DE1440345A1 - Kupplungsvorrichtung an Elektrolichtbogenoefen mit selbstverzehrender Elektrode - Google Patents

Description

• Kupplungsvorrichtung an Elektrolichtbogenöfen selbstverzehrender Elektrode

  Die vorliegende lrfinclu#,i,5 be"-ic-'4-L-U4 sieb. Llc,--7 eine, Vorrichlw-ung- an

  "llektrolichtboe:-enöfen, welche #'zum An:--ir und elek-

  trisch leitenden Verbind= einer ".;:','lektZode r..iit

  einer Tragstange dient. Sie ktmn sowohl in

  bogenöfen wie aujh an

  worden.

  Bei derartigen Öfen iot es b",k,-#nwb, die Elüh-

  troden etiva aus Stahl, #Oitan oder a-.,ldcrL,11

  Liektrodentragstangen oder mi-#tols einurr

  anzukuppeln. Das macha-n-*Ls'*lie hiarbei dcr-,

  einer erheblichen d,-t boine #-ilek-

  trode an die der Of en iiieistz#nz, -und

  demzufolge auch zweimal

  dig Reststüoke der Elektrodan beim ','aellsein der en'

  fernt vierdent ivau In den, zieistoii pullen iwar rait 2ulverbrennern

  möglich ist.

  Die Anforderungen, welche an derartige dar ob--n reiiannte-

  Art gestellt worden# sind sowohl in viie auch in elek-

  trischer und thermischer Hinsicht gross. Dic iT#7,zEplung bei-

  spiclaweine in der lage zeln, die f--s*#&"e"-#l"--nrcL-z-) -in doi-

  einmal eingesetzten Stellul-11- genau und 'LI-«'VT0r2iie-,#'z:bz,#.#-

  Wichtdij ißt ferner$ daß der X-*jinspamivorr;,c-.ag selbst nicht v:L"l Zoit

  und/oder Kratt erfordert. Die ir..uplilung also leieht ,."u z;ohlio-

  ßen und auschlicazond wieder leicht zu lösen sein.

  In der Praxie läsat es sich nicht vermeiden, d"#,ß die -"-tipr1un- ainor

  gewienen .UxTtUmung ausgesetzt ist. iii(#,i-boi darf cielz die

  nicht lookern oder Versehioben. Eino beträchtliche 3rwUrraun" wird

  U

  insbesondere bei grossen Llektrolichtbogenöf au noch dadurch bo-

  viirkte daß der elektrische Strom von der Trarpstange, über die Kur-

  lung"in die Elektrode fliesst. Da die an ihrer v'-,ber-

  fläche meist mit eiaLr Oxydhe--,u-# Überzogen ist, aLits-Gieht t::.a den

  pplungsstellen ein iiii (x#egc;naat-"- zum afhöht-er

  elektrischer Widerstand, der zu der bes-a,-.-#'uen

  Auch bei überdrehter. oder --#2#lt-elEtrocLen tr2J-'U'j- an der

  BerUhrungsflLche ein 'ÜberganG:-s-wider-

  stand. auj.

  Die hierdurch `d rinemenge kann so gr#-,ss sein, daß der'

  .U. - _p1,ang besüchen - nor-

  aus do."u die der

  Malerweise eine gehärtete oder Stahl

  seine Härte verliert und dadurch die 'Cupplunc* #gellückert wird-

  Die bisher bekaiiateeewordenen Kupplungen-» bes-tehen aus, r.#ihr-

  CD

  oder vieniger lange raeist koniseher ng.

  In dieses Rohrstück wird die jie die

  Ilorm einer 1Zurtdstanjra ein ef-I#-hr-t und sodann

  Dieues Pestklemmen kann entweder durch keilförmige, tropfünför-

  oder ähnlich gestalteta Verbindungselemente geschehen odier

  IY

  abz#r, es: kann eine I#nnenauskl--idung der kon-Lts--L'ö=iigeii, vor-

  C>

  1--,esehän seine die aus verhältnismässig weichem, und elektrisch gut

  leitenden Wörkstoff, etwa Künfer besteht. In jedem Palle sind die

  bisher bekandGen, Kupplungen so, aus,#geführ-ty daß der der

  zuzuführende elektrisch,- Strom über diejenigen Blemen-te

  die auch. das mechanische bewirken.

  Gemäss der vorliegenden leirfindung vlird nun eina Vorrichtulir, zum-

  mechanischen ArÜ,.upoeln und elel-,t#risch'leitenclen Verbinden einew

  jelbstverzehrenden, Elektrode mit eilie.-4- Tragstange bei Elektrolicht-

  boge-nöten vorgeschlageni die daaurch gekennzeichnet iste daß zum

  mechanischen An1mppeln und zum elektrisch -leitenden Verbinden vp-n-

  einander versc#hieclene Baueleniente vorhanden- sind. Mit anderen #lor-

  tOn: In der erfindungsgemässen w-ird, die mechanische

  Punktion das Ankuppelns von der elektrischen Punktion dar -"7%ontalc-t-.

  gabe gotronnt. Hierdurch wird erreicht, daß eine Enxiärmung der "kuppelnden Teile durch elektrische Widerstandserhitzung nicht eintreten kann und dadurch die Kupplung auch während längerer Gabrauchodauer sich nicht lockert. Um einen Stromfluss über die t Sicherheit aua-zuschalteng wird mech,inischen i:upplungselemente mi weitcr vorgeschlogeng diese von den übri'"en Teilen der Kupplung U z;j elektrisch zu icoliercii. Diese zuletzt genaimte %Maßnahme ist je- doch nicht unbedingt or.-LCorderlichg da der elektrische Strom sich in jedem Falle entsprechend den vorhandenen verteilen und folglich* der ilauptstrom -('lb,-r die vorgesel-.Lenen oloktribehen Konti2ztglieder fliesr.-on wird.

  Die mechanische l,.up .plung zwischen der #i Ucktrode auf der einen

  w -ragetange auf (ler enderän Seite wird crfindunge,-.&

  "eite und dor IÄ U LD U

  ger,..I.so dendurch boviirlcbv daß der 1,Cupplungskopf im -Lruicz:n mit einer

  leicht konischen U'and:ung verseh("ii is-fli, an doren Urrifang r#oliroro

  ,i,u,- Ü -ert V sind. Zum

  ,eln vorh,?nden sind, die von lZugelhaltorn gehall

  Anku:)poln der L-"lo2ctrode wird diese von unten in die Ö ffnung d a 0

  Kupplungskopfes eingeführt, wobei die von dör

  etwas nnr"ehoben worden. Wird nun die iCupplung- hoeligchobon, so ge-

  lanzen infolge ihres die in den

  LD 43 -1

  zwischen Elektrode und Kup#.lungsinnonflgehe, wo sie das 2estkup-

  peln der Elektrode beviirken,8 Durch diese Art des Kuppeln wird

  sichergestellt, daß die Elektrode sich beim Einkuppeln nicht schräg

  stellen kann.

  Zur Herstellung einer elektrisch leitenden.Verbindung zwischen dem Kupplungskopf und der Elektrode sind Teile vorgeseheng die aus einem gut leitenden Verkstoff, etwa Kupfer bestchen-und die mittels geei,neter Vorrichtun,-en oder auch infolge ihrer Porm U 1.7 sowohl gcgen die Stirnfläche der Llektrodewie auch gegen die Dockenflüche des KupplunZekopfes gepresst verden. Im einfachsten 2a11 ist dies möglich# indem ein Keil aus Kupfer oder,einer Kupr ferlegierung durch eine seitliche Öffnung in den Kupplurigekop.-40' eibgoführt wirdv derartg daß er sich.ewisohen die Stirnfläoho,.

  der Elektrode- und die Deckenfläche des Kuppluhgekopfes pro'ast.

  Um einen festen'Sitz dieses Verbindungskeiles zu erreichen, ist-

  es vorteilhaftp die Deckenfläche so anzuordnen, daß si# mit der

  Seit-enwand deD Kupplungskopfes einen Wink#I. bildet, der nur wenige

  Grade, vörzugavieise etwa 5 0 bis 15 0 von einem rechten Winkel abweich-

  M:# die Kontal.",tgabe zu erleichtern, ist es sowohl die

  Stirnfläc#e ivie auch die Dockenfläche des, Kuri,.)lungs2#.-opfes zu.

  schleifen oder zu polieren.

  .#ungsdeoken

  litrocl..enstirn'1:-Zeh.e und lZupp

  'Lnstolle dea zwischen

  eingeft-'-,Uhrten Kup.-I'o2:0-reilos ist es auch möglich7 ein XoritaLrt-

  teil vorzusehen, welchos das obere Stirnende der Llektrode 'kap'-

  -ionförmi,; =schliefi.-t und mittels einer oiler mehrerer Federn gegen

  die Deolconfläche das ICia-.iinLlun£;sl:z-opfes gepresst wird. Hierbei bollen

  die Pedcrn lediglich die Aufgabe üborriehmen, den In#ppenförmigen.

  -istirnfläche zu pressen. Die eigentliche

  -.ontc.44,t gauen die 31ei:trozlei

  Stromlei-'-"uz,s wird von bandförmig--en, oder

  dgl. besorgt$ welche das Deckea-

  fLUche dos ICup_mltm,7,sl-.opf es'verbinelen.

  Um die mechamische IN.,upplung- nach Z-3c:lieben wieder zu löseng ist es

  ledialiolli erforderlicht die Elektrode bzw. nach Gebrauch d-erl"--

  L)

  solben den Blektrodenrest leicht in den Nupplun-skopf hineinzu-

  a tosoen. Selbstverständlich ist zuvor -der der elektrischen leitung

  (1,ionende 'Kupterkeil. aus dem Kupplungskopf zu ent-

  £er ent fallo eln solcher verwandet wurde. Durch das Hineinstossen

  der Blaktrn,1f- in den Kupplungskopf werden die Kugel#i- oliob-on und

  ans

  gleiten längs der konischen Innonviandung n.ach obeh. Die l#ugglhal-

  tcr zind über ein Gestänge oder dgl. mit einer l#.rretiervor-rie-h-

  tun- vcrbunden, die es geota-uteL-0, die T.Cur#-ein in ihrer anachobenen

  ",Lolluria featzuhaltan. GinCL die Ku-eln arretiert, so lUsst sich #di#e

  l#l&ztrode aus den Y.uprlun.-okopf herausziehen, ohne dass sie er-

  neut foot golcuppoli wird.

  Die A#retier-vorriehtung für die Xtvjel-n bzw. die Kugelhalter kann.

  in einfachster Weise von einem oderrmhreren Haken. gebildet. werden..

  der in eine entsprechende Auszpc-;"rune, oberhalb des Kupplungekopfeig

  einfflift. Be ist,4'PuiZ auch möglich" anstelle-die-so.a Eakene *im

  ma&motische Arretiervorrichtung vorzusehen in

  -Dauen-.""a,#ne-ton- oder ein-' -Li.-Ld aussel--.al'(,baron Dauer-

  magnatsystemen.

  Um die erfindungsgomasse VorrichtunZ iiii ci....zeInan zu er-

  Mutern, wird auf die beigefügton j"Lbbildunron verwiasen,-in-dbnon

  Li

  die Vorrichtung schematisch wiederja--ebon ist.

  Abb. 1 stellt einen Querschnitt durch dfe ICopplung ür.-14-ter Vervien-

  dung eines Kontaktkeiles dar, bei der eine Arratiervorrichtung fUr

  die Kugelyi in Form von Haken vorgesehen istl.

  Abb. 2 zeigt eine Kupplung in Querschnitt, bei der der eleIL:trischo

  Kontakt zwisohen der Elcktrode und der Kupplun mittels eines

  Kappenkont.-üctas bewirkt wird und bei der eine -J*lel,-tron#aen.-tische

  Arretiervorrichtung vorhanden ist.

  Abb. 3 stellt einen Querschnitt durch den Zupplun,--sko13f dar, bei

  C.2

  dem die mechanisch kuppeliden Teile elektrisch von den übrigen

  Kupplungsteilen isoliert sind.

  In Abl-. 1 ist bei 1 der Kupplungskopf zu erkennen, doc;sen innere

  Wänd 2 leicht konisch ausgeführt ist. Die Konizität ist in der

  Abb. der Deutlichkeit halber stark vorgrössert wiedergegoben. Auf

  dem 'Umfang der konischen Innonwand 2 sind mehrere 1-,--u-elförr#lige

  KupPlungsteilo 3 angeordnet, die von Ku.-elhal-lu-ern.4 gehalt-ert

  vierden. Die Kugelhalter 4 sind mitsaxat den Kugoln parallel

  Zur Achse des Kupplungskopfes, beweglich und in ihrer höchstIon

  Stellung arretierbar. Hierzu sind sie Über Stangen 5 oder dgl.

  mit einer Arretiervorrichtung* verbunden, welche in dc,--.' -,bb. als'

  Haken 6 angedeutet sind, die in entsprechende Öffnungen 7 der Hal-

  tGteile 8 eingreifen können.

  Zum Ankuppeln der Elektrode 9 wird diese mit ihrem Kdpfstück lo

  in die Röhlunz des 1"'upi)lungskopfos 1 ein£#eführt, vioboi diese die

  Xugoln 3 leicht anhebt. Wird die Elektrode 9 nun wieder ein Stück

  aus dem Zupplungskopf herausgezogen, so ni- ;##t sie die Kugeln 3,

  falls- sie nicht arretiert sind, infolge der Reibung mitt- und prosst-'

  diese zwischen ihre Liantelfläche und die kinische 1.-#laaduiig 2. Da

  die 'lrugeln über den gasamten Umfang. Ce#- Kup-pilung verteilt sind,

  -tritt -auf diese "i.reiso- ein sichere.-. ]? esthalten- der El.ei-z-trc>de im.

  Kupplungskopf 1 ein.

  Nach dem mechanischen Arikuppeln der Elektrode wird die elektrizohe

  Verbindung zwischen der Elektrode 9 und der Kupplung 1 hergestellt.

  Dies kana-dadurch geschehen, daß durch eine entsprechend seitliche

  örl'nung in Kul)pl«uzgsl#ropf 1 ein Keil 11 aus guü leitendem ',.'#rer.'.cstoff,

  a-üwa Kupfer, zwischen die Stirnfläche 12 der und die

  Deakonfläche 13 des Kupplungskopfes 1 geprasst wird. Uri; einen

  sicheren Sitz-dieses Kontaktstückes zu bewirken, ist es vorteilhaf-

  das Kontaktstück 11 leei1Zörm2Lg auszu.-L"ühren und. die- Deckenfläche 13

  so auszubildent daß sie in eine,-,a gegen die 14 'dei

  0 -

  1!,upp#lun,gslzopfes I stösst,. der nur vionige Gra#cle, vorzugsweise 5 bL

  150 von einem-recIrten #iirLI"el-a , bweicht.

  Gem-ILos einer -a.nderolL Aus:C -ÜI'lrUngs£Or-rl der vcrliegc"Idcn Erfind-unL'-

  kann# die elektrisch leitende -Verbindun zwischen der Elektrode 9'

  und dera ICupplungskopf - 1. ans-Üatt durch den Keil 11 du:#ch kappen-

  för.,#iige Köntaktteile 15 bewirkt vierdeng vielche über das S'tir1,1--

  ende lo- der Elektrode 9- greifen tuid die mittels einer oder

  mahrerer Federn 16 gegen die D#,>c«t,-.enfläche 1,3 des ICUPP1ungskoPfes 1

  abgostittzb werden. U#ni zu bewirkene. dass die Pedern 16 nicht durch

  Widerstaadserwärmung, auf unzulässige Tepperaturen gebracht wer-

  deft, sind elektrisch leitende flexible-Verbinclw#zr7"selom-"-,nto. 17

  vorlianden, welche das kappenförmig Kont ustück 15 mit der Decken.

  e

  fläche 13 verbinden und die Stromleitun übernel-men. Zusätzlich

  können die Federn isoli:ext En:k gelagert se

  j#nstolle einur h".ücenför-migen Aeretiorvorrichtung 6 für die Kugeln

  die Kugelhal-#er 4 ist in Abb. 2- eine, c-lek,#:roriiae;rietische Ar-

  rotiervorrichtun Ja angedeutet. besteht

  9

  etwa aus einein ein- und- ausschaltbaren Elektromag-net 1 l# zwischen

  dessen Pole im Palle der Ztrombeaufschlagung ein Anker 2o ge-' zogen wird. Die Arretierung bleibt der Strom eingeschaltet is"it

  Um die mechanischen Kupplungsolemonto jiehor vor

  U,

  und damit vor einer uazulässiean Er.Wärmung durch

  hitzurl3- zu schützen" wird vorgeschla-en, diese elektrisch von den

  übrigen Teilen zu isolieren. Dies k;#.urL daClurch gaschehen, dass

  die Innenwandung des X#pplungskopf es zylindr.-L»sch i-rird

  jedoch in der Weisog daß der Durchmesser 21 dos-unteren Teilos

  des ICupplungskopfes grössor ist als der Duro.,w",es»sar 22 des obGron

  Toiles des !Cupplungsko-. 'es, so ivie die2 in Abb. 3 dargez#tz#llt L.;t.

  Die Wandung des unteren Teiles das vjirü -sodann mit

  einer isolierenden Schicht 23t etwa aus keramischem 2ks-

  best, Kunststoff oder dgl. ausgekleidet. 2Lj'ber dieser ILuskleidung

  wird sodann eine Hülse 24 mit leicht koniccher Innenwandunt; 25 an-

  gebrachtg auf der in der, oben bereits beschriebenen die

  Kugeln -3 gleiten und die ICu.-p##lung zwL.Ichen dem ivk.U1)plungoltcoi)f 1

  und der Elektrode 9 herstellen. -

  Um die Wärmebelastung der Xupplung noch weiter

  herabzusetzen# ist es mögl-iI-ch, den Ku-,oilunr;-sko_z).-L' hohlwundig aus-

  zuführen und ihn von einem !Züli7L-nit-ii,-ls otvii:i durcIlfliassen

  zu lassen. Dieses Kühlmittel kann etwa durch die Tra dem

  Kopf von oben zu- und abgeführt vierden.. Dies 1-t- umso leichter

  möglich als die Tragstange selbot in den meisten r#nllen

  kühlt ist.

  Der erfindungsgemässe yupl)luil,-s-,:opf kann auf bekw-inte Weise- Lli'L-f

  der Tragstange auswechselbar vorbunden s04u. ES ist*natÜrl:LO1,1

  L

  auch möglichl ihn tuaösbar ail der Tragstange, zu befestigen*

Claims (1)

1. P t t> bt #& Vorrichtune'an Blektrolichtbo-c-nb--,"en ,iit -colbz;-.'-vvrzehr onder L.,icktrode zum mochanischen Ar4ki-12,-,.cln und eIcktriach leitende'n Verbin*den der-Elckj%'.-rodu mit einor TraZiit--ngog bol der für das Aukuppeln -und dau eIcktrizeho Verbinden vindj dadurch der- Kupplungekopf (2) Im Innern mit oiner leicht konischen Wändung-- esweize wenis -(2) vorsehen ist# die an Ihrem vor.,u, Stens drei KUCOIa (3) aunvcictl, die von Zu-c--Ihaltern (4) schal- tort sinde und zur Horstellung einur eIcktriach leitenden Vor- (1) und der Bloktrode (9) bindunG zwischen dem Kun Teile aua gut r-up.-äeor,vorLs-nden sind# die nowohl -geGen die ß":.#ti-.n:rlGche (12) der L-#lc'.:.trode (9) vilo auch -cC.en die (13) dea (1) gepreßt worden* 2,o Vo=ichtung auch Anspruch :Lu dadurch i;'ekonnteichnett daß die das machanioche Ankuppeln bewirkenden Mauelemente- elektrisch von den übrieen-Teilen lneltert-üind. 30 Vorrichtung nach Anapruch 1 dadurch gekomseichnet» daß die Zugelbalter. (4) mit o=t don Kugeln (3) parallel- zur al- Achee 8*z Kupplungakopfes bevccl'ich und In ihrar höchsten Ct leg arratierbar ainde V#rrichtu ng nach Anapruch dadurch-£-;Akonnzeichngt#' -d&$ Oberhalb des Kupplungtkopfen (1.) eine Arretiervorrichtung in ]Pom von o inmenkbaron Xaken, (6).vorhanden tote 59 VorrichtunS nach Anzpruch dadurch rokennzolchnet# daß oberhalb dea KupplunGokapi-"co (1) eine magnetische Airretie'r_ vorrichtv-nat etwa in Fora von LIcAtrc=aenetenp Dauer=SrmDten oder ochaltbaren Dauermagnotommystezen vorhanden Ist* 6* Vorrichtuna nach 1 bin daß die Meckantlüche (13) den Kupplunirokortes (1) von einer- "latt die-in einen Winkel ec,con die Seltenwand (14) des Kupp#unZakopfes (1) etößt.0 der nur roonl,a Gradeg etwa 5 0 0 von'einem rechtel Winkel abweicht und daß eino Öffnur.u- Im Kupplunzekopf (1) vor- handen lnt» die einen echwach konizehen Keil (11).aus Kupfer oder dale nur -elektrisch leitenden Vorbindung- milachen Kupplung-. kopf (1) und V.lektrode (9) aufnir.,nt* 7* Vorriehtun,- nach #m--Opruch 1 bin 5v dadurch gekonnscichneto daß das die Eloktrode (9) und den Zupplungekopf (1) elektricah verbindende Teil kappenförmiß tIber den Stirnende (10) disr Elek- trode (9) greift und mittela einer oder mehrerer Pedern (16) gegen die DockenflUche (13) des Kapplungolzopfen (1) abgeatUtzt Wird Und du flexible Verbindunsselemeat (17) am elektrisch Lmt leitendem Workotoff vorhanden einde die de& Str= vom Kappm lunZekopf zur Elektrode führeng 8,0- vorri6htung nach Anapruch 2 und 39 dadurch Zckenn.,9.oichnete daß eine RUine mit 1,eicht konischer zzmenw=d=a döjz X-up> lungskopf eine elektrisch icolieronde GCUOht 4U0 IM sohm Workstottg Aabentg ganatotoff oder Vorrichtunig Zweh A=pruch 1 bio 8p dadurch gekennzeichnet$ daß der Kupplungekopt hühlwündia auoeel*%LU4-t une von einen zuhlrittelf etwa iabetr durchfleuaen wird$