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Vorrichtung zur selbsttätigen Nachstellung der Elektroden bei Elektroschmelzöfen
Vorrichtung zur selbsttätigen Nachstellung der Elektroden bei Elektroschmelzöfen
sind unter anderem auch in der Form bekannt geworden, daß durch ein Solenoid ein
Weicheisenkern je nach der Stromstärke mehr oder weniger angezogen wird. Diese Einrichtung
kann praktisch nicht als vollkommen angesprochen werden, da wegen der hohen in Betracht
kommenden Stromstärken große- Leitungsquerschnitte in Frage kommen, die der Ausbildung
des Solenoids, das in Reihe mit den Elektroden geschaltet ist, Schwierigkeiten bringt.
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Der erfindungsgemäße Vorschlag, der dahin geht, daß der z. B. hufeisenförmig
ausgebildete Kern des Elektromagneten in an sich bei anderen Anwendungsgebieten
bekannter Weise um die Stromzuführungsschiene herumgelegt ist und von dem in der
Stromschiene fließenden Strom unmittelbar erregt wird, macht es überflüssig, die
Stromschiene oder Kabel in Windungen zu legen.
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In der Zeichnung sind zwei verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der
Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine Ausführungsform, bei
welcher lediglich ein einziger Magnet in Anwendung ist, während Abb.2 die Verwendung
zweier Magnete in einer besonderen Anordnung darstellt.
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Mit i ist in beiden Abbildungen die mit den Elektroden verbundene
Stromzuführungsschiene bezeichnet, über welche (vgl. hierzu Abb. i) ein hufeisenförmiger,
zweckmäßig lamellierter, als Magnet dienender Eisenstab angeordnet ist. Die Polflächen
3 dieses Magneten sind abgeschrägt und arbeiten mit dem Anker q. zusammen, dessen
obere Seite den Flächen 3 des Magneten entsprechende Schrägflächen 5 aufweist. Diese
Schrägflächen 3 und 5 sind deshalb gewählt, um bei geringstem Luftspalt zwischen
den Flächen 3 und 5 doch einen verhältnismäßig großen Hubweg fürden Magneten q.
zu erreichen. Dieser Magnet q. ist an einer Stange 6 angeordnet, die den Steuerkolben
7 einer hydraulischen Einstellvorrichtung für die Elektroden trägt. Entgegen der
bei Stromfluß durch die Stromschiene i entstehenden magnetischen Anziehungskraft
im Magneten 2 sucht die andeutungsweise wiedergegebene Feder 8 den Steuerkolben
nach unten zu ziehen. Der Steuerkolben 7 steuert vermittels der beiden Einschnürungen
g und io die von und zum hydraulischen Stellzylinder'führenden Kanäle ii und i2.
In der in Abb. i@dargestellten Lage des Kolbens sind die beiden Kanäle ii und 12
abgesperrt. Dies entspricht dem ordnungsgemäßen Zustand des Scbmelzbetriebes, bei
dem der elektrische Strom die gewünschte Höhe hat.
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Übersteigt aus irgendwelchen Gründen der Betriebsstrom die festgesetzte
Höhe, so tritt naturgemäß auch eine Verstärkung der von dem Magneten 2 ausgehenden
magnetischen Einwirkung auf den Anker q: ein, so daß dieser angezogen und gehoben
wird. Damit wird das Preßwasser über die Einschnürung g zu dem Kanal i2 freigegeben,
so daß unter der Einwirkung des dem Stehzylinder zufließenden Druckwassers die Elektroden
so weit angehoben werden, bis
der sich dadurch ergebende Widerstand
die Stromstärke auf die festgesetzte Höhe sinken läßt. Sobald dieser Zustand erreicht
ist, läßt auch die magnetische Kraft des Magneten?, nach, so daß der Kolben 7 unter
der Einwirkung der Feder 8 wieder in die dargestellte Lage zurücksinkt.
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Sinkt dagegen die Stromstärke unter den festgesetzten Wert durch Vergrößerung
des Widerstandes im Ofen, so läßt auch die magnetische Kraftwirkung des Magneten
2 nach, so daß der Steuerkolben 7 sinkt und so den Druckwassereinfluß durch den
Kanal ii über die Kolbeneinschnürung io freigibt. Durch diesen Druck wasserablaß
findet auch eine Senkung der Elektrode und damit ein Wiederansteigen der Betriebsstromstärke
statt, so daß die hiernach eintretende Verstärkung der magnetischen Einwirküng des
Magneten 2 auf den Anker 4 diesen bis zu der dargestellten Lage hochhebt und dadurch
den Wasserabfluß vom Stehzylinder unterbindet.
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Eine andere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung ist in Abb. 2 dargestellt.
Hier ist sowohl für das Unterschreiten der gewollten Stromstärke als auch für das
Überschreiten derselben je ein besonderer Magnet 13 und 14 vorgesehen, die senkrecht
zur Stromschiene i beweglich an- I geordnet sind.
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Während des Schmelzbetriebes werden die beiden Magnete 13 und
14 unter Vermittlung des um 16 drehbaren Doppelhebels 15 durch eine in der Abbildung
nicht gezeichnete Vorrichtung ständig auf und ab bewegt, wobei die Verhältnisse
so gewählt sind, daß die Magnete 13 und i4 jeweils bei Erreichung der unteren Hubgrenze
mit den zugehörigen Ankern 17 und i8 in Berührung kommen, die unter Einwirkung der
Federn 24 bzw. 23 auf den Ventilsitz bzw. der Unterlage 25 aufruhen. Die Federn
23 und 24 werden so gespannt, daß bei der gewünschten Stromstärke die Zugkraft des
Magneten 13 nicht ausreicht, um den Anker 17 anzuheben, wohl aber die Zugkraft des
Magneten 14 genügt, um den Anker 18 anzuheben. Der Anker 17 steht mit dem Ventilkörper
ig in Verbindung, so daß dieser im normalen Betrieb in Ruhe bleibt und keine Einwirkung
auf den hydraulischen Stellzylinder auslöst. Der Magnet 13 und der Anker 18 stehen
gelenkig vermittels eines Hebels 2o miteinander in Verbindung. Dieser Hebel seinerseits
trägt den Ventilkörper 2i, der infolge der getroffenen Konstruktionen ebenfalls
während des normalen Betriebes in Ruhe bleibt, da der Anker 18 mit dem Magneten
14 auf und ab geht und sich der Hebel 2o lediglich um den Bolzen 22 hin und her
bewegt. Die Hinundherbewegung der beiden Magnete 13 und 14 ist deshalb so getroffen,
um den Luftwiderstand, den die magnetische Kraft zu überwinden hat, für das Ansprechen
der Einrichtung wirkungslos zu halten. Die Wirkungsweise gestaltet sich folgendermaßen.
Sobald der Betriebsstrom die gewollte Stärke überschreitet, nimmt der das Eisenstück
17 berührende Magnet 13 den Eisenteil 17 mit in Bewegung und erteilt dadurch auch
dem Ventilkörper ig eine Aufundabbewegung, wodurch das Preßwasser ruckweise in Richtung
der angedeuteten Pfeillinie auf den Stehzylinder für die Elektrode zur Einwirkung
kommt und diese so lange anhebt, bis der sich vergrößernde Widerstand den Strom,
der die Schiene i durchfließt, auf die gewollte Höhe verringert hat. In diesem Augenblick
reicht die magnetische Kraftwirkung des Magneten 13 nicht mehr aus, um den Magneten
17 mit dem daran hängenden Gestänge entgegen der Feder 24 anzuheben, so daß der
Ventilkörper ig auf seinen Sitz zurücksinkt.
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Während des erläuterten Reguliervorganges bleibt, wieohne weiteresersichtlich,
dasVentil 21 in Ruhe; in Bewegung kommt dasselbe erst dann, wenn bei Unterschreiten
der festgesetzten Betriebsstromstärke der Teil 18 sich vom Magneten 14 unter der
Einwirkung seines Gewichts und auch der angedeuteten Feder 23 löst. In diesem Falle
schwingt der Hebel 2o nach unten und bringt das Ventil ei in Offenstellung, so daß
das Druckwasser vom Stehzylinder in der dargestellten Pfeillinienrichtung abfließen
kann. Dieser Abfluß hält, ebenso wie bei der Ausführung nach Abb. i, so lange an,
bis die Stromstärke die gewollte Höhe erreicht hat. Hierdurch wird die elektromagnetische
Einwirkung des Magneten 14 auf den Anker 18 erhöht, so daß dieser von ersterem wieder
mitgenommen wird und die fortgesetzte Aufundniederbewegung ausführt.
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Die Erfindung ist nicht an das dargestellte Ausführungsbeispiel der
hydraulischen Reguliervorrichtung gebunden, beispielsweise können auch an Stelle
der hydraulischen Reguliereinrichtung elektrische treten. Andererseits ist es für
die Erfindung belanglos, ob an Stelle der Federbelastung verstellbare Gewichtsbelastung
tritt. Die Erfindung wird ganz allgemein in der Verwendung von über die Stromzuleitung
der Elektroden gelegten Magneten als treibende Kraft für die Steuerungseinrichtung
gesehen.