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Elektrodenfassung für elektrothermische Schmelzöfen Zur Fassung der
Elektroden und zur Stromzuführung bedient man sich je nach Größe und Bauart der
elektrothermischen Ofen und je nach dem Elektrodensystem der verschiedensten Vorrichtungen.
Bei allen Konstruktionen wird aber eine möglichst gleichmäßige, mit geringstem Übergangswiderstand
verbundene und kurze Stromzuführung angestrebt. Diese ist nur möglich, wenn die
Elektrodenfassun, gen auf den ganzen Elektrodenumfang an allen Stellen einen gleichmäßigen
Druck ausüben.
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Bisher versuchte man, dies dadurch zu erreichen, daß man die Kontaktplatten
der Fassungen durch Federn oder auf anderem Wege fest an die Elektrode anpreßte.
Infolge der verschieden großen Dichte der Elektrodenmasse und der während des Betriebes
eintretenden Schrumpfungen und Ausdehnungen der Elektrode, wie sie besonders hei
selbstbackenden Elektroden auftreten, müssen diese Anpreßvorrichtungen so gebaut
sein, daß sie einen großen Hub ermöglichen, was aber einen erheblichen Platzbedarf
bedingt. Dabei ergeben sich besonders große konstruktive Schwierigkeiten für die
Elektroden bei Tieffassungen und mehrphasigen Ofen, besonders bei solchen mit Anordnung
der Elektroden in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks. Verwendet man zur Anpressung
der Kontaktplatten große Federn, um einen genügend großen Hub auszuüben, so erhält
man unerwünscht große Elektrodenabstände. Fassungen mit kurzen Federn erlauben zwar,
diesen Abstand wesentlich zu verringer, sie ergeben aber zu kurze Hübe und je nach
Hub große Druckdifferenzen, so daß, auf den
Elektrodenumfang verteilt,
ungleichmäßige Stromülyergänge entstehen.
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Es wurde nun gefunden, daß sich diese Nachteile durch eine besondere
Ausbildung dieser zur Anpressung dienenden Vorrichtungen vermeiden lassen. Die vorliegende
Elektrodenfassung für elektrothermische Schmelzöfen unter Anwendung von zwei oder
mehr am Umfang der Elektrode angeordneten Kontaktplatten, welche durch zwischen
diesen und einem Druckring eingebaute Hebel, Rollen oder andere geeignete mechanische
Vorrichtungen an die Elektrode angepreßt werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß
die Betätigung der Hebel, Rollen oder anderer geeigneter mechanischer Vorrichtungen
bei allen Kontaktplatten durch nach oben geführte Zugstangen erfolgt, welche durch
zwei- oder dreiarmige Hebel waagebalkenartig miteinander verbunden sind, um an allen
Stellen der Elektrode eine gleichmäßige Anpressung der Kontaktplatten und damit
einen gleichmäßigen Stromübergang zu erreichen.
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Durch die Verwendung von zwei- oder dreiarmigen Hebeln lassen sieh
auf zwei oder beliebig mehr Druckplatten ganz gleichmäßig große Druckkräfte ausüben,
auch wenn die Platten, wie es besonders bei selbstbackenden Elektroden vorkommen
kann, verschieden tief die Elektrode eingedrückt haben.
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Wird infolge des besonders großen Elektrodenumfangs eine größere Anzahl
von Kontaktplatten verwendet, so können mehrere der Zugstangen auf eine oberhalb
waagebalkenartig angeordnete Hebelvorrichtung geführt werden, welche ihrerseits
an einer Zugstange oder gegebenenfalls an zwei Zugstangen an einer besonderen Tragvorrichtung
hängt.
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Die Anpressung der Kontaktplatten kann durch Ausnutzung des Elektrodengewichtes
entsprechend verstärkt werden oder nur durch diese erfolgen.
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Ein besonderer Vorteil kann erzielt werden, wenn die obersten Zugstangen
über Federn, hydraulisch oder pneumatisch arbeitende Kolben und Zylinder oder andere
bekannte geeignete Vorrichtungen mit der Elektrodentragvorrichtung verbunden sind.
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Verschiedene Ausführungsformen der neuen Elektrodenfassung sind in
den Abb. i bis 3 schematisch dargestellt. In den Abb. i bzw. 2 wird die Elektrode
i z. B. durch zwei bzw. vier Elektrodendruckplatten 2 gefaßt. Über diese soll der
Strom möglichst gleichmäßig in die Elektrode fließen. Sie werden gleichmäßig angepreßt
durch Bewegung der Zugstangen 4 über die Hebel 3, welche an starren Druckring 7
gelagert sind. Je nach Anzahl der Druckplatten werden die Zugstangen 4 über zwei-oder
dreiarmige Hebel 5 so zusammengeführt, daß in den Zugstangen 4 gleich große Kräfte
entstehen. Die dreiarmigen Hebel sollen möglichst kugelgelagert sein, während bei
den zweiarmigen Hebeln mit Bolzengelenken oder Schneidenlagerung auszukommen ist.
Das Anpressen und Lösen der Platten erfolgt (s. Abb. i, rechte Seite) durch Bewegen
des Kolbens 8 im Zylinder 9, der mit dem Elektrodenmantelrohr 6 und dem starren
Druckring 7 über die Hebel 3 verbunden ist. In dem in Abb. i, linke Seite, dargestellten
Beispiel bewirkt das gesamte Gewicht der Elektrode samt Fassung entsprechend dem
gewählten Hebelverhältnis am Hebel 3 die Anpressung der beiden Platten 2. Das gleiche
Prinzip ist in Abb.2, linke Seite, für vier Druckplatten dargestellt. Angenommen,
das Gesamtgewicht jeder Elektrode beträgt 6ooo kg und das Hebelverhältnis der beiden
Hebelarme im Hebel 3 sei i : i, so beträgt der Anpressungsdruck in Abb. i pro Platte
6 : 2 = 3 t. Bei dem anderen Beispiel (s. Abb. 2) beträgt bei einem Elektrodengewicht
von 30 ooo kg und den gleichen Hebelverhältnissen der Anpressungsdruck in jeder
Stellung bei vier Platten 3o : 4 = 7,5 t, bei fünf Platten 30 : 5 = 6 t. Durch Druck
auf den Kolben 8 von oben her erfolgt die Entlastung der Platten, gegebenenfalls
vollkommenes Ablösen derselben, durch Druck auf den Kolben 8 von unten her können
die Anpreßkräfte der Elektrodenplatten beliebig zusätzlich verstärkt werden.
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In Abb. i, rechte Seite, und Abb. 3, rechte Seite, ist das Anpressen
der Kontaktplatten ohne Zuhilfenahme des Eigengewichtes der Elektrode durch hydraulischen
oder pneumatischen Druck auf den Kolben 8 von unten her dargestellt.
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Trotz einseitiger Deformation einer Elektrode können doch dieselben
Druckkräfte auf die Elektrode wirken, da sich die waagebalkenartigen Hebel 5 entsprechend
den Veränderungen einstellen. Bei den bisher bekannten Elektrodenfassungen ändern
sich die Druckverhältnisse bei auftretenden Deformationen, wesentlich und führen
zu frühzeitigen bzw. ungleichförmigen Zerstörungen.
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An Stelle der in der Skizze angedeuteten Hydraulik können auch Federn
oder andere Vorrichtungen angewendet werden. Desgleichen ist es möglich, an Stelle
der Hebel auch andere Bauelemente, wie Kniehebel, Rollen und schiefe Ebenen, anzuwenden,
um letzten Endes zu erreichen, daß überall dieselben Anpres.sungskräfte auf die
Elektrode wirken.