DE600045C - Elektromechanische Sicherheitseinrichtung gegen Elektrodenbruch - Google Patents

Description

Es ist bereits bekannt, den Elektrodenvorschub bei Lichtbogenöfen von Hand oder automatisch in Abhängigkeit vom Elektrodenstrpm zu steuern.

Unter Handregelung versteht man in diesem Falle eine Betätigung des Elektrodenmotors mittels Steuerschützen und Druckknöpfen. Für jede Elektrode sind für Abwärts- und Aufwärtsfahrt je ein Schütz und je ein Druckknopf

to vorgesehen. Der Ofenschmelzer beobachtet die den Elektrodenstrom anzeigenden Instrumente und schaltet je nachdem, ob der vStrom zu hoch oder zu niedrig ist, durch Drücken des entsprechenden Knopfes das Steuerschütz für die Auf- und Abwärtsfahrt ein. Eines der beiden für jeden Motor erforderlichen Steuerschütze ist so an den Motor geschaltet, daß die Drehrichtung umgekehrt wird. Die automatische Regelung arbeitet nach dem gleichen Prinzip, nur daß an die Stelle der Druckknöpfe und des Ofenschmelzers ein selbsttätiger, in Abhängigkeit vom Elektrodenstrom arbeitender Kontaktapparat tritt.
Bei Lichtbogenöfen, die mit festem Einsatz arbeiten, tritt nun zu Anfang des Schmelzens ein Auffahren der einen oder anderen Elektrode auf den festen Einsatz ein. Die Ursache hierfür ist die geringe Leitfähigkeit des Einsatzmaterials, welches zusammenhanglos in dem Herdraum des Ofens Aufnahme findet. Da im allgemeinen der Elektrodenantrieb ein im wesentlichen starres System darstellt, besteht die Gefahr, daß die Elektrode immer tiefer in das feste Schmelzgut hineingesteuert wird und schließlich zerbricht. Es ist deshalb vorgeschlagen worden, mit dem Elektrodenhalter durch eine Übertragung einen Umschalter für die Drehrichtung der den Nachschub der Elektroden regelnden Motoren derart zu verbinden, daß dieser bei Anschlag der Elektrode an das Schmelzgut in die andere Schaltstellung zur Umkehrung der Elektrodenbewegung umgelegt wird. Bei dieser bekannten Anordnung erfährt der Elektrodenarm unter der Wirkung des Gewichtes der Elektrode eine elastische Durch- +5 biegung, die beim Aufstoßen der Elektrode auf das Schmelzgut aufgehoben wird. Es entsteht eine Durchbiegung des Elektrodenarmes im entgegengesetzten Sinne, durch die mittels der erwähnten Hebelübersetzung der Umschalter betätigt wird. Die Regelung bzw. das Nachfahren der Elektroden kann nun solange nicht erfolgen, bis das feste Gut bei geringer Leistung weggeschmolzen ist und durch das Nachsinken des Elektrodentragarmes mit der Elektrode der Schalter wieder eingeschaltet wird. Sofort ist alsdann die Hand- oder die selbsttätige Elektrodensteuerung wieder wirksam und es wird, falls der Strom noch zu niedrig ist, die Elektrode weiter abwärts gefahren.

Ist dagegen in diesem Augenblick der Strom zu hoch, so erfolgt sofort ein Hochfahren der Elektroden.

Tritt der Fall ein, daß beim Aufsitzen der Elektrode überhaupt kein Stromdurchgang besteht, so bleibt die gefährdete Elektrode mit geöffnetem Sicherheitsschalter so lange stehen,

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bis eine andere Elektrode einen Stromdurchgang herstellt. Ist dieser niedriger, als der eingestellte Stromwert, so wird die Elektrode vorläufig nicht nachgefahren, weil der Sicherheitsschalter ja noch geöffnet ist. Es ist erst notwendig, daß die zweite Elektrode sich weiter einschmilzt, bis der Schalter der ersten durch Nachsinken des Elektrodenträgarmes geschlossen wird. Beim Nachsinken der Elektrode ίο bewirkt natürlich bei steigender Stromstärke die Regeleinrichtung ein absatzweises Hochfahren der Elektroden. Der normale Betriebzustand ist sodann wieder hergestellt, und der Sicherheitsschalter ist wieder arbeitsbereit. Bei der bekannten Einrichtung ist nun die Steuerung des Sicherheitsschalters sehr kompliziert. Um die waagerechte Bewegung des Elektrodenarmes auf dem Umschalter zu übertragen, müssen zwischen dem an festen Teilen der Anlage angeordneten Schalter und dem seinen Ort verändernden Elektrodenarm mehrere Hebelübersetzungen vorgesehen werden. Die Stellung der Elektrode hat insofern ebenfalls Einfluß auf die Wirkungsweise des Umschalters, als bei hochgezogener Elektrode der Neigungswinkel zum Steuern des Schalters größer ist als bei der tiefsten Stellung der Elektrode.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Sicherheitsschalter zur Verhinderung des Zerbrechens der Elektroden, bei dem alle erwähnten Nachteile der bekannten Elektrodensteuerungen nicht vorhanden sind. Die Erfindung besteht darin, daß bei Einrichtungen der letzt beschriebenen Art der Sicherheitsschalter am Elektrodentragarm selbst angebracht ist. Hierdurch wird die Schaltbetätigung vollkommen unabhängig von der Höhe per Elektrodenstellung. Die Bewegung der Elektroden wird durch einen einfachen Hebel sofort auf den Umschalter übertragen. Im Gegensatz zu den bekannten Ausführungen ist bei der vorliegenden Einrichtung keine besondere Konstruktion der Elektrodenständer notwendig. Sie ist bei jeder Art von Elektrodenhaltern anzuwenden.
In Abb. ι und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der geschilderten Sicherungsvorrichtung dargestellt.

Der Sicherheitsschalter α ist in nächster Nähe des Elektrodenantriebs c¹ an dem Elektrodentragarm b angebracht. Der lange Hebelarm b des Elektrodenträgers trägt die Elektrode d. Der Schalter α schließt mit dem Kontaktstück e den Stromkreis des Steuerschützes für die Abwärtsfahrt der Elektrode. Dieser Stromkreis erhält seine Spannung erst, wenn er entweder mit der Hand durch einen Druckknopf oder durch einen automatischen Regler mit der Spannungsquelle verbunden worden ist. Es kann also das Steuerschutz nur dann ansprechen, wenn der Schalter α geschlossen ist.

Der Übersicht halber ist in den Abbildungen nur der Stromkreis mit dem Steuerschütz für die Abwärtsfahrt der Elektrode gezeichnet. Der Stromkreis für die Aufwärtsfahrt erhält dieselbe Betätigung durch Druckknopf oder Regler, nur ist er nicht durch einen besonderen Schalter unterbrochen; ferner ist daszugehörige Steuerschütz mit zwei vertauschten Phasen an das Netz für den Motor angeschaltet, damit dieser im entgegengesetzten Drehsinn laufen kann. Erhält der Steuerkreis für die Abwärtsfahrt von Hand oder vom Regler absatzweise Spannung, so schaltet das zugehörige Steuerschütz, wenn Schalter α geschlossen ist, den Elektrodenmotor ein und fährt die Elektrode auf das Schmelzgut. Ist die Leitfähigkeit des festen Einsatzes zu gering und somit der elektrische Widerstand des Stromweges zwischen zwei Elektroden durch den Einsatz zu groß, so hat die Elektrode das Bestreben, tiefer in den festen Einsatz einzudringen, um den eingestellten Stromwert bzw. die eingestellte, elektrische Leistung zu erreichen. In diesem Augenblick wird jedoch der Elektrodenarm b auf Biegung beansprucht.· Dann spricht der Sicherheitsschalter α an, da der Elektrodentragarm b in eine schiefe Lage gebracht wird. Der Hebel f des Schalters α wird durch den Anschlag g gedreht, so daß die Kontaktbrücke e von den Kontakten des Steuerstromkreises entfernt wird. Hierdurch wird der Elektrodensteuermotor h stillgesetzt. Damit ist die Gefahr des Elektrodenbruches beseitigt, da eine weitere Abwärtsbewegung der Elektroden aufhört.

Der Sicherheitsschalter weist einen Winkelhebel f auf, der am Elektrodentragarm b befestigt ist, während der auf den Winkelhebel f einwirkende Anschlagwinkel g an der Elektrodensteuerung c¹ angebracht ist. Der Winkelhebel f ist so bemessen, daß eine geringe Bewegung des kurzen, mit dem Anschlag g zusammenarbeitenden Hebelarmes einen großen Ausschlag des anderen, das Kontaktstücke tragenden Hebelarmes bewirkt. Hierdurch wird eine große Empfindlichkeit der Einrichtung erzielt. Eine Feder i sorgt dafür, daß der Unterbrechungskontakt e wieder mit dem Kontakt des Steuerstromkreises in 'Berührung gebracht wird, sobald die Elektrode nicht auf dem Schmelzgut aufsitzt. Die Unterbrechung bleibt jedoch solange bestehen, bis die Elektroden sich von dem sie umgebenden festen Schmelzgut durch Niederschmelzen frei gemacht haben und jede Gefahr eines Elektrodenbruches beseitigt ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Elektromechanische Sicherheitseinrichtung gegen Elektrodenbruch mit einem den Elektrodenverstellmotor beeinflussenden Sicherheitsschalter, der bei der infolge

   des Aufsitzens der Elektrode auf dem Schmelzgut eintretenden Beanspruchung des Elektrodentragarmes auf Biegung betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschalter am Elektrodentragarm selbst angebracht ist.
2. 2. Elektromechanische Sicherung gegen Elektrodenbruch nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherheitsschalter ein mit seinem Drehpunkt am Elektrodentragarm befestigter Winkelhebel ist, der an einem Arm den Unterbrechungskontakt trägt und an dem andern Arm von einem Anschlag des Bewegungsorgans beeinflußt wird.
3. 3. Elektromechanische Sicherung gegen Elektrodenbruch nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kontakttragende Arm des Winkelhebels länger ist als der vom Anschlag des Bewegungsorgans beeinflußte Arm.
4. 4. Elektromechanische Sicherung gegen Elektrodenbruch nach Anspruch 1, 2 und 3, gekennzeichnet durch eine Feder, die den Winkelhebel in die Stromschließstellung zu ziehen sucht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen