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Anodendurchführung für Stromrichtergefäße Die Erfindung bezieht sich
auf Anodendurchführungen von Stromrichtergef äßen, bei welchen als Strornzuführung
zu dem meist aus Graphit bestehenden Anordenkopf ein Metallbolzen dient. Da der
Anodenkqpf im Betrieb ziemlich hohe T#e-mperaturen annimmt, wird auch der Stromzuführungsbolzen
von dem Anodenkopf stark erwärmt. Häufig muß nun aus anderen Gründen die Isolation
der Durchführung so angeordnet werden, daß sie in unmittelbarer '.,#Tähe des Stromzuführungsbolzens
liegt, so daß die Temperatur der isolierten Durchführung von der Temperatur des
Bolzens an der betreffenden Stelle wesentlich abhängt. Das ist beispielsweise der
Fall, wenn die Durchführung als Druckglaseinschmelzung ausgebildet ist, bei welcher
der Stromzuführungsbolzen bzw. ein ihn in geringem Ab#stand umschließendes Rohr
mit einem äußeren, einen Teil der Gefäßwand bildenden Metallrohr durch einen dazwischenliegenden
Glasring verschmolzen ist, der von dem äußeren Metallrohr unter Druckspannung gehalten
wird. Solche Glaseinschmelzungen vertragen zwar wesentlich höhere Temperaturen als
beispielsweise Porzellanlötungen, immerhin muß die Temperatur einer solchen Glaseinschinelzung
aber ganz erheblich unter dem Erwe#ichungspunkt des Glases gehalten werden, weil
sonst in dem Glaskörper zusätzlich Spannungen auftreten können, die seine Zerstörung
zur Folge haben würden. Bei solchen Durchführungen ist es deshalb üblich, den oben
aus der Einschmelzung herausragenden Teil des Stromzuführungsbolzens etwa durch
Anbringung von Kühlfahnen zu kühlen, wobei dann dasTemperaturgefälle längs des Bolzens
von dem Anodenkopf bis zu,der isolierten Durchführung so. groß sein muß, daß dort
keine unzulässigen Temperaturen mehr
auftreten. Dieses Ziel ist
jedoch nicht ohne weiteres erreichbar, da man die Temperatur des Bolzens an ,der
Stelle, woder Kühler angebracht ist, nicht beliebig herabsetzen kann und die Temperatur
des Anodenkopfes gegeben ist. Man hat deshalb bereits den. oberen Teil des Stromzuführungsbolzens
von einer Stelle unterhalb der isolierten Durchführung bzw. der Verschmelzung bis
zu dem Kühlkörper hin aus Kupfer hergestellt, während der untere Teil des Bolzens
aus Eisen bestand.
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Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, die Anordnung so zu gestalten,
daß der Bolzen unter Vermeidung von Kupfer in seiner ganzen Länge aus Eisen hergestellt
werden kann. Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß der Bolzen unterhalb
,der Durchführung, das heißt nach dem Anodenkopf zu einen kleineren Querschnitt
besitzt als im Bereich ,der Durchführung und oberhalb derselben. Man erzielt auf
dieise Weise ein, Temperaturgefälle längs des Bolzens, welches in idem Bereich von
dem Anodenkopf bis zu der Stelle, wo der vergrößerte Querschnitt beginnt, wesentlich
steiler verläuft als vondieser Stelle bis zu dem Kühler. Das bedeutet aber, daß
die Temperatur des Bolzens an der Stelleder isolierten Durchführung der Temperatur
des Kühlers wesentlich näher liegt, als dies bei einem mit gleichem Querschnitt
durchlaufenden Bolzen der Fall wäre. Bei der Bemessüng der Querschnitte muß man
natürlich gegenüber einem zum Teil aus Kupfer bestehenden Bolzen die geringere Leitfähigkeit
des Eisens gegenüber Kupfer inRechnung stellen. Das führt zu einem entsprechend
stärkeren Bolzen, was aber, wie sogleich ersichtlich werden wird, im allgemeinen
nur erwünscht ist.
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Der Bolzen wird im allgemeinen an seinem unteren Teil mit einem Gewinde
versehen, auf welches der Anodenkopf aufgeschraubt wird. Wenn der Anodenkopf, wie
es fast immer der Fall ist, aus Graphit besteht, wird hier ein Spezialgewinde mit
abgerundetem Querschnitt der Gewindegänge verwendet. Dabei ijorrimt es darauf an,
für den Stromüberg'ang eine möglichst große Berührungsfläche zwischen dem Anodenkopf
und dem in ihn hineingeschraubten Zuführungsbolzen zu schaffen. Man wird deshalb
dem Gewinde einen nicht zu kleinen Durchmesser geben. Die Erfindung schlägt deshalb
weiterhin vor, die Querschnittsverengung des Bolzens unterhalb der Durchführung
dadurch herzustellen, daß man den Bolzen an dieser Stelle hohl ausführt. Man kann,den
Bolzen entweder ausbohren oder ihn aus einem oberen massiven Teil und einem unteren
Rohr zusammenschweißen. Das Querschnittsverhältnis zwischen dem oberen und unteren
Bolzenteil liegt zweckmäßig nicht über 1 :2. Besser ist ein Verhältnis von 1
:5 -und i : io. In jedem Fall erreicht man gegenüber einem durchgehend
massiven Bolzen den Vorteil, daß, ohne daß allzu große Wärmemengen durch den Kühler
abgeführt werden müssen, die Temperatur der isolierten Durchführung wesentlich herabgesetzt
wird. In Fig. i der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Mit i ist die Anode, mit 5 der Kessel und mit 6 die Kathode
eines einanodigen Quecksilberdampfentladungsgefäßes dargestellt. Der Kessel besitzt
oben einen rohrförmigen. Ansatz, welcher mit dem Stromzuführungsbolzen 2 durch einen
ringförmigen Glaskörper 3 verschmolzen ist. Am oberen Teil des Stromzuführungsbolzens
sind Kühlfahnen 4 befestigt. Der Bolzen, der mit seinem unteren Teil in den Anodenkopf
i eingeschraubt sein möge, ist von einem Punkt unterhalb der Glaseinschmelzung
3 an hohl, darüber massiv ausgeführt.
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Fig.:2 zeigt den Temperaturverlauf längs des Bolzens. t1 ist die Temperatur
an der Oberkante.,des Anodenkopfes, t. die Temperatur am Kühler. Man erkennt, daß
infolge des größeren Wärmewiderstandes, den der hohe Teil des Stroradurchführungsbolzens
der nachdem Kühler zu abgeleiteten Wärme bietet, die Temperatur in diesem Teil wesentlich
steiler abfällt als in dem darüberliegenden massiven Teil, so Jaß sich der dargestellte
geknickte Ternperaturverlauf ergibt. Auf diese Weise wird die Temperatur t2 an der
Stelle, wo der geringere Querschnitt in den größeren übergeht, und damit auch die
Temperatur an der Glasisolation 3 wesentlich niedriger sein, als wenn der
Bolzen durchgehend massiv wäre, was einem in erster Annäherung geradlinigen Temperaturverlauf
von der Anode bis zum Kühler entsprechen würde.