DE3206498A1

DE3206498A1 - Einrichtung zum zusammenfuegen von anodenbloecken und anodenstangen

Info

Publication number: DE3206498A1
Application number: DE19823206498
Authority: DE
Inventors: Erwin 4670 Lünen Collet; Heribert 4712 Werne Loweg
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1982-02-24
Filing date: 1982-02-24
Publication date: 1983-09-01
Also published as: GB2115441A; US4480381A; AU552512B2; FR2522022A1; GB8304873D0; DE3206498C2; AU1172483A; GB2115441B; FR2522022B1; CH655517B

Description

Reg.-Nr. Aktenz.:

Gw 8211 I Köln, den 10.2.1982

bitte angeben

Anm.i Gewerkschaft Elsenhütte Westfalia, 4670 Lüneri

Titel: Einrichtung zum Zusammenfügen von Anodenblöcken und Anodenstangen

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Zusammenfügen von Anodenblöcken und Anodenstangen, mit einem Hubtisch, mit dem die Anodenblöcke von unten gegen die Anodenstangen anhebbar sind, und mit einer oberhalb des Hubtisches angeordneten Zentriervorrichtung zur Ausrichtung der Anodenstangennippel gegenüber den Nippelbohrungen des Anodenblocks.

Bei der elektrolytischen Gewinnung von Aluminium u.dgl. werden bekanntlich aus Kunstkohlekörper bestehende Anodenblöcke verwendet, die an Anodenstangen angebracht werden. Die Anodenstangen weisen zu diesem Zweck mehrere Nippel auf, die in Bohrungen der Anodenblöcke eingeführt und in diesen vergossen werden. Es ist bekannt, die Anodenblöcke auf maschinellem Wege mit den Anodenstangen zusammenzuführen. Dabei werden die an einen Laufkran angehängten Anodenstangen über den Hubtisch gefahren und hier mittels Zentrierbacken gegenüber dem auf dem Hubtisch liegenden Anodenblock ausgerichtet und festgelegt, so daß beim Anheben des Anodenblocks sich die Nippel der Anodenstange in die Nippelbohrungen des AnodenbloGks schieben. Bei dieser bekannten Einrichtung besteht der Nachteil, daß schon geringfügige Schräglagen der Anodenstangen ausreichen, das zielgenaue Einfädeln der Nippel in die Nippelbohrungen des An-

odenblocks unmöglich zu machen. Der automatische Arbeitsablauf ist in diesem Fall gestört, so daß ein manueller Eingriff erforderlich wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der vorgenannten Art so auszubilden, daß das maschinelle Zusammenfügen von Anodenblöcken und Anodenstangen auch bei raschen Taktzeiten störungsfrei selbst dann möglich ist, wenn die Anodenstangen mit ihren Stangenachsen nicht genau parallel zu den Achsen der Nippelbohrungen ausgerichtet sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zentriervorrichtung mit etwa trichtersegmentförmigen Zentrierstücken versehen ist, die mit ihren schmäleren Enden in die Nippelbohrungen des Anodenblocks einführbar sind und beim nachfolgenden Zusammenführen von Anodenstange und Anodenblock die sich in die breiteren Enden der Zentrierstücke einschiebenden Nippel in die Nippelbohrungen einfädeln.

Erfindungsgemäß werden also für das Einfädeln der Nippel in die Nippelbohrungen des Anodenblocks besondere Zentrier stücke verwendet, die etwa die Form eines Trichter- oder KegelstumpfSegmentes haben und die zunächst mit ihrer Schmalseite (Unterseite) in die Nippelbohrungen des Anoden blocks eingeführt werden, bevor die Anodenstange und der Anodenblock relativ zu-einander so bewegt werden, daß sich die Nippel von der Breitseite der Zentrierstücke her in die Nippelbohrungen einschieben. Die Zentrierstücke bewirken durch Anschlag eine Zwangsführung der Nippel beim Einfädelungsvorgang mit dem Ergebnis, daß auch bei nicht genauer Vorzentrierung und bei einer etwaigen Schräglage der Anodenstange gegenüber der Achse der Nippelbohrungen die Nippel zwangsläufig in die Nippelbohrungen hineingleiten.

Vorzugsweise sind die Zentrierstücke an Zentrierhaltern federelastisch angeordnet. Die federelastische Lagerung

der Zentrierstücke ist vorteilhafterweise so ausgebildet, daß die Zentrierstücke durch Federwirkung in die zueinander parallele Mittellage eingestellt werden, andererseits aber beim Einfädelungsvorgang der Nippel axiale Rückstellbewegungen sowie leichte Kippbewegungen gegen die Federrückstellkraft ausführen können. Die federelastische Lagerung der Zentrierstücke gewährleistet, daß sich die Nippel der Anodenstange stets ohne manuelle Unterstützung in die Nippelbohrungen des Anodenblooks einpendeln können,, Damit die Zentrierstücke hierbei nicht aus den Nippelbohrungen herauswandern können, sind sie zweckmäßig mit in die Nippelbohrungen einführbaren axialen Ansätzen, vorzugsweise in Form von ZylinderSegmenten, versehen. Es genügt im allgemeinen, wenn der Segmentwinkel der Zentrierstücke etwa 50° bis 120°, vorzugsweise 60 bis 80° beträgt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die mit den Zentrierstüoken versehenen Zentrierhalter quer zur Hubrichtung des Hubtisches verschwenkbar, so daß sie sich seitlich so weit ausschwenken lassen, daß die aus der Anodenstange und dem Anodenblock bestehende Montageeinheit seitlich aus der erfindungsgemäßen Einrichtung herausgefahren und zu einer Station gebracht werden kann, wo das Vergießen der Nippelbohrungen durchgeführt wird. Vor dem seitlichen Ausschwenken der als Schwenkarme ausgebildeten Zentrierhalter werden diese mittels einer Hubvorrichtung so bewegt, daß die Zentrierstücke bzw, ihre axialen Ansätze aus den Nippelbohrungen herausgelangen.

Vorzugsweise sind die Zentrierstücke mit dem Hubtisch getrieblich so gekoppelt, daß sie nach dem Einführen in die Nippelbohrungen zusammen mit dem Anodenblock gegen die Anodenstange anhebbar sind, um die Nippel der Anodenstange in die Nippelbohrungen des Anodenblocks einzufädeln. Die Zentrierhalter sind dabei zweckmäßig an einem gemeinsamen, in vertikaler Richtung hubbeweglichen Schlitten schwenkbar gelagert, der sich an Vertikalführungen eines Maschinen-

Ständers führt. Dabei läßt sich die Anordnung vorteilhafterweise so treffen, daß der Hubtisch über mindestens ei~ nen Hebearm mit Anschlagpuffer od.dgl. mit dem Schlitten getrieblich gekoppelt ist.

Die Anodenstangen werden zweckmäßig mittels eines Laufkranes in die Einrichtung transportiert und während des Zusammenfügen mit dem Anodenblock an dem Kranseil gehalten. Es empfiehlt sich ferner, oberhalb der Zentriervorrichtung eine Positioniervorrichtung od.dgl. vorzusehen, welche die an dem Kranseil hängende Anodenstange in ihrer Montageposition vorpositioniert. Die Positioniervorrichtung besteht vorteilhafterweise aus einem verstellbaren Seitenanschlag und hiermit verbundenen, z.B. durch einen Druckmittelzylinder betätigten Zentrierbacken.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung schematisch in Seitenansicht;

Fig. 2 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2;

Fig. 4 in größerem Maßstab in Seitenansicht, teilweise im Vertikalschnitt die bei der Einrichtung nach den Fig. 1 bis 3 verwendete Zentriervorrichtung;

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen der beiden Zentrierhalter.

Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung weist einen

Ständer mit vertikalen Stützen 1 auf, die an ihren oberen Enden über einen Kopfträger 2 verbunden sind und die rückseitig über Schrägstützen 3 gegen den Boden abgestützt sind. Auf der den Schrägstützen 3 gegenüberliegenden Seite des Ständers befindet sich ein Hubtisch 4, der mit Auflagerrollen 5 versehen und mittels hydraulischer Hubzylinder od.dgl. heb- und senkbar ist. Fig. 1 zeigt den Hubtisch in der abgesenkten Position,

Oberhalb des Hubtisches ist am Ständer eine Zentriervorrichtung 6 gelagert, die mit etwa trichtersegmentförmigen bzw, kegelstumpfsegmentförmigen Zentrierstücken 7 versehen ist, die an ihren unteren schmaleren Enden axiale Ansätze 8 in Gestalt eines Zylindersegmentes aufweisen. Der Segment winkel X (Fig. 5) der Zentrierstücke 7 beträgt etwa 60 bis 80°.

Bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel sind jeweils zwei ZentrierstUcke 7 der genannten Art an einem gemeinsamen Zentrierhalter 9 angeordnet. Die Zentrierhalter 9 sind als Schwenkarme ausgebildet und in Nähe ihres einen Endes in Gelenken 10 an einem gemeinsamen Schlitten 11 gelagert. Zwischen den Zentrierhaltern 9 und dem Schlitten 11 sind pneumatische Schwenkzylinder 12 gelenkig eingeschaltet, mit welchen sich die Zentrierhalter 9 um die vertikalen Gelenkachsen der Gelenke 10 in Pfeilrichtung S verschwenken lassen (Fig. 3)· Die Zentrierstücke 7 sind an der Unterseite der beiden Zentrierhalter 9 angeordnet und an diesen mittels Federvorrichtungen 13 federelastisch gelagert. Die Federvorrichtungen 13 bestehen gemäß Fig. 4 aus Druckfedern 14, welche vertikale Verbindungsbolzen 15 umschließen und geschützt im Inneren von Faltenbälgen 16 liegen. Die ZentrierstUcke 7 sind demgemäß in Axialrichtung (nach oben) als auch schräg zur Axialrichtung gegen die Rückstellkraft der Federvorrichtungen 13 verstellbar und kippbar an den Zentrierhaltern 9 gelagert. Dabei sind jedem Zentrierstück 7 mehrere Federvorrichtungen 13» hier

insgesamt vier Federvorrichtungen zugeordnet.

Der Schlitten 11 der "beiden Zentrierhalter 9 ist zwischen den Stützen 1 des Ständers in Vertikalrichtung hubbeweglieh geführt. Zu diesem Zweck sind an der Innenseite der beiden Stützen 1 aus Führungsstangen bestehende Vertikalführungen 17 angeordnet, an denen sich der Schlitten 11 mittels Führungsaugen 18 führt (Fig. 2). An dem oberen Kopfträger 2 ist in einem Schwenkzapfenlager 19 ein pneumatischer Hubzylinder 20 gelagert, dessen Kolbenstange 21 im Gelenk 22 an dem Schlitten angreift. Mit Hilfe des Hubzylinders läßt sich der Schlitten 11 mit den Zentrierhaltern 9 von der abgesenkten Position nach Fig. 1 hochfahren.

Der Schlitten 11 ist außerdem mit dem Hubtisch 4 getrieblich gekoppelt. Zu diesem Zweck sind mit dem Hubtisch zwei Hebearme 23 fest verbunden, die an ihren oberen Enden Anschlagpuffer 24 tragen und mit Stützen 25 zusammenwirken, die an der Unterseite des Schlittens 11 befestigt sind.

Oberhalb der Zentriervorrichtung 6 ist gemäß den Fig. 1 und 3 am Ständer eine Positioniervorrichtung 26 vorgesehen. Diese weist einen Seitenanschlag 27 und zwei Zentrierbacken 28 auf, die mittels eines gemeinsamen hydraulischen Schwenk zylinders 30 um vertikale Schwenkachsen 29 verschwenkbar sind. Der Seitenanschlag 27 ist zusammen mit den beiden Zentrierbacken 28 und dem Schwenkzylinder 30 in Pfeilrichtung R (Fig. 3) verstellbar an einem Rahmen 31 gelagert, die Verstellung kann mittels Gewindestangen 32 od.dgl, erfolgen. Dabei kann ein gewisser freier Verstellweg gegeben sein.

In der Zeichnung ist strichpunktiert ein einzelner Anodenblock 33 angedeutet, der aus einem etwa quaderförmigen Kunstkohlekörper besteht und an seiner Oberseite sechs Nippelbohrungen 34 in zwei Reihen zu jeweils drei Bohrungen aufweist. Außerdem ist in der Zeichnung strichpunk-

-A- 10.

tiert eine aus einem Rechteckprofil bestehende Anodenstange 35 angedeutet, die an ihrem unteren Ende sechs Anodennippel 36 trägt.

Zur Montage von Anodenstange 35 und Anodenblock 33 wird letzterer auf der Rollenauflage 5 des Hubtisches 4 durch Seitenbegrenzungen 37 so gegenüber den Zentrierstücken 7 der Zentriervorrichtung 6 ausgerichtet, daß die Anodenbohrungen 34 des Anodenblocks 33 unterhalb der Zentrierstücke 7 liegen. Anschließend wird der Anodenblock 33 mit Hilfe des Hubtisches 4 so weit angehoben, daß sich die axialen Ansätze 8 der Zentrierstücke 7 um einen vorgege-

en

benen Betrag von z.B. 40 mm in die Nippelbohrung/34 schieben. Zuvor ist die Anodenstange 35 mit Hilfe eines (nicht dargestellten) Laufkranes in die obere Positioniervorrichtung 26 gefahren worden, in der sich die Anodenstange gegen den Seitenanschlag 27 legt. Mit Hilfe des Schwenkzylinders 30 sind die Zentrierbacken 28 gegen die Anodenstange 35 geschwenkt, so daß diese zwischen den Zentrierbacken gehalten wird. Sobald die axialen Ansätze 8 der Zentrierstücke 7 um das genannte Maß in die Nippelbohrung 34 eingeführt sind, stößt der Anschlagpuffer 24 der mit dem Hubtisch 4 aufwärtsbewegten Hebearme 23 gegen die unteren Enden der Stützen 25, so daß bei dem weiteren Aufwärtshub des Hubtisches 4 der Schlitten 11 mit den Zentrierhaltern 9 und den Zentrierstücken 7 mitgenommen wird. Dabei schieben sich die Nippel 36 in die sich nach oben erweiternden trichtersegmentförmigen Zentrierstücke 7 hinein und werden von diesen in die Nippelöffnungen 34 des Anodenblocks 33 eingefädelt. Falls die Anodenstange 35 in der Positioniervorrichtung 26 so gehalten ist, daß die Achse der Anodenstange gegenüber der Vertikalen um einen kleinen Winkel geneigt ist, so stoßen die Nippel 36 bei der Aufwärtsbewegung der Zentrierstücke 7 gegen deren nach unten konisch geneigten Flächen, wodurch die Nippel 36, wie in Fig. 4 durch die Pfeile F angegeben, seitlich abgelenkt und in die Nippelbohrungen 34 des Anodenblocks

33 eingefädelt werden. Die Federlagerung 13 der Zentrierstücke 7 gewährleisten die parallele Stellung der Zentrierstücke 7 vor dem Einführen in die Nippelbohrungen 34 und erlaubt außerdem eine Anpassung der Zentrierstücke 7 an die Lage der Nippelbohrungen 34. Während des Einfädeins der Nippel 36 in die Nippelbohrungen 34 bleiben die Zentrierstücke 7 mit den axialen Ansätzen 8 im Eingriff mit den Mppelbohrungen 34. Die Elastizität der Anodenstange 35 und/oder das Bewegungsspiel der Anodenstange innerhalb der Positioniervorrichtung 26 ermöglicht das unbehinderte Einfädeln der Nippel 36 in die Nippelbohrungen bei nicht genauer Ausrichtung der Anodenstange innerhalb der Positioniervorrichtung 26.

Nach dem Einfädeln der Nippel 36 in die Nippelbohrungen des Anodenblocks 33 wird die Zentriervorrichtung 6 mit Hilfe des Hubzylinders 20 so weit angehoben, daß die axialen Ansätze 8 der Zentrierstücke 7 nach oben aus den Nippelbohrungen 34 herauslaufen. Anschließend werden die Zentrierhalter 9 mit Hilfe ihrer Schwenkzylinder 12 in Pfeilrichtung S um mindestens 90° nach außen geschwenkt, so daß der Anodenblock 33 mit der vormontierten Anodenstange 35 gemäß Fig. 3 zur Seite hin aus der Einrichtung herausgefahren werden kann, nachdem die Einspannung in der oberen Positioniervorrichtung 26 gelöst worden ist. Die Montageeinheit wird dann in eine nachgeschaltete Station gebracht, wo die Nippelbohrungen mit flüssigem Metall vergossen werden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Anodenstange 35 sechs Nippel 36 und entsprechend der Anodenblock 33 sechs Nippelbohrungen 34 auf. Selbstverständlich kann die Anzahl der Nippel und Nippelbohrungen auch hiervon abweichen. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind vier Zentrierstücke 7 in Rechteckanordnung vorgesehen. Je nach der Anzahl der Anodennippel und der Anodenbohrungen kann auch eine unterschiedliche Anzahl an Zentrierstücken 7 vor-

gesehen werden· Der Abtransport der aus dem Anodenblock 33 und der Anodenstange 35 bestehenden Montageeinheit aus der Einrichtung kann von dem Hubtisch 4 über eine sich an die
Rollenauflage 5 anschließende Rollenbahn erfolgen,. Zur Aufnahme eines neuen Anodenblocks 33 wird der Hubtisch 4 wieder in die Postion gemäß Fig. 1 abgesenkt.

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Claims

Ansprüche

· Einrichtung zum Zusammenfügen von Anodenblöcken und Anodenstangen, mit einem Hubtisch, mit dem die Anodenblöcke von unten gegen die Anodenstangen anhebbar sind, und mit einer oberhalb des Hubtisches angeordneten Zentriervorrichtung zur Ausrichtung der Anodenstangennippel gegenüber den Nippelbohrungen des Anodenblocks, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung (6) mit etwa trichtersegmentförmi- gen Zentrierstücken (7) versehen ist, die mit ihren schmalen Enden in die Nippelbohrungen (34) des Anodenblocks (33) einführbar sind und beim nachfolgenden Zusammenführen von Anodenstange (35) und Anodenblock (33) die sich in die breiten Enden der Zentrierstücke (7) einschiebenden Nippel (36) in die Nippelbohrungen (34) einfädeln.

2* Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zentrierstücke (7) an Zentrierhaltern (9) federelastisch angeordnet sind.

3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Zentrierhalter (9) quer zur Hubrichtung des Hubtisches (4) verschwenkbar sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Zentrierstücke (7) an ihren unteren Enden axiale Ansätze (8), vorzugsweise in Form von ZylinderSegmenten, aufweisen.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der

Segmentwinkel der Zentrierstücke (7) etwa 50° bis 120°, vorzugsweise 60° bis 80°, beträgt«,

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierstücke (7) mit dem Hubtisch (4) getrieblich so gekoppelt sind, daß sie nach dem Einfahren in die Nippelbohrungen (34) zusammen mit dem Anodenblock (33) gegen die Anodenstange (35) anhebbar sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrierhalter (9) an einem gemeinsamen, in vertikaler Richtung hubbeweglichen Schlitten (11) gelagert sind,

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Schlitten (11) sich an Vertikalführungen (17) eines Maschinenständers führt.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubtisch (4) über mindestens einen Hebearm (23) mit Anschlagpuffer (24) mit dem Schlitten (11) getrieblieh gekoppelt ist.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (11) mittels einer Hubvorrichtung (20) unabhängig von dem Hubtisch (4) heb- und senkbar ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Zentriervorrichtung (6) eine die an einem Laufkran hängende Anodenstange (35) in ihrer Montageposition vorpositionierende Positioniervorrichtung (26) vorgesehen ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniervorrichtung (26) aus einem verstellbaren Seitenanschlag (27) und hiermit verbundenen Zentrierbacken (28) besteht.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub tisch (4) mit die Anodenblöcke (33) tragenden Auflager rollen (5) versehen ist.