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Kontaktvorrichtung für als Heizelemente elektrischer Ofen dienende,
etwa waagerecht angeordnete Heizstäbe aus Kohle, Graphit od. dgl. Es sind Kontaktvorrichtungen
für als Heizelemente elektrischer Öfen dienende, etwa waagerecht angeordnete Heizstäbe
aus Kohle, Graphit od. dgl. bekannt, welche von durch gasförmige oder flüssige Medien
gekühlten, in außerhalb. der Ofenwand angeordneten Lagern nachgiebdgeingespannten
rohrförmigen Metallkontakten getragen und mit diesen nach Lösen von Stromzuführungsvorrichtungen
in axialer Richtung aus dem Ofen herausziehbar sind. Bei den bekannten Einrichtungen
dieser Art wird die Stromzuführungsvorrichtung an das aus dem Ofen herausragende
Ende des Kontaktrohres angeschlossen. Diese Anordnung hat folgende wichtige Nachteile:
Zunächst ist eine Auswechslung des verhältnismäßig empfindlichen metallischen Kontaktes
umständlich, weil man zuvor drei Stromanschlüsse entfernen muß; außerdem ist auch
das axiale Herausziehen der Widerstandsheizstäbe selbst durch die Notwendigkeit,
den mit den Stromkabeln verbundenen Metallkontakt um ein entsprechend großes Maß
axial zu verschieben, erheblich erschwert. Des weiteren bereitet auch die Abdichtung
der Metallkontakte gegen die Ofenwand Schwierigkeiten.
Hierzu sind
metallische Dichtungsringe erforderlich, die häufig zu einem Festklemmen bz-v. Verecken
des rohrförmigen Metallkontaktes Veranlassung geben. Als Folge hiervon treten beim
Herausziehen des Stabes Erschütterungen ein, welche ein Lockern des Heizstabes in
der Halterung und damit ein Herausfallen des Stabes verursachen.
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Zur Beseitigung der geschilderten \iachteile sollen erfindungsgemäß
folgende beide Merkmale miteinander vereinigt werden: a) Ein Außenkonus des 'Metallkontaktes
ist von einem entsprechend geformten, die Stromzuführung bildenden und in fest angeordneten
Lagerständern axial zum Heizstab bewegbar geführten Kontaktschlitten umschlossen
und durch eine lösbare Verriegelung mit diesem verspannt; b) der Kontaktschlitten
ist mit einem Dichtungshals versehen, welcher in eine Ringkammer der Ofenwand eingreift.
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Das erste Merkmal ist an sich bei der Lagerung von in senkrechter
Richtung in einen Ofen eingeführten Elektroden bekannt, -wobei die Verspannung zwischen
Schlitten und dem wassergekühlten Metallkontakt durch das Eigengewicht der schweren
Elektrode herbeigeführt -wird. Der Schlitten kann hierbei an einer Säule auf und
nieder bewegt -werden. Die Übertragung dieser bekanntenAnordnung auf Öfen nach Art
der Erfindung, d. h. mit im wesentlichen -waagerecht liegenden Heizstäben. -würde
aber noch keine vollkommene Beseitigung der vorstehend erwähnten Übelstände mit
sich bringen. Dies -wird erst dadurch erreicht, daß zusätzlich noch gemäß Merkmal
b der Kontaktschlitten als Abdichtungselement ausgebildet -wird, also gleichzeitig
zwei verschiedenen Aufgaben (Stromzuführung und Abdichtung) nutzbar gemacht wird.
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Da man bei Öfen nach Art der Erfindung eine elastische Einspannung
der Heizstäbe (durch Einschaltung von Federn) an--vendet, ist trotz der Verspannung
des Kontaktrohres mit dem Kontaktschlitten noch eine , gewisse axiale Beweglichkeit
vorhanden, welche dem Heizstab eine Längenänderung während des Betriebes gestattet.
Zur Erzielung dieser Wirkung genügt es, -wenn bei Ofen mit auf beiden Seiten angeordneten
Metallkontakten nur der eine der beiden Kontaktschlitten gegen Federkraft verschieblich
angeordnet -wird, -während der andere fest= J stehbar eingerichtet werden kann.
Der Kon taktschlitten -wird zweckmäßig in an ,sich i bekannter Weise in Kugel- oder
Rollen-Schiebelagern geführt.
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Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform ergibt sich, wenn der Dichtungsansatz
von mindestens einem den Dichtungsspalt in der Ringkammer ausfüllenden Dichtungsring
aus elastischem Werkstoff von kreis- bzw. kreisringförmigem Querschnitt umschlossen
wird. -welcher sich bei der Axialverschiebung des Schlittens auf den Dichtungsflächen
unter Pressung abwälzt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß trotz vollkommener
Dichtung eine leichte axiale Verschieblichkeit des Kontaktrohres ermöglicht wird.
Etwaige geringe @rertverfungen der Ofenwand gegenüber dem Kontakt werden durch den
eingeschalteten Dichtungsring ausgeglichen, ohne daß die Lagerung des Kontaktrohres
in -Mitleidenschaft gezogen -wird. Andererseits bildet der Dichtungsring gleichzeitig
eine gute Isolierang zwischen Ofengehäuse und Kontaktrohr.
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Eine -weitere Verbesserung ergibt sieh, -wenn der Kontaktschlitten
auf der dem Dichtungshals abgekehrten Seite mit einem oberen Ausschnitt versehen
ist, in -welchem eine die Kühlmittelzu- und -ableitung zu dem glatten Kontaktrohr
tragende, mit elastischen Dichtflächen versehene Brücke angeordnet ist, -welche
in dem Kontaktschlitten federnd abgestützt und durch Exzenter od. dgl. gegen das
Kontaktrohr anpreßbar ist. Auf diese Weise wird ein leichtes Zurückziehen bzw. eine
bequeme Auswechslung des Metallkontaktrohres ermöglicht, d. h. das Lösen von Kühlmittelanschlüssen
erübrigt.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beipielsweise veranschaulicht.
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Fig. i -zeigt einen Ofen mit einem oder mehreren Heizstäben im Längsschnitt,
-wobei in der linken Hälfte die Lagerung für den Metallkontakt an der Ofenwand.
in der rechten Hälfte aber getrennt von der Ofenwand angeordnet ist; Fig. 2 ist
ein Längsschnitt durch eine Ofen--vand und eine Kontaktlagerung; Fig. 3 ist ein
Schnitt nach Linie III-III der Fig. a; Fig..I ist ein -waagerechter Längsschnitt
durch die Kontaktlagerung; Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie V-V der Fig. d..
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Bei dem in Fig. i beispielsweise dargestellten elektrischen Ofen i
ist der Heizstab a an beiden Enden unter Zwischenschaltung von aus Kohle oder Graphit
od. dgl. bestehenden Kupplungsstücken 3 zwischen Metallkontakten .4 eingespannt.
-Selche über einen Stromzttführungskörper 6 fest oder gegen Federdruck nachgiebig
in an der Ofenwand befestigten oder neben dem Ofen aufgestellten Lagern 3 angeordnet
sind. Der Heizstab -wird hierbei an einem Ende mit dem Metallkontakt derart verzapft,
daß er mit diesem nach Lösen von dem Strotnzufü hrungskörper 6 axial aus dem Ofen
herausgezogen werden kann. Selbstverständlich kann die
Stromzuführung
und Halterung bei Wahl einer geeigneten Schaltung auch nur auf einer Ofenseite vorgesehen
werden.
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Wie aus Fig. 2 hervorgeht, wird der Heiz: stab@ 2 über eine Verzapfung
-vom; dem Kontaktrohr 7 getragen. Das Kontaktrohr 7 ist außerhalb der Ofenwand in
einem Kontaktschlitten 8 gleitend geführt. Kontaktschlitten und Ko:ntalitrohr sind
mit sich z,um Ofen ve:rjüngenden konischen Kontaktflächen 9 versehen. Mit Hilfe
eines am Ende des Kontaktschlittens gelagerten, das. Ende des Kontaktrohres umfassenden,
schwenkbaren und nachstellbaren Klemmbügels. io worden die Kontaktflächen 9: von
Kontaktrohr und Kontaktschlitten gegeneinandergepreßt und dadurch das Kontaktrohr
im Kontaktschlitten fest eingespannt. Nach Läsen und Abschwenken des Klemmbügels
io und Abheben der Kühlwasseranschlüsse zum Metallkontaktrohr 7 kann. das Kontaktrohr
7 einschließlich des Heizstabes 2 aus dem Ofen herausgezogen werden. Die Trennung
der fest miteinander verspannten; Kontaktflächen 9 und damit das Herausziehen des
Kontaktrohres aus dem Schlitten 8 wird zweckmäßig durch einen Nocken ioa eingeleitet,
welcher beim " Abklappen dies Bügels io gegen die Endfläche 7a eines Einschnittes
der Kontaktrohrverlängerung gedrückt wird. Der Kontaktschlitten, an welchem die
Stromzuleitungen i i angeschlossen sind, ist mit Schiebelagern, z. B. Kugel- oder
Rollenschiebelagern i2; in den Lagerständern 13 axial verschieblich geführt, wie
dies besonders aus Fig. 3 bis 5 hervorgeht. Der Schlitten. kann in den Lagerständern
13 feststellbar sein,. Zweckmäßig wird der Schlitten jedoch gegen Federn 14 od.
dgl. verscheblich gelagert, die zwischen Ansätzen 15 des Schlittens 8 und der festen
Lagerständer 13 "eingespannt sind. Hierdurch kann der Schlitten bei Längenänderungen
des Kontaktes in seiner Führung durch Verschieben nachgeben oder folgen.
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Die- Kühlmittelzu- und -ableitungen 16 zum Kontaktrohr 7 sind, wie
Fig. 2 und, 3 zeigen, in einer Brücke i7 befestigt; welche sich gegen den Schlitten
8 durch Federn 18 abstützt. Auf der Unterseite der Brücke sind elastische: Dichtflächen
i9 vorgesehen. Das Anpressen der Brücke gegen das Kontaktrohr erfolgt gegen die
Wirkung der Flede:rn 18 mit Hilfe des am Kontaktschlitten gelagerten Exzenters 2o.
Durch Läsen des. Exzenters wird die Brocke 17 durch die Federn von dem Kontaktrohr
selbsttätig abgehoben. Wie aus der Zeichnung deutlich erkennbar ist, werden jegliche
Anschlußstutzen oder Nocken auf diese Weise auf der Außenseite des Kontaktrohres
vermieden, so daß dessen Oberfläche glatt bleibt, d. h. keine gegen den Kontaktschlittere
vorspringenden Teile besitzt, welche das Herausziehen des Kontaktrohres ausi dem
Kontaktschlitten behindern könnten.
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Die Kontaktflächen 9 des Schlittens 8 werden zweckmäßig von mit Kühlmitteln
beaufschlagten Kammern 21 umgeben, in welche dieKühlmittelzu- und -ableitungen 22
(Fig. 3) münden. An dem die Kontaktfläche tragenden Teil des Schlittens ist ein
gegen den Ofen gerichteter Dichtungsansatz 2:3 vorgesehen, welcher in eine an der
Ofenwand angesetzte oder in der Ofenwand vorgesehene zylinr drische Kammer 24 unter
Belassung eines Ringraumes einschiebbar ist. Auf dem Dichtungsansatz, ist mindestens
ein hohler oder vollflächiger Ring 25 aus elastischem Werkstoff, z. B. Gummi, angeordnet,
welcher sich auf den zylindrischen Flächen von Dichtungsansatz und der Kammer 24
der Ofenwand unter Pressung abwälzt, so daß beim Einschieben des Ansatzes 23 in
die Ringkammer kein nennenswerter Bewegungswiderstand auftritt, was für den gegen
Federkraft verschiebbar gelagerten Kontaktschlitten von besonderem Vorteil ist.
Der bzw. die Gummiringe bilden neben der Abdichtung gleichzeitig eine gute: Isolierung
zwischen Kontaktrohr und Ofenwand.
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Die- Bohrung des. Kontaktschlittens. ist zum Ofen hin konisch aufgeweitet,
so daß für die über den Rings.p@alt 26 aus dem Ofen strahlende Wärme eine Prallfläche
27 (Fig. 2) gebildet wird, von welcher- die Wärmestrahlen auf das gekühlte Kontaktrohr
7 abgelenkt werden. Ein weiterer Strahlungsschutz für den Dichtungsring wird durch
den Bund 28 gebildet, welcher gleichzeitig als Begrenzung der Wälzbahn für den Ring
25 dient. Die äußere Wälzbahn für den Dichtungsring 25 kann durch ein einfaches
Winkelprofil gebildet werden; zweckmäßiger ist es aber, wenn äußere und innere Wälzbahn
entsprechend Fig. 2 mit von Kühlmitteln beaufschlagten Kammern umgeben sind.
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Da ein Ausströmen von heißer Luft aus dem Ofen durch die Dichtung
verhindert wird, bildet sich vor der Dichtung ein ständig gekühltes Luftpolster,
welches die Dichtung vor schneller Zerstörung schützt.
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Der Dichtungsansatz des Kontaktschlittens kann mitsamt den Dichtungsringen
durch axiales Verschieben des Kontaktschlittens vollständig aus der Ofenwand herausgezogen
`werden, so. daß die, Dichtungsringe leicht ge@-prüft und gegebenenfalls ausgewechselt
werden können. Die leicht durchführbare vollständige Trennung von Kontaktschlitten
einschließlich Dichtung und Ofenwand ist besonders für solche Öfen von Bedeutung,
bei welchen die Lagerung des Kontaktes unabhängig von der des Ofens erfolgt.