Schutzmantel
aufgebracht werden muß. Dies verursacht lange
Betriebsunterbrechungen und hohe Kosten.
-
Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Elektrodenhalter ist das Aufwachsen
von Schlacken- und Metallschichten auf dem Schutzmantel aus keramischen Stoffen;
dadurch ergeben sich Störungen im Ofenbetrieb.
-
Aufgrund dessen ist schon ein Elektrodenhalter vorgeschlagen worden,
bei der der metallische, gekühlte Rohrteil des Elektrodenhalters durch Ringe aus
kohlenstoffhaltigem Material, bevorzugt aus Grafit, geschützt ist. Dieser Schutzmantel
hat sich im Einsatz der geschilderten Elektrodenhalter schon sehr gut bewährt.
-
Die Grafitringe bilden nämlich einen sowohl mechanisch als auch thermisch
ausgezeichneten Schutzmantel. Ein Vorteil eines derartigen Schutzmantels ist darin
zu sehen, daß bei teilweiser BeschAdigung desselben der jeweilige Grafitring ausgetauscht
werden kann, während bei den durchgehenden Schutzüberzügen einegkomplette Neuerstellung
erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil ist die Vermeidung des Aufwachsens von Schlacken-
oder Metallschichten; aufgrund der oxidativen Zerstörung der Oberfläche des Grafits
fallen diese nämlich laufend vom Schutzmantel ab. Es stellte sich jedoch als Nachteil
heraus, daß in manchen Fällen die Ringe zur Rißbildung neigten. Verantwortlich dafür
sind unterschiedliche Wärmedehnungen des Schutzmantels und des den Elektrodenhalter
bildenden Rohrteils und die dadurch im Schutzring entstehenden Spannungen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Schutzmantel für den metallischen,
gekühlten Rohrteil von Elektrodenhaltern der vorausgesetzten Art zu schaffen, der
den auftretenden thermischen und mechanischen Beanspruchungen voll genügt, möglichst
einfach ausgebildet und leicht zu montieren und zu reparieren ist und darüber hinaus
einen guten Wärmeübergang zu dem metallischen, gekühlten Rohrteil gewährleistet,
um die Standzeit des Schutzmantels zu verbessern.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Elektrodenhalter der vorausgesetzten
Art dadurch gelöst, daß der Schutzmantel von mindestens einem Ring aus mehreren
Hohlzylinder-Sektoren gebildet ist, die unmittelbar an der Mantelfläche des Rohrteils
über formschlüssige Verbindungsmittel lösbar angeordnet sind.
-
Durch die erfindungsgemäBe Lösung ist ein Schutzmantel geschaffen
der sämtlichen Anforderungen in bezug auf die thermische und mechanische Beanspruchbarkeit
entspricht. Wachdem die einzelnen Sektoren des Schutzmantels unmittelbar auf der
Mantelfläche des Rohrteils des Elektrodenhalters anliegen, ergibt sich eine gute
Wärmeübertragung zwischen dem Schutzmantel und dem Rohrteil des Elektrodenhalters
über die gesamte Fläche. Dieser gute Wärmeübergang wird erreicht, ohne daß es erforderlich
wäre, Füllmaterialien zwischen dem Schutzmantel und dem Rohrteil des Elektrodenhalters
einzubringen. Darüber hinaus kann der Schutzmantel sowohl seinen eigenen Wärmedehnungen
als auch denen des Rohrteils folgen, da der Schutzmantel sowohl in Umfangs- als
auch in Achsrichtung nicht kontinuierlich durchgeht, sondern aufgrund der Ausbildung
in Sektoren sich Trennfugen ergeben, die die Wärmedehnungen kompensieren.
-
Die Gefahr eines Ausbrechens des Materials des Schutzmantels aufgrund
dieser thermischen Wärmedehnungen ist damit vermieden. Der Schutzmantel ist danach
geeignet, sämtlichen thermischen Beanspruchungen gerecht zu werden.
-
Ein Gleiches gilt für die mechanischen Belastungen.
-
Aufgrund der Ausbildung des Schutzmantels in Form von ringförmig angeordneten
Sektoren und aufgrund deren Anbringung mittels formschlüssiger Verbindungsmittel
können Fertigungstoleranzen sowohl in bezug auf die Maße der Sektoren als auch in
bezug auf den äußeren Durchmesser des Rohrteils des Elektrodenhalters ausgeglichen
werden, so daß sowohl die Sektoren an ihren Stoßflächen satt aneinanderliegen, als
auch die Sektoren mit ihrer inneren Mantelfläche an der Mantelfläche des Rohrteils
ebenfalls gut aufliegen. Aufgrund dessen können Druck- und Biegekräfte von dem Schutzmantel
und dem diesen unterstützenden Rohrteil des Elektrodenhalters gut aufgenommen werden,
ohne daß aufgrund mangelnder Anlage des Schutzmantels an dem Rohrteil des Elektrodenhalters
das Material des Schutzmantels überbeansprucht würde. Zugleich ist aber der Rohrteil
durch den durchgehenden Schutzmantel voliständig geschützt.
-
Schließlich kann der erfindungsgemäße Schutzmantel leicht montiert
und erforderlichenfalls wieder demontiert werden.. Die Sektoren können nämlich in
einfacher Weise über die formschlüssigen Verbindungsmittel auf die Mantelfläche
des Rohrteils des Elektrodenhalters aufgeschoben werden. Falls ein Sektor oder mehrere
Sektoren des Schutzmantels beschädigt wird bzw. werden, kann der beschädigte Sektor
bzw. können die Sektoren einfach ausgetauscht werden. In dem Fall, in dem der Schutzmantel
aus mehreren, jeweils aus Sektoren zusammengesetzten Ringen gebildet ist, die
axial
aneinandergefügt sind, ist es möglich, einen zuerst am unteren Ende des Rohrteils
angeordneten Ring bzw einen Sektor, der im Ofen natürlich der höchsten Belastung
ausgesetzt ist und damit eher beschädigt wird oder verschleißt als weiter oben angeordnete
Ringe bzw. Sektoren, unmittelbar am Rohrteil nach oben zu schieben und dafür einen
neuen Ring bzw. Sektor oder einen bereits am oberen Abschnitt des Rohrteils gebrauchten,
aber für den unteren Abschnitt noch tauglichen Ring bzw. Sektor von unten her auf
den Rohrteil auf zubringen Auf diese Weise können sukzessive die Ringe bzw. Sektoren
ersetzt werden, wodurch die Montage-bzw Reparatur zeiten verkürzt und die Kosten
für die Herstellung und die Wartung des Schutzmantels erniedrigt werdenO Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Elektrodenhalters mit Schutzmantel ergeben
sich aus den übrigen Ansprüchen.
-
So ist es von Vorteil, die formschlüssigen Verbindungsmittel als Schiebeverbindung
mit zur Achse des Rohrteils des Elektrodenhalters paralleler Schieberichtung auszubilden.
Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Möglichkeit, in der geschilderten Weise
die Ringe bzw.
-
einzelne Sektoren entweder von unten nach oben oder von oben nach
unten zu verschieben, um nur teilweise gewisse beschädigte Ringe bzw. Sektoren auszutauschen,
wodurch nicht nur Montagearbeiten, sondern auch Ersatz-bzw. Austauschringe bzw.
-sektoren eingespart werden.
-
Die angesprochene formschlüssige Schiebeverbindung ist im konkreten
Fall zweckmäßigerweise als Schwalbenschwanz führung ausgebildet. Diese Schwalbenschwanzführung
ist nicht nur mechanisch sehr fest, sondern
erlaubt auch ein besonders
einfaches Einschieben bzw.
-
Verschieben der Sektoren in bezug auf die Mantelfläche des Rohrteils
des Elektrodenhalters.
-
Vorteilhafterweise sind die Nuten der Schwalbenschwanzführungen in
den inneren Mantelflächen der Sektoren und die Federleisten an der Mantelfläche
des Rohrteils angeordnet. Durch die Anordnung der Nuten an den inneren Mantelflächen
der Sektoren ergibt sich der geringste Materialverlust bei dem relativ teuren, weil
thermisch und mechanisch hoch beanspruchbaren Werkstoff für die Sektoren.
-
Zweckmäßigerweise sind die Federleisten separate Bauteile und mit
der Mantelfläche des Rohrteils durch Vernieten, Verschrauben, VerschwaiBen oder
dergleichen verbunden. Hierdurch wird nicht nur Material bezüglich der Ausqestaltung
des Rohrteils des Elektrodenhalters gespart, sondern es ist auch möglich, an relativ
dünnwandigen Rohrteilen die Federleisten anzubringen. Der aekühlte Rohrteil des
Elektrodenhalters besteht meist aus Kupfer, das sehr teuer ist, so daß Materialeinsparungen
sehr entscheidend sind. Darüber hinaus muß der Rohrteil bzw. die im wesentlichen
das Rohrteil bildenden Rohre für die Kühlmittel führung und Stromzufuhr schon deshalb
relativ dünnwandig ausgebildet sein, um einen möglichst guten Kühlungswirkungsgrad
der Gesamtanordnung zu erreichen.
-
In dem Fall, in dem der Schutzmantel aus mehreren, aus Sektoren zusammengesetzten
Ringen besteht, kann es zweckmäßig sein, zwischen zwei aus Sektoren bestehenden
Ringen einen einstückigen Ring anzuordnen. Dies kann die Tragfähigkeit des Schutzmantels
noch weiter erhöhen.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Feder leisten
in axialer Richtung des Rohrteils unterbrochen, wobei die Unterbrechung zwischen
zwei fluchtenden Federleistenabschnitten nicht größer ist als die zweifache axiale
Höhe eines in diesem Bereich anzuordnenden Sektors. Auf diese Weise können auch
im mittleren Bereich des Schutzmantels beschädigte bzw abgenutzte Sektoren entfernt
und neue angebracht werden, ohne daß die darüberliegenden bzw. darunterliegenden
Sektoren komplett entfernt werden müßten.
-
Dadurch wird die Montagezelt weiter verkürzt.
-
Desweiteren ist es von Vorteil, wenn die Federleistenab schnitte in
ringförmigen Gruppen angeordnet sind und die Feder leisten der einen Gruppe in bezug
auf die Feder leisten der axial benachbarten Gruppe in Umfangsrichtung versetzt
sind. Damit ergibt sich eine von Ring zu Ring versetzte Anordnung der Sektoren mit
einer weiteren Erhöhung der mechanischen Stabilität des Schutzmantels.
-
Bei der Ausführungsform der Erfindung, bei der mindestens ein einstückiger
Ring als Teil des Schutzmantels vorgesehen ist, empfiehlt es sich, daß an der Stelle,
an der der Ring anzuordnen ist, der axiale Abstand zwischen zwei benachbarten Gruppen
von Feder leisten etwas größer ist als die axiale Höhe des einstückigen Rings Auf
diese Weise kann der Ring an dieser Stelle gedreht werden, so daß seine Nuten versetzt
zu den Federleisten der benachbarten Gruppen liegen mit der Folge, daß der Ring
in axialer Richtung arretiert ist.
-
Auf diese Weise bildet dieser Ring ein Auflager für die darüberliegenden
Sektoren bzw. Ringe aus Sektoren,
so daß in dem Fall, in dem die
darunterliegenden Sektoren ganz oder teilweise wegbrechen, die darüberliegenden
Sektoren nicht nachgleiten können. Damit ist ein großer Bereich des Rohrteils des
Elektrodenhalters selbst bei weitgehenden Beschädigungen des Schutzmantels nach
wie vor durch intakte Sektoren geschützt, so daß die Beschädigung so klein wie möglich
gehalten wird.
-
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen
die in Umfangsrichtung liegenden und/ oder in Achsrichtung liegenden Stoßflächen
zweier in einem Ring benachbarter Sektoren mindestens eine komplementäre radiale
Abstufung auf. Aufgrund dieser Ausbildung ist selbst dann, wenn die Stoßflächen
zweier benachbarter Sektoren nicht satt aneinanderliegen, vielmehr einen Spalt freilassen,
dieser Spalt abgedeckt mit dem Ergebnis eines sicheren Schutzes des empfindlichen
und teuren Rohrteils des Elektsoaenhalters. Bei dieser Ausführungsform können auch
die Toleranzen der Sektoren größer gehalten werden mit der Folge einer billigeren
Herstellungsweise.
-
Die Sektoren und/oder die einstückigen Ringe können aus kohlenstoffhaltigen,
insbesondere nichtgrafitischen bzw. teilgrafitischen Werkstoffen bestehen. So ergeben
sich wirtschaftliche Standzeiten der Schutzringe, verbunden mit den günstigen Eigenschaften
des kohlenstoffhaltigen Materials hinsichtlich der Benetzung durch Schlacken- oder
Metallspritzer. Die bei richtiger Dimensionierung der Schutzringe erreichte, gewünschte
langsame Oxidation des Kohlenstoffs, vor allem an den heißeren äußeren Umfangsflächen
der Ringe,verhindert das bei keramischen überzügen häufig beobachte störende Aufwachsen
von Schlacken- oder Metallteilchen.
-
Weil bei der erfindungsgemäßen Lösung ein besonders guter Wärmeübergang
vom Schutzmantel zum Rohrteil erreicht wird, ist es günstig für den Schutzmantel,
Materialien mit geringer Wärmeleitfähigkeit zu verwenden. Aufgrund dessen empfehlen
sich aus den kohlenstoffhaltigen Materialien die sogenannten nichtgrafitischen bzw.
teilgrafitischen.
-
Falls man auf den Vorteil der Selbstreinigung der Schutzringoberfläche
verzichten will, kann man auch keramische Werkstoffe einsetzen.
-
Es können aber sowohl Sektoren als auch einstückige Ringe sowohl aus
kohlenstoffhaltigen als auch keramischen Werkstoffen zur Bildung eines Schutzmantels
herangezogen werden um auf diese Weise den Schutzmantel in seinen einzelnen Bereichen
je nach den gestellten Anforderungen auszubilden. Es ist zweckmäßig, die Sektoren
im oberen Abschnitt des Rohrteils des Elektrodenhalters aus keramischen und im unteren
Abschnitt aus kohlenstoffhaltigen Werkstoffen herzustellen. Auch andere, z.B gemischte
Anordnungen der Ringe bzw. Sektoren aus verschiedenen Materialien, sind denkbar.
-
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Elektrodenhalters ergeben
sich aus den beigefügten Zeichnungen, die im folgenden erläutert werden. Es zeigt:
Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine schematisch dargestellte Elektrode mit einem
erfindungsgemäßen Elektrodenhalter, Fig. 2 einen Radialschnitt durch die Elektrode
nach Fig. 1 entsprechend der Schnittlinie II-II, Fig. 3 den Rohrteil des Elektrodenhalters
mit teilweise weggelassenem Schutzmantel zur Darstellung der Verteilung der Federleisten
auf der Mantelfläche des Rohrteils, Fig. 4 einen Radialschnitt durch die Elektrode
nach Fig. 3 entsprechend der Schnittlinie IV-IV, Fig. 5 eine perspektivische Darstellung
eines Sektors zur Ausbildung des Schutzmantels für den erfindungsgemäßen Elektrodenhalter,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines einstückigen Rings zum Einsatz in
einem Schutzmantel eines erfindungsgemäßen Elektrodenhalters, Fig. 7 eine modifizierte
Ausführungsform eines Sektors für den Schutzmantel des erfindungsgemäßen Elektrodehalters,
und Fig. 8 eine weitere Ausführungsform eines Sektors für den Schutzmantel des erfindungsgemäßen
Elektrodenhalters.
-
Aus Fig. 1 ergibt sich in schematischer Darstellung der wesentliche
Aufbau-einer einschlägigen Elektrode für Lichtbogenöfen, und zwar in der Ausführungsform
einer Kombinationselektrode. Diese Elektrode besteht aus einem Elektrodenhalter,
der von einem metallischen, gekühlten Rohrteil 1 gebildet ist. An das untere Ende
des den Elektrodenhalter darstellenden Rohrteils 1 ist ein Aktivteil 2 aus sich
verzehrendem Material, z.B. Grafit, mittels eines Schraubnippels 3 angeschlossen.
Die Elektrode wird durch eine am oberen Abschnitt des Rohrteils 1 des Elektrodenhalters
angreifende Tragkonstruktion 4 gehalten. Da es sich um eine schematische Darstellung
handelt, sind insbesondere die elektrischen Bauteile und die Kühlanordnungen des
Elektrodenhalters nicht aufgeführt, da diese Baugruppen eine herkömmliche Ausbildung
haben können. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist nämlich nur wichtig ein insgesamt
mit 5 bezeichneter, hohlzylindrischer Schutzmantel aus einem der erwähnten temperaturbeständigen
Materialienr der den metallischen Rohrteil 1 des Elektrodenhalters im Bereich des
im Ofen befindlichen Abschnittes umgibt und auf diese Weise, wie bereits im Detail
geschildert worden ist, gegenüber unzulässigen thermischen und mechanischen Beanspruchungen
schützt.
-
Der Schutzmantel 5 ist aus Hohlzylinder-Sektoren zusammengesetzt,
von denen einer in perspektivischer Darstellung in Fig. 5 gezeigt und insgesamt
mit 10 bezeichnet ist. Der Hohlzylinder-Sektor 10 besitzt danach eine innere Mantelfläche
11 und eine äußere
Mantelfläche 12, zwei in Umfangsrichtung liegende
Stoßflächen 13 und zwei in axialer Richtung liegende Stirnflächen 14. Eine Mehrzahl
dieser Sektoren 10 ist zu einem Ring zusammengesetzt. Mehrere derartige aus Sektoren
10 zusammengesetzte Ringe bilden den Schutzmantel 5.
-
Zur unmittelbaren Anordnung der Sektoren 10 an der Mantelfläche des
metallischen, gekühlten Rohrteils 1 sind formschlüssige Verbindungsmittel vorgesehen.
Im konkreten Fall werden diese formschlüssigen Verbindungsmittel durch Schwalbenschwanzführungen
gebildet Dabei gibt es grundsätzlich zwei mögliche Ausführungsformen.
-
Gemäß den Fig. 1 und 2 sind die in Achsrichtung-verlaufenden Nuten
1a in der Mantelfläche des Rohrteils 1 eingearbeitet, z.B. eingefräst, während die
korrespondierenden Federleisten 10a an der inneren Mantelfläche 11 der jeweiligen
Sektoren 10 ausgebildet sind.
-
Bei dieser Ausführungsform verlaufen die Nuten 1a zweckmäßigerweise
kontinuierlich über die gesamte Länge des Rohrteils 1, um auf diese Weise eine Fertigungsvereinfachung
des Rohrteils 1 zu erreichen.
-
Allerdings sind in diesem Fall die Sektoren nur von einem Ende des
Rohrteils 1 her auf diesen aufschiebbar.-Hingegen sind bei der Ausführungsform nach
den Fig. 3 und 4 die Federleisten der Schwalbenschwanzführungen auf der Mantelfläche
des Rohrteils 1 angeordnet und als Federleistenabschnitte- 22 ausgebildet. Diese
sind in ringförmige Gruppen 23 aufgeteilt, die jeweils zumindest einen Ring, bevorzugt
jedoch zwei oder mehrere Ringe aus Sektoren 10 aufnehmen.
-
Die einzelnen Federleistenabschnitte 22 sind mit der Mantelfläche
des Rohrteils 1 zweckmäßigerweise vernietet oder verschraubt, wie durch die Bezugszahl
24 angedeutet worden ist, so daß sie gegebenenfalls lösbar sind.
-
Der axiale Abstand 25 zwischen zwei Gruppen 23 und 23i von Federleistenabschnitten
22 ist nicht größer als die zweifache axiale Höhe der in diesem Bereich anzuordnenden
Sektoren 10. Im Regelfall empfiehlt es sich, daß der axiale Abstand 25 etwas größer
ist als die axiale Höhe der in diesem Bereich anzuordnenden Sektoren 10. Auf diese
Weise können die Sektoren 10 im Bereich dieser Unterbrechungen auf die einzelnen
Federleistenabschnitte 22 aufgeschoben werden, so daß ein Austausch von beschädigten
oder abgenutzten Sektoren im mittleren Bereich des Schutzmantels 5 möglich ist,
ohne sämtliche darunter- bzw. darüberliegenden Sektoren entfernen zu müssen.
-
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, zwischen den ringförmigen Gruppen
von Sektoren in gewissen Abständen einen einstückigen Ring anzuordnen. Ein derartiger
einstückiger Ring ergibt sich aus Fig. 6 und ist insgesamt mit 30 bezeichnet. An
der inneren Mantelfläche 3 eines derartigen Rings 30 sind Nuten 32 ausgearbeitet,
die zu den Nuten 15 der Sektoren 10 korrespondieren bzw. komplementär zu den Federleistenabschnitten
22 sind. Ein derartiger Ring 30 wird zweckmäßigerweise zwischen zwei Gruppen 23'
und 23" von Federleisten 22 angeordnet. Hierzu ist der axiale Abstand 26 zwischen
diesen
beiden Gruppen 23' und 23" der Federleistenabschnitte 22 etwas größer als die axiale
Höhe des Rings 30. Auf diese Weise kann der Ring 30 von einem Ende des Rohrteils
1 her in den Bereich der Unterbrechung 26 geschoben und dort so gedreht werden,
daß die Nuten 32 versetzt zu den Federleistenabschnitten 22 der Gruppe 23" und gegebenenfalls
auch zu denen der Gruppe 23' liegen. Auf diese Weise ist der einstückige Ring 30
in axialer Richtung entweder nach unten oder aber nach beiden Seiten unverschieblich
fixiert. In dem Fall, in dem unter gewissen extremen Bedingungen die unterhalb des
Rings 30 angeordneten Sektoren brechen, werden die oberhalb des Rings 30 liegenden
Sektoren sicher durch den Ring 30 an ihrem Ort gehalten, so daß eine Beschädigung
sowohl des Schutzmantels 5 als auch des Rohrteils 1'auf einem Minimum gehalten wird.
-
Die schon angesprochene gruppenweise Versetzung der Federleisten 22
dient dem gleichen Zweck, da auch hierdurch ein Nachrutschen von obenliegenden Sektoren
beim totalen Bruch von untenliegenden' Sektoren verhindert ist. Aufgrund der angesprochenen
gruppenwei-sen Versetzung der Federleistenabschnitte 22 wird zusätzlich erreicht,
daß auch die Stoßflächen 13 der Sektoren 10 gruppenweise versetzt sind, wodurch
die Festigkeit des Schutzmantels 5 noch erhöht wird.
-
Obwohl schon mit den geschilderten Maßnahmen nicht nur eine satte
Anlage der inneren Mantelfläche 11 der Sektoren 10 an der Mantelfläche des Rohrteils
erreicht wird, sondern auch eine exakte Anlage der Stoßflächen der benachbarten
Sektoren gewährleistet ist, kann die letztgenannte Anlage noch verbessert werden.
Eine derartige Verbesserung ergibt sich aus Fig. 7. Danach weisen die in Umfangsrichtung
liegenden Stoßflächen 13 zweier in einem Ring benachbarter Sektoren 10 eine komplementäre
radiale Abstufung 16 auf. Diese komplementären Abstufungen 16 zweier benachbarter
Sektoren 10 greifen, wie in Fig. 7 dargestellt, ineinander ein. Auf diese Weise
ist selbst dann, wenn ein Spalt zwischen zwei benachbarten Sektoren 10 entsteht,
dieser Spalt durch die Abstufungen 16 abgedeckt, so daß auch in diesem ungünstigen
Fall eine durchgehende Abdeckung und damit ein sicherer Schutz des Rohrteils 1 gewährleistet
sind.
-
Wie Fig. 8 zeigt, können die in Achsrichtung liegenden Stoß- bzw.
Stirnflächen 14 der Sektoren 10 zweier axial benachbarter Ringe mit entsprechenden
radialen komplementären Abstufungen 16a versehen sein, um zwischen diesen Flächen
auch bei größeren Toleranzen eine sichere Abdeckung zu gewährleisten.
-
Es können aber auch ringförmige Abdeckungen zwischen den Stirnflächen
axial benachbarter Sektoren vorgesehen sein, die in entsprechenden Umfangsnuten
in den Stirnflächen der Sektoren eingreifen, um die gewünschte sichere'Abdeckung
von eventuell hier entstehenden Spalten zu gewährleisten.
-
Leerseite