DE3605608A1 - Verfahren und einrichtung zum anbringen von kragen aus aluminiumblech od.dgl. an den aus anodenbloecken herausragenden nippeln von anodenstangen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen von Kra­ gen aus Aluminiumblech od.dgl. an den aus Anodenblöcken her­ ausragenden Nippeln von Anodenstangen. Ferner ist die Erfin­ dung auf eine für die Verfahrensdurchführung geeignete Ein­ richtung gerichtet.

Die bei der Schmelzflußelektrolyse zur Aluminiumgewinnung verwendeten Kohlenanoden werden bekanntlich an Anodenstangen angeordnet, die einen sogenannten System mit Nippeln aufwei­ sen. Die Nippel fassen in Nippellöcher des Anodenblocks und sind in diesen z.B. durch Vergießen oder auf sonstige Weise festgelegt (EP-OS 0 150 680). Die aus den Nippellöchern herausragenden Nippelenden müssen gegen Korrosion und Ab­ brand geschützt werden. Zu diesem Zweck legt man um die Nip­ pel einen Blechstreifen aus Aluminium, der zu einem Kragen gebogen und mittels eines Hakenverschlusses geschlossen wird. Anschließend wird der Raum zwischen Schutzkragen und Nippel mit einer Granulatmasse gefüllt. Im Einsatz schmilzt der Aluminiumkragen mehr oder weniger rasch fort, so daß das zu einer dichten Schutzmasse gesinterte Granulat den Nippelschutz bewirkt.

Das Anlegen der Kragen erfolgt in der Praxis regelmäßig von Hand. Gleiches gilt für das Einfüllen des Granulats, obwohl für diesen Zweck bereits eine maschinelle Füllvorrichtung im Stand der Technik vorgeschlagen worden ist (EP-OS 0 121 954).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrich­ tung zu schaffen, mit dem bzw. der sich das Anlegen der Kra­ gen an die Nippel der Anodenstangen auf maschinellem Wege in wirtschaftlicher und zuverlässiger Weise bewerkstelligen läßt, so daß die bisher erforderliche zeitaufwendige, umständliche und wegen der Entgasung des Granulats auch unangenehme oder sogar gesundheitsschädliche Handarbeit in Fortfall kommen kann.

Diese Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß im automatischen Betrieb von einem Blechcoil ge­ arbeitet wird, wobei von dem Blechcoil abgetrennte Blechstrei­ fen zu Kragenformlingen gebogen werden, die anschließend um die Nippel der Anodenstangen gelegt und dann zu dem fertigen Kragen geschlossen werden.

Mit dieser Verfahrensweise ist es möglich, die Kragen auf ma­ schinellem Wege von einem Leichtmetall-Blechcoil zu fertigen und um die Nippel der Anodenstangen zu legen, was sich bei Vermeidung der bisher erforderlichen Handarbeit und der hier­ durch bedingten hohen Betriebskosten in rascher Taktfolge und daher mit hohen Durchsatzleistungen bewerkstelligen läßt. Bei dieser Verfahrensweise erfolgt das Herstellen und Anlegen der Kragen in zwei aufeinanderfolgenden Stufen, wobei zunächst die Kragenformlinge aus den Blechstreifen gebogen und dann die Formlinge in ihre Position am Nippel gebracht, zu dem Ring geschlossen und in dieser Form fixiert werden. Vorzugs­ weise wird hierbei so gearbeitet, daß sich die Kragenform­ linge, wenn sie zu dem Kragen geschlossen werden, mit ihren Schenkelenden überlappen, wobei sie an diesen sich überlap­ penden Schenkelenden aneinander fixiert werden. Dies kann in einfacher Weise mittels eines Tackers, statt dessen aber auch mit Hilfe anderer Heftvorrichtungen, wie z.B. Nietvorrichtun­ gen, Punktschweißvorrichtungen, Klebvorrichtungen od.dgl., erfolgen. Eine besonders einfache und zweckmäßige Arbeitsweise ergibt sich, wenn die Blechstreifen in der Biegevorrichtung zu etwa ringförmigen Formlingen mit sich überlappenden Enden gebogen werden, die dann mittels eines Greifers od.dgl. ela­ stisch zu einem etwa U-förmigen Gebilde aufgeweitet, in die­ ser Form auf die Nippel aufgesteckt und dann zu dem fertigen Kragen geschlossen werden. Der Greifer kann in diesem Fall zugleich zum Transport und zur Positionierung der Formlinge verwendet werden.

Insbesondere für die Durchführung des vorgenannten Verfah­ rens nach der Erfindung kann mit Vorteil eine Einrichtung der im Anspruch 4 genannten Art verwendet werden. Bei dieser Einrichtung werden das Biegen der vom Coil abgetrennten Blechstreifen zu den Kragenformlingen und das Aufbringen der Kragen auf die Nippel vorzugsweise in aufeinanderfolgenden Vorgängen an gesonderten Arbeitsstationen der Einrichtung durchgeführt, obwohl beide Vorgänge gegebenenfalls auch ver­ einigt an der Kragen-Anlegestation durchgeführt werden kön­ nen. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Biegevor­ richtung zweckmäßig stationär im Maschinenrahmen angeordnet, wobei eine die Kragenformlinge von der Biegestation zu der Kragen-Umlegestation befördernde Transfereinrichtung vorge­ sehen ist. Die Zuführung der vom Coil abgetrennten Blech­ streifen zu der Biegevorrichtung erfolgt vorteilhafterweise mittels eines Antriebsrollensatzes, der in Ablaufrichtung des Metallblechs vom Coil hinter der Schneideinheit angeord­ net werden kann. Ferner ist eine die Anodenstangen mit den Anodenblöcken in Aufeinanderfolge durch die Kragen-Umlege­ station befördernde Fördervorrichtung vorgesehen, vorzugs­ weise in Gestalt einer Rollenbahn od.dgl.

Die vorgenannte Transfereinrichtung weist zweckmäßig gegen­ einander bewegliche Greiferbacken mit Fingern auf, so daß sich die Formlinge zu etwa U-förmigen Gebilden aufweiten und auf die Nippel aufbringen lassen. Ferner empfiehlt es sich, zur Fixierung des Kragens in der Ringform eine Heftvorrich­ tung vorzusehen, für die ein einfacher Tacker oder eine son­ stige Vorrichtung der obengenannten Art Verwendung finden kann, mit der sich die überlappenden Blechenden gegeneinander fixieren lassen.

Die Transfereinrichtung besteht zweckmäßig aus einem im Ma­ schinenrahmen oberhalb der Biegevorrichtung geführten Schlit­ ten mit Schlittenantrieb, der den mittels einer Hubvorrich­ tung heb- und senkbaren Greifer trägt. Dabei wird die Anord­ nung bevorzugt so getroffen, daß der Schlitten quer zur Trans­ portrichtung der die Anodenstangen mit den Anodenblöcken be­ fördernden Fördervorrichtung zwischen der Biegestation und der Kragen-Umlegestation hin- und herbeweglich ist.

Die Befüllung des Zwischenraums zwischen Kragen und Nippel kann in einer nachfolgenden Fülleinrichtung erfolgen. Es be­ steht aber auch die Möglichkeit, im Transportweg der Förder­ vorrichtung an der Kragen-Umlegestation oder hinter dieser eine Fülleinrichtung anzuordnen.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher er­ läutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Einrichtung in einer Draufsicht;

Fig. 2 die Einrichtung nach Fig. 1 in einer Sei­ tenansicht in Richtung des Pfeiles II der Fig. 1;

Fig. 3 die Einrichtung nach den Fig. 1 und 2 in einer Vorderansicht in Richtung des Pfei­ les III der Fig. 1.

Die dargestellte Einrichtung umfaßt im wesentlichen einen Haspel 1 für die Aufnahme eines Aluminiumblechcoils 2, eine Schneideinheit 3 zum Abschneiden von Blechstreifen vorbe­ stimmter Länge vom Coil, eine Biegevorrichtung 4 mit Biege­ schablone 5 und Antrieb 6 zum Biegen der abgetrennten Blech­ streifen zu einem etwa ringförmigen, in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten Blechformling 7′, eine Transfervorrichtung 8 zum Transport der etwa ringförmigen Formlinge 7′ von der Biege­ station A der stationär angeordneten Biegevorrichtung 4 zu einer Kragen-Umlegestation B, sowie eine Schließvorrichtung 9 zum Schließen der Formlinge 7′ in der in Fig. 1 mit 7′′ ange­ deuteten Ringform, in der der Formling einen der betreffenden Anodenstangen-Nippel in Form eines Kragens umschließt.

Sämtliche vorgenannten Vorrichtungsteile sind zweckmäßig in einem gemeinsamen Maschinenrahmen 10 zusammengefaßt. In Fig. 1 ist der Maschinenrahmen 10 aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung nur teilweise dargestellt.

Die mit den Schutzkragen zu versehenden Anodenstangen 11 mit den hieran angeordneten Anodenblöcken 12 werden in aufrechter Lage mit Hilfe einer als Rollenbahn od.dgl. ausgebildeten Fördervorrichtung 13 (Fig. 2) in Pfeilrichtung 14 (Fig. 1) durch die Kragen-Umlegestation B in Aufeinanderfolge hindurch­ transportiert. Die Fördervorrichtung 13 ist in Fig. 2 nur schematisch angedeutet, in den Fig. 1 und 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit fortgelassen.

Die Anodenstangen 11 tragen an ihrem unteren Ende in bekann­ ter Weise einen sogenannten Spaten 15 (Fig. 2 und 3), der mit mehreren parallelen Nippeln, hier drei Nippeln 16, versehen ist, die in Nippellöcher des Anodenblocks 12 einfassen und in diesen z.B. durch Vergießen mit Gußmetall festgelegt sind, wie dies bekannt ist. Die oben aus den Nippelöffnungen des Anodenblocks 12 herausragenden Teile der Nippel 16 müssen ge­ gen Korrosion geschützt werden, was in bekannter Weise da­ durch erfolgt, daß um diese Teile der Nippel 16 Kragen 7′′ mit Abstand gelegt werden, worauf die ringförmigen Zwischen­ räume zwischen den Nippeln und den Kragen mit einer granulat­ artigen Masse gefüllt werden, die im Betrieb unter der Hitze­ einwirkung schmilzt und zu einer geschlossenen Schutzmasse sintert.

Gemäß den Fig. 2 und 3 ist unterhalb des Haspels 1 im Maschi­ nenrahmen 10 der Haspelantrieb 17 gelagert, mit dessen Hilfe das Aluminiumband 7 vom Coil 2 abgewickelt wird. Das ablau­ fende Aluminiumband 7 wird gemäß Fig. 1 von Führungsrollen 18 geführt. Es durchläuft eine mit Richtwalzen versehene Richt­ einheit 19 und wird hinter dieser von der Schneideinheit 3 quer durchtrennt. Die Schneideinheit 3 trennt von dem Metall­ band 7 einzelne Metallstreifen von einer vorbestimmten Länge ab, aus denen die einzelnen Kragen 7′′ geformt werden. Zwi­ schen der Schneideinheit 3 und der Biegevorrichtung 4 ist ein Antriebsrollensatz 20 angeordnet, der das Metallband 7 durch die Vorrichtungen 3 und 19 zieht und die abgetrennten Metall­ streifen der Biegestation A zuführt. Im Bereich zwischen der Richteinheit 19 und der Biegestation A wird das Metallband 7 im Spalt zwischen zwei dicht übereinanderliegenden Führungs­ blechen 21 geführt, die im Schneidbereich der Schneideinheit 3 für den Messerdurchgang eine Unterbrechung aufweisen.

Für die Biegevorrichtung 4 können bekannte Vorrichtungen zum Biegen von Metallstreifen in die U-Form verwendet werden. Da solche Biegevorrichtungen allgemein bekannt sind, kann sich eine nähere Beschreibung erübrigen. Die Biegevorrichtung 4 ist so im Maschinenrahmen 10 angeordnet, daß die mit Hilfe der Schneideinheit 3 von dem Metallband 7 abgetrennten Me­ tallstreifen zu den etwa ringförmigen, offenen Formlingen 7′ gebogen werden, deren Enden sich überlappen, wobei die Über­ lappungsstelle in Richtung auf die Kragen-Umlegestation B weist (Fig. 1). Mittels einer Positioniereinheit 22 läßt sich die Biegevorrichtung 4 im Maschinenrahmen 10 genau ausrich­ ten.

Die obengenannte Transfereinrichtung 8 umfaßt einen Schlit­ ten 23, der sich mittels Führungsorgane 24 an Schlittenfüh­ rungen 25 führt, die oberhalb der gemeinsamen Ebene der Bie­ gevorrichtung 4, der Schneideinheit 3 und des Blechcoils 2 im Maschinenrahmen 10 angeordnet sind. Der Schlitten 23 ist demgemäß rechtwinklig zur Transportrichtung 14 der Anoden­ stangen 11 zwischen den beiden Stationen A und B hin- und herbeweglich. Als Schlittenantrieb wird zweckmäßig mindestens ein Druckmittelzylinder 26 vorgesehen. Der Schlitten 23 trägt einen Greifer 27, der an der Unterseite des Schlittens 23 mittels Hubvorrichtungen 28 heb- und senkbar gelagert ist. Die Hubvorrichtungen 28 können ebenfalls aus druckmittel­ betätigten Schubkolbengetrieben bestehen. Es empfiehlt sich, den Greifer 27 zugleich in Vertikalführungen des Schlittens zu führen.

Die obengenannte Schließvorrichtung 9 bildet mit dem Greifer 27 eine Baueinheit. Dieser weist zwei gegeneinander bewegli­ che Schließbacken 29 und 30 auf, die zugleich die Greifer­ backen bilden und mittels eines Schwenkantriebs 32 um verti­ kale Schwenkachsen 31 zangenartig gegenläufig zueinander schwenkbar sind. Jede Greiferbacke 29, 30 weist einen an ihr schwenkbar angeordneten Finger 36 auf.

An der Kragen-Umlegestation B ist als Teil der Schließvor­ richtung 9 eine Heftvorrichtung 33 mittels einer Justiervor­ richtung 34 einstellbar am Maschinenrahmen 10 gelagert, mit deren Hilfe die die Nippel 16 umschließenden Kragen 7′′ an ih­ ren sich überlappenden Rändern miteinander fixiert werden. Die Heftvorrichtung 33 befindet sich auf der dem Schlitten 23 gegenüberliegenden Seite der Anodenstangen-Förderbahn.

Die gesamte vorstehend beschriebene Einrichtung kann automa­ tisch arbeiten. Zu Beginn wird von dem Blechcoil 2 das Alu­ miniumband 7 so weit abgewickelt, daß es mit seinem Ende in den Transportrollensatz 20 eingeführt werden kann. Im Betrieb werden dann von dem vom Haspel 1 abgewickelten Blechband 7 mittels der Schneideinheit 3 die einzelnen Blechstreifen in vorbestimmter Taktfolge abgetrennt, die Blechstreifen an­ schließend der Biegevorrichtung 4 zugeführt, hier zu den Formlingen 7′ gemäß Fig. 1 gebogen und dann mit Hilfe der Transfervorrichtung 8 von der Biegestation A zu der Kragen- Umlegestation B transportiert. Zu diesem Zweck fährt der Schlitten 23 zur Biegestation A, worauf mit Hilfe der Hub­ vorrichtungen 28 der Greifer 27 bis zur Biegevorrichtung ab­ gesenkt wird, so daß er mit seinen Greiferbacken 29 und 30 und den Fingern 36 den Formling 7′ erfaßt. Anschließend wird der Greifer 27 mit dem Formling 7′ angehoben und der Schlit­ ten in Richtung auf die Kragen-Umlegestation B, d.h. in die Position gemäß Fig. 1 gefahren, wo der Greifer wieder mit seiner Hubvorrichtung abgesenkt wird. Fig. 1 läßt erkennen, daß die von kleinen Fingerantrieben betätigten Finger 36 in den etwa ringförmigen Formling 7′ einfassen, wobei dieser zu beiden Seiten seiner sich überlappenden Enden zwischen den von den Fingern 36 und den Backenenden gebildeten zangenarti­ gen Teilen gehalten wird. Damit ist es möglich, durch Aus­ schwenken der Greiferbacken 29, 30 um ihre Schwenkachsen 31 den Formling 7′ zu einem etwa U-förmigen Gebilde elastisch aufzuweiten, welches in dieser Form von der Seite her über den betreffenden Nippel 16 geschoben wird, der mit Hilfe der Fördervorrichtung 13 genau gegenüber dem Greifer ausgerich­ tet ist. Wird der Formling 7′ dann von dem Greifer freigege­ ben, so schließt sich der Formling unter seiner elastischen Rückstellkraft zu dem geschlossenen Kragen 7′′, dessen Enden sich etwas überlappen. An diesen sich überlappenden Enden wird der Formling unter Fertigstellung des Kragens 7′′ mit Hilfe der Heftvorrichtung 33 fixiert. Die Heftvorrichtung 33 weist vorzugsweise einen Tacker 35 auf, der die sich über­ lappenden Blechenden verstiftet. Anstelle eines Tackers 35 können aber auch andere Heftvorrichtungen der genannten Art vorgesehen werden. Der Greifer 27 wird bei geöffneten Grei­ ferbacken 29, 30 anschließend wieder hochgefahren, worauf der Schlitten 23 zur Biegestation A zurückläuft, um hier einen neuen Formling 7′ zu übernehmen. Währenddessen wird die Ano­ denstange 11 mit dem Anodenblock 12 mit Hilfe der Fördervor­ richtung 13 vorgefahren, bis der nächste Nippel 16 in der Kragen-Umlegestation B liegt. Die Bestückung dieses Nippels mit dem Kragen 7′′ erfolgt dann in gleicher Weise. Durch Ab­ stimmung der Arbeitsbewegungen der verschiedenen Vorrichtun­ gen kann die gesamte Einrichtung automatisch betrieben wer­ den.

Abweichend von dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Aus­ führungsbeispiel kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß mit Hilfe der Biegevorrichtung 4 zunächst etwa U-förmige Formlinge 7′ hergestellt werden, die dann in der beschriebe­ nen Weise auf die Nippel 16 aufgebracht und dann um die Nippel herum geschlossen und in der Ringform fixiert werden. In die­ sem Fall kann das Schließen des U-förmigen Formlings zu dem ringförmigen Kragen gegebenenfalls auch durch den Greifer selbst erfolgen.

Claims (17)

1. Verfahren zum Anbringen von Kragen aus Aluminiumblech od.dgl. an den aus Anodenblöcken herausragenden Nippeln von Anodenstangen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im automatischen Betrieb von einem Blechcoil (2) gearbeitet wird, wobei von dem Blechcoil (2) abgetrennte Blechstreifen zu Kragenform­ lingen (7′) gebogen werden, die anschließend um die Nippel (16) der Anodenstangen (11) gelegt und dann zu dem fertigen Kragen (7′′) geschlossen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die zu den Kragen geschlossenen Formlinge (7′) an ihren sich überlappenden Schenkeln, z.B. mittels eines Tackers, fixiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zu der Ringform gebogenen Kragenformlinge (7′) nach dem Biegevorgang elastisch in etwa die U-Form aufgeweitet, auf die Nippel (16) aufgebracht und dann zu dem Kragen geschlossen wer­ den.

4. Einrichtung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, ge­ kennzeichnet durch folgende Merkmale:

• - einen Coil-Haspel (1);
• - eine Schneideinheit (3) zum Abschneiden von Blechstreifen vorbestimmter Länge von dem vom Coil (2) ablaufenden Metall­ band (7);
• - eine Biegevorrichtung (4) zum Biegen der Blechstreifen zu Kragenformlingen (7′);
• - eine die Formlinge (7′) um die Nippel (16) herum zu dem geschlossenen Kragen (7′′) schließende Schließvorrichtung (9).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in Ablaufrichtung des Metallblechs (7) vom Coil (1) hinter der Schneideinheit (3) ein die abgetrennten Blechstreifen der Biegevorrich­ tung (4) zuführender Antriebsrollensatz (20) angeordnet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegevorrichtung (4) stationär im Maschinenrahmen (10) angeordnet ist und daß eine die etwa U-förmigen Formlinge (7′) von der Bie­ gestation (A) zu der Kragen-Umlegestation (B) befördernde Transfereinrichtung (8) vorgesehen ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, ge­ kennzeichnet durch eine die Anoden­ stangen (11) mit den Anodenblöcken (12) in Aufeinander­ folge durch die Kragen-Umlegestation (B) befördernde, vorzugsweise von einer Rollenbahn od.dgl. gebildete Fördervorrichtung (13).

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schließvorrichtung (9) eine die Kragen (7′′) an ihren sich überlappenden Enden fixierende Heftvorrichtung (33) aufweist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Heftvorrichtung (33) aus einem Tacker (35) od.dgl. besteht.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Transfereinrichtung (8) mit einem Greifer (27) versehen ist, der gegeneinander bewegbare Greiferbacken (29, 30) aufweist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Greiferbacken (29, 30) mit beweglichen Fingern (C 36) versehen sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Transfereinrichtung (8) einen im Maschinenrahmen (10) oberhalb der Biegevorrichtung (4) geführten Schlitten (23) mit Schlittenantrieb (26) aufweist, der den mittels einer Hubvorrichtung (28) heb- und senkbaren Greifer (27) trägt.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schlitten (23) quer zur Transportrichtung (Pfeil 14) der Fördervorrichtung (13) zwischen Biegestation (A) und Kragen-Umlegestation (B) hin- und herbeweglich ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, da­ durch gekennzeichnet, daß die Heft­ vorrichtung (33) auf der dem Schlitten (23) gegenüber­ liegenden Seite der Anodenstangen-Förderbahn angeordnet ist.

15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 14, da­ durch gekennzeichnet, daß die Bie­ gevorrichtung (4) so im Maschinenrahmen (10) orientiert ist, daß die in ihr gebogenen Formlinge (7′) mit ihrer Profilöffnung in Richtung auf die Kragen-Umlegestation (B) weisen.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß der Schneideinheit (3) eine Blechrichteinheit (19) mit Richtwalzen vorgeschaltet ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß im Transportweg der Fördervorrichtung (13) an der Kragen- Umlegestation (B) oder hinter dieser eine Einrichtung zur Füllung der Zwischenräume zwischen Kragen (7′′) und Nippel (16) angeordnet ist.