DE1468168C3

DE1468168C3 - Vorrichtung zum Drehen, Vorschieben und Zentrieren der Elektroden von zur Erzeugung von Acetylen und Äthylen durch Spaltung von Kohlenwasserstoffen dienenden Lichtbogeneinrichtungen

Info

Publication number: DE1468168C3
Application number: DE1468168A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl.-Ing. 5040 Bruehl Bender; Erich 5000 Koeln Schallus; Helmut 5030 Hermuelheim Seifert; Kurt Dr. 5033 Knapsack Sennewald
Original assignee: KNAPSACK AG 5033 HUERTH-KNAPSACK
Current assignee: KNAPSACK AG 5033 HUERTH-KNAPSACK
Priority date: 1964-12-15
Filing date: 1964-12-15
Publication date: 1974-03-28
Also published as: DE1468168A1; DE1468168B2; CH466240A; NL6516126A; AT263709B; US3384777A; FR1460244A; NO125709B; GB1128604A

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun

eine Vorrichtung zum Drehen, Vorschieben und Zen-40 trieren der Elektroden von zur Erzeugung von Acetylen und Äthylen durch Spaltung von Kohlenwasserstoffen dienenden Lichtbogeneinrichtungen,

Die vorliegende Erfindung hat eine Vorrichtung mit deren Hilfe die Elektroden kontinuierlich mit zum Gegenstand, die beim Betrieb eines Hochstrom- einstellbarer Drehgeschwindigkeit um ihre Längslichtbogens zwischen sich verbrauchenden Kohle- 45 achsen gedreht und, unabhängig davon, gleichzeitig elektroden diesen selbsttätig eine Drehbewegung und zum Ausgleich des Abbrandes in axialer Richtung unabhängig davon zugleich eine Vorschubbewegung vorgeschoben werden können,
erteilt. Während die Drehgeschwindigkeit der Elek- Die Erfindung besteht darin, daß auf einem für

troden mit an sich bekannten elektrischen und/oder alle Elektroden gemeinsamen Ofenkopf für jede mechanischen Mitteln auf einen gewüschten Wert 50 Elektrode eine die Elektrode und einen davon elekeingestellt und über einen längeren Zeitraum gehal- trisch isolierten Tragkörper aufnehmende Elektroten werden kann, erfordert die selbsttätige Regelung denfassung vorgesehen ist, auf dem Tragkörper ein des Elektrodenvorschubs einen eigenen elektrischen Rotationskörper zur Aufnahme der Organe für die Regelkreis, dessen Besonderheiten im vorliegenden Halterung, die Drehung und den Vorschub der zuZusammenhang nicht erörtert und beansprucht 55 geordneten Elektrode drehbar aufgesetzt ist, die beiwerden, den für jede Elektrode vorgesehenen eigentlichen Vorrichtungen zum Vorschieben der Elektroden Antriebsvorrichtungen auf einer von den am Ofenvon Lichtbogenanordnungen zum Ausgleich des Ab- kopf angebrachten Kragarmen getragenen ringförbrandes sind bereits in der Frühzeit der Elektro- migen Grundplatte befestigt und die Antriebswellen technik für die damals aufkommenden elektrischen 60 der beiden auf ein gemeinsames Differentialgetriebe Bogenlampen entwickelt worden. Den Vergleichs- arbeitenden Antriebsvorrichtungen durch in an sich weise unkomplizierten Betriebsbedingungen ent- bekannter Weise gestaltete Gelenkwellen mit den sprechend, waren auch die dabei benötigten Vorrich- Antriebszapfen der die Elektrodendrehung und den tungen verhältnismäßig einfach. Weitere Vorschub- Elektrodenvorschub vermittelnden, im Rotationstrageinrichtungen sind bekannt von den großen elektro- 65 körper untergebrachten Organe verbunden sind,
thermischen öfen, beispielsweise Stahl-Lichtbogen- Durch die Wahl individueller Antriebe auf einer öfen und den Calciumcarbidöfen, bei denen es sich gemeinsamen Grundplatte ergibt sich eine übersichtnicht nur um den Ausgleich des Elektrodenabbran- liehe Anordnung der Vorrichtung, die als ein Ganzes

auf die Lichtbogenbrennkammer aufgesetzt bzw. von fen, die sich, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung

dieser abgenommen werden kann, die ferner ein ein- eines kurzen, kreiszylindrischen Stückes, mit den faches Wechseln oder Ergänzen der Elektroden kleineren Kreisflächen berühren; die Vorschubrollen

gestattet sowie Wartungs- und Pflegearbeiten sehr sind mit einem isolierenden Belag mit zweckmäßig

erleichtert. 5 hohem Reibungswert versehen.

Die Erfindung besteht weiter darin, daß als An- Die Elektrode wird dabei theoretisch an vier triebsvorrichtung für den Vorschub der Elektrode Punkten des Umfangs, die einander paarweise gegenein Getriebemotor verwendet ist, der über eine überliegen, gehalten.

Schnecke ein lose auf der Antriebswelle sitzendes Für jede Elektrode ist in einer zugeordneten koni-Schneckenrad antreibt, das koaxial einen Kranz mit io sehen Ausnehmung des für alle Elektroden gemein-Innenverzahnung trägt, in der die gleichzeitig auf samen Ofenkopfes ein mit einer elektrisch isolierender Außenverzahnung des auf der Antriebswelle den Auskleidung versehener Fassungsträger eingebefestigten Sonnenrades abrollenden, von dem mit setzt, der seinerseits die koaxial angeordnete Kon-Außenverzahnung versehenen, lose auf der Antriebs- takthalterung trägt, deren unterer Teil dünnwandig welle sitzenden Steg gehaltenen Planetenräder ab- 15 und am unteren Ende mit einem ringsum laufenden, laufen, während als Antriebsvorrichtung für die eine konische Druckfläche tragenden Wulst ausge-Drehung der Elektrode um ihre Längsachse ein führt, mit achsparallelen Längsschlitzen und auf der zweiter Getriebemotor verwendet ist, auf dessen An- Innenseite mit in Gruppen zu drei angeordneten triebswelle ein Ritzel fest aufgesetzt ist, das mit der Kontaktflächen versehen ist.

Außenverzahnung des Steges im Eingriff steht. 20 Die erhaben ausgearbeiteten Kontaktflächen über-

Die beiden Bewegungsarten, Vorschub- und Dreh- nehmen die eigentliche Stromzuführung zu den Elek-

bewegung sind dabei unabhängig voneinander, wobei troden.

die Drehbewegung mit einstellbarer Drehgeschwin- Das untere Ende der Kontakthalterung ist koaxial digkeit kontinuierlich und die Vorschubbewegung mit Abstand von einer Spannhülse umgeben, deren absatzweise nach dem Eintreffen entsprechender Im- 25 unterer Rand als nach innen angeordneter Ring auspulse aus einem angeschlossenen, im vorliegenden gebildet und mit einer konischen Druckfläche yer-Zusammenhang nicht näher beschriebenen Regel- sehen und deren oberer Rand als nach außen gerichkreis einsetzt. teter Flansch ausgeführt ist, wobei gegen die Unter-Zur Erzeugung der Drehbewegung der Elektrode seite des Flansches eine um die Spannhülse herumist an dem Rotationstragkörper ein Schneckenkranz 30 gelegte Tellerfeder drückt, deren anderes Ende sich koaxial und unverschiebbar befestigt, der mit der mit gegen einen Absatz im elektrisch durch eine Ausdem Antriebszapfen versehenen Schnecke im Eingriff kleidung isolierten Inneren des Fassungsträgers absteht, stützt. . . : . -;;

Zur Änderung der Drehgeschwindigkeit können Die Spannhülse wird bei dieser Anordnung durch

die hierfür bekannten Maßnahmen und Mittel ange- 35 die Tellerfeder stets nach oben gedrückt und drückt

wandt werden, beispielsweise bei Gleichstrom eine dabei ihrerseits mit der an ihrem unteren, dickeren

Regelung durch Beeinflussung des Erregerfeldes des Rand angearbeiteten konischen Druckfläche gegen

Motors und bei Drehstrom die Verwendung eines die ebenfalls konische Gegenfläche, die am unteren

dem Motor nachgeschalteten, stufenlos regelbaren verdickten Rand der Kontakthalterung vorgesehen

Getriebes. 40 ist, wobei eine elastische Anpressung der Kontakt-

Zur Erzeugung der Vorschubbewegung der Elek- flächen an die Elektrode entsteht, trode ist auf dem Rotationskörper ein Schnecken- Um auch bei Abweichungen der tatsächlichen kranz drehbar aufgesetzt, der mit der mit dem An- Elektrodenmaße von den Sollmaßen, insbesondere triebszapfen versehenen Schnecke im Eingriff steht bei örtlichen Vertiefungen auf der Oberfläche, eine und mit einem koaxialen Zahnkranz fest verbunden 45 hinreichende Anpressung der Kontaktflächen zu erist, auf dem das auf der Welle der Schnecke fest auf- halten, sind an dem am unteren Ende der Spann-, gesetzte Ritzel abrollt und dabei über die Schnecke hülse ausgearbeiteten Ring vorgespannte Blattfedern die beiden Schneckenräder dreht, auf deren Wellen befestigt, die die zwischen den Längsschlitzen im 4 die an der Elektrode angreifenden, einander gegen- unteren Teil der Kontakthalterung stehengebliebenen überliegenden Vorschubrollen festsitzend angeordnet 50 Zungen mit den erhaben ausgearbeiteten Kontaktsind, flächen federnd gegen die Elektrode anpressen. _;;;: Die Elektrode wird durch die Vorschubrollen so Zur Zurückführung eines im elektrischen Lichtfest gehalten, daß sie die Haftreibung an den strom- bogen zu erhitzenden Gases, das längs der Elektrode führenden, erhaben ausgearbeiteten Kontaktflächen strömen soll, ist die Kontakthalterung mit einer überwindet. 55 radialen Bohrung nebst einem sich daran anschließen-Diese Anpressung der Vorschubrollen an die Elek- den Ringraum versehen, wobei oberhalb des Ringtrode wird dadurch bewirkt, daß die das eine Schnek- raumes zwischen Kontakthalterung und Elektrode kenrad und die eine Vorschubrolle tragende Welle in Dichtungsringe angeordnet sind, einem auf dem Rotationstragkörper befestigten RoI- Letztere verhindern das Durchtreten des eingelenbock und die das Schneckenrad nebst Vorschub- 60 führten Gases, das, wie z. B. Wasserstoff, mit der rolle tragende zweite Welle in einer am gleichen Außenluft ein brennbares oder sonst schädliches Rollenbock angebrachten Schwinge gelagert und für Gemisch bilden könnte.

die Anpressung der Vorschubrollen an die Elektrode Weitere Dichtungsringe sind zwischen Ofenkopf

zwei mit dem einen Ende am Rollenbock und mit und Fassungsträger, zwischen dem Fassungsträger dem anderen Ende an der Schwinge eingehängte, 65 und seiner elektrisch isolierenden Auskleidung des

nachstellbare Zugfedern vorgesehen sind. Fassungsträgers und der Kontakthalterung vorge-

■"■' Das Profil der Vorschubrollen entspricht zwei sehen. Auch hier wird damit das Durchtreten von

koaxial zueinander angeordneten Kreiskegelstümp- Gasen in die Außenluft verhindert.

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Der Tragkörper ist auf seiner Innenseite mit einer Fassungsträger 39, ein Hohlkörper, der zweckmäßig

elektrisch isolierenden Auskleidung, die beispiels- aus einem unmagnetischen Werkstoff gefertigt ist.

weise aus Gummi bestehen kann, versehen. Seine Innenseite ist mit einer elektrisch isolierenden,

Dadurch wird die Verhinderung elektrischer Über- beispielsweise aus Hartpapier oder Hartgewebe, das schlage zwischen Elektrode und Tragkörper erreicht. 5 mit einem Duroplast verpreßt ist, bestehenden Ausschließlich ist eine elektrisch isolierende Ausklei- kleidung 37 belegt. Ein Durchdringen von Gasen dung noch an der Durchführungsöffnung für die wird durch den Dichtungsring 36 verhindert.
Elektrode am oberen Flansch des Rotationskörpers Auf dem Fassungsträger 39 ist koaxial, elektrisch angeordnet. von ihm isoliert und durch einen Dichtungsring 58

Hierdurch werden Überschläge zwischen der Elek- io gegen Gasdurchtritt geschützt, die Kontakthalterung

trode und dem Rotationstragkörper ausgeschlossen. 30 aufgesetzt, die beispielsweise aus Kupfer besteht.

Die beispielsweise drei Elektroden bei Drehstrom Ihr unterer, tief in den Fassungsträger 39 hineinsind auf dem Ofenkopf gleichmäßig im Kreise ver- ragender Teil ist dünnwandig ausgeführt und mit teilt angeordnet. Ihre Längsachsen konvergieren nach achsparallelen Längsschlitzen 51 versehen. Am unteeinem gemeinsamen, auf der Mittelachse des Ofen- »5 ren Ende der Kontakthalterung 30 ist ein rundum kopfes liegenden Schnittpunkt. Der zwischen dieser laufender, eine konische Druckfläche 52 tragender Mittelachse und der Längsachse einer Elektrode Wulst 50 angearbeitet, der, den Längsschlitzen 51 eingeschlossene Winkel liegt dabei etwa 45 und 5°, entsprechend, ebenfalls geschlitzt und auf der Innenvorzugsweise zwischen etwa 20 und 8°. seite der zwischen den Längsschlitzen 51 stehen-

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf der *° gebliebenen, nachgiebigen Zungen 55 mit den erZeichnung schematisch dargestellt, haben ausgearbeiteten Kontaktflächen 42 versehen

F i g. 1 stellt diese Vorrichtung für eine Elektrode ist. Letztere sind zur Erzielung einer einwandfreien

teils in Vorderansicht, teils im Längsschnitt dar; Kontaktgabe in Gruppen zu drei angeordnet (Drei-

Fig.2 zeigt den rechts von der LinieI-I darge- punktlagerung).

stellten Elektroden-Teil der Vorrichtung nach «5 Der untere dünnwandige Teil der Kontakthalte-

p j g. ι; rung 30 ist mit Abstand von einer aus unmagneti-

F i g! 3 zeigt den links von der Linie H-II darge- schem Werkstoff, beispielsweise Edelstahl, bestehenstellten Antriebs-Teil der Vorrichtung nach Fig. 1; den Spannhülse34 umgeben. Der untere Rand der-

F i g. 4 zeigt eine Seitenansicht des oberen Teils selben ist als ein nach der Innenseite liegender Ring

der F i g. 1 mit den an der Elektrode angreifenden 3o 53 ausgebildet und mit einer konischen Druckfläche

Teilen des Vorschubmechanismus; ⁵² versehen, die der an Teil 50 vorhandenen ent-

Fig.5 zeigt im Längsschnitt das Unterteil der spricht. Auf der Außenseite des Ringes53 sind,

Kontakthalterung und der Spannhülse; gleichmäßig im Kreise verteilt, vorgespannte Blatt-

Fig. 6 ist ein Blick in Pfeilrichtung auf die unte- federn 38 befestigt, die die Zungen 55 mit den Konren Kanten der Kontakthalterung und der Spann- 35 taktflächen 42 federnd gegen die Elektrode drücken. J₁(Jj₅₆- . Der obere Teil der Spannhülse 34 ist als ein nach

Fig. 7 zeigt im vergrößerten Maßstab eine Drauf- außen gerichteter Flansch54 ausgeführt. Gegen seine

sieht auf die Abwicklung einer Zunge der Kontakt- Unterseite drückt eine um die Spannhülse 34 herum-

halterung. gelegte Tellerfeder 35, deren anderes Ende sich gegen

Der Erfindungsgegenstand wird vorteilhaft in den 4° einen Absatz im elektrisch durch die Auskleidung 37 Fällen verwendet, in denen von den verschiedenen isolierten Inneren des Fassungsträgers 39 abstützt.
Möglichkeiten zur Erzeugung der für die wärmever- Die gewählte Anordnung gewährleistet eine sehr brauchende Spaltreaktion erforderlichen Wärme- gleichmäßige und zuverlässige Kontaktgabe auch in mengen von der Umsetzung elektrischer Arbeit in den Fällen, in denen die Maßhaltigkeit und die Ober-Wärme in einem Lichtbogensystem Gebrauch ge- 45 flächengüte der Elektrode 40 den Sollwert nicht ganz macht wird. Dem heutigen Stand der Technik ent- entsprechen.

sprechend, ist dabei in erster Linie an den Betrieb Der obere, schließend in der elektrisch isolieren-

eines mit Drehstrom gespeisten sogenannten Hoch- den Auskleidung des Fassungsträgers 39 sitzende

stromkohlebogens zwischen sich verbrauchenden Teil der Kontakthalterung 30 ist mit einem Ringraum

und gleichzeitig um ihre Längsachsen rotierenden 5° 56 versehen, von dem aus eine Bohrung 33 nach

Kohleelektroden gedacht. Aber auch Gleichstrom- außen führt. Ein durch diese Bohrung 33 eingeführ-

und Wechselstrombetrieb ist möglich. tes Gas, beispielsweise reiner oder kohlenwasserstoff-

Ein derartiges Lichtbogensystem hat beispielsweise haltiger Wasserstoff, strömt längs der Elektrode 40,

für eine umgesetzte Leistung von 2500 kW drei diese umhüllend, in die Lichtbogenbrennzone.

Elektroden aus hochgraphitierter Kohle von je 55 Um das Austreten von Gas nach oben zu verhin-

70 mm 0, wobei die Kantenabstände der Elektro- dem, sind in einer oberhalb des Ringraumes 56 in

denstirnflächen, an denen der Lichtbogen ansetzt, im der Kontakthalterung 30 eingearbeiteten Ausbohrung

Betrieb etwa 12 mm betragen. Dichtungsringe 31, vorzugsweise Lippendichtungs-

Bei einer gemäß der vorliegenden Erfindung aus- ringe, zwischen Elektrode 40 und Kontakthalterung

geführten Vorrichtung ist auf der (nicht dargestellten) ^6o 30 eingesetzt.

Lichtbogenbrennkammer ein Ofenkopf 41 aufgesetzt, Mit der Kontakthalterung 30 ist der Stromzufühder die zu dem System gehörenden, gleichmäßig im rungsring 29, der zweckmäßig mit einer Anschluß-Kreis verteilten drei Elektroden 40 aufnimmt. Für lasche 59 versehen ist, elektrisch leitend verbunden, jede von ihnen ist eine erfindungsgemäße Vorrich- Nach Zwischenschaltung einer elektrisch isolierentung vorgesehen, wobei jede in mechanischer Hin- ⁶5 den Scheibe mit Kragen 32 folgt nun, koaxial in die sieht unabhängig von den beiden anderen ist. Kontakthalterung 30 eingesetzt, der Tragkörper 28.

In einer konischen Ausnehmung des Ofenkopfes Er ist ein rotationssymmetrischer Hohlkörper, der

41 sitzt, mit Beigabe eines Dichtungsringes 57, der innen auf seiner ganzen Länge mit einer beispiels-

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weise aus Gummi bestehenden elektrisch isolierenden Ofenkopf 41 mit Abstand umgibt und mittels der Auskleidung 43 versehen ist und dem die Aufgabe Kragarme 45 an ihn befestigt ist.
zufällt, dem über ihn gestülpten Rotationstragkörper Die Antriebsleistung für die Drehbewegung wird

27 Halt und Führung zu geben. Zu diesem Zweck in dem Getriebemotor 8 erzeugt und durch die an ihn ist letzterer mit Hilfe der Wälzlager 17 und 18 um 5 angekuppelte Welle 9 über die Gelenkwelle 11 zum den stillstehenden Tragkörper 28 koaxial drehbar, Antriebszapfen 14 der Welle geführt, auf welcher die wobei in dem nach unten verbleibenden Ringspalt Schnecke 47 aufgezogen ist. Die Schnecke 47 verein Dichtungsring 19 eingesetzt ist. setzt dabei über den Schneckenkranz 15 den Rota-

Am unteren Rande des Rotationstragkörpers 27 tionskörper 27 einschließlich der Elektrode 40 um ist koaxial und unverschiebbar ein Schneckenkranz io deren Achse in Drehung. Fest verbunden mit dem 15 aufgesetzt, der mit der mit dem Antriebszapfen 14 Rotationskörper 27 ist der Vorschubmechanismus versehenen Schnecke 47 im Eingriff steht. Durch der Elektrode 40 einschließlich des Rollenbockes 24, diese Organe wird bei Drehung des Antriebszapfens so daß diese Teile sich mit der gleichen Geschwindig-14 der ganze Rotationskörper 27 mit den fest mit keit wie die Elektrode 40 drehen. Die Koppelung ihm verbundenen Teilen einschließlich der Elektrode 15 zwischen den Wellen 9 und 7 wird dabei dadurch 40 in Umdrehung versetzt. erreicht, daß ein fest auf der Welle 9 aufsitzendes

Oberhalb des Schneckenkranzes 15 ist ein Schnek- Ritzel 10 mit dem auf der Welle 7 sich lose drehenkenkranz 16 nebst einem mit ihm fest verbundenen den Steg 5 kämmt. Dabei trägt der Steg 5 Planeten-Zahnkranz 16a die beide relativ zum Rotationstrag- räder 4, deren Zahnkränze in die Innenverzahnung körper 27 gedreht werden können, gelagert. Schnek- 20 des mit der Welle 7 festverbundenen Sonnenrades 6 kenkranz 16 steht im Eingriff mit der Schnecke 48, eingreifen. Die Welle 7 schließlich treibt über die der die Antriebsleistung für den Elektrodenvorschub Gelenkwelle 12 und die Welle 13 mit Schnecke 48 über den Antriebszapfen 13 der Schneckenwelle zu- den Schneckenkranz 16 an, welcher sich lose auf dem geführt wird. · Rotationskörper 27 drehen kann. Mit dem Schnek-

Das Oberteil des Rotationstragkörpers 27 ist bis 25 kenkranz 16 ist der Zahnkranz 16 α fest verbunden, auf die Durchtrittsöffnung für die Elektrode 40 ge- Letzterer steht im Eingriff mit dem Ritzel 20, welschlossen. Diese Durchtrittsöffnung ist mit der elek- ches über die Schnecke 21 den Vorschubmechanistrisch isolierenden Auskleidung 44 versehen, die die mus antreibt.
Verhinderung elektrischer Überschläge bezweckt. Die Vorschubbewegung der Elektrode 40 wird da-

Auf diesem Oberteil des Rotationstragkörpers 27 30 durch bewirkt, daß die von dem Getriebemotor 1 erist der Rollenbock 24 angeordnet, in dem das zeugte Antriebsleistung über die Schnecke 2 auf das Schneckenrad 22 und die Vorschubrolle 23 mittels lose auf der Welle 7 sitzende Schneckenrad 3 geleitet der mit ihnen formschlüssig verbundenen Welle 49 a wird, wobei das Schneckenrad 3 mit dem koaxial zu gelagert sind, wobei die Teile 22 a, 23 a und 49 a mit ihm angeordneten, mit Innenverzahnung versehenen den Teilen 22, 23 und 49 übereinstimmen. Die bei- 35 Kranz 3 a fest verbunden ist und wobei die Innenden Schneckenräder 22 und 22 a sind im Eingriff mit verzahnung des Kranzes 3 a die Antriebsleistung des der Schnecke 21, deren Welle in der Hülse 60 geführt Getriebemotors 1 auf die in ihr rollenden Planetenist und am unteren Ende das auf dem Zahnkranz 16 α räder 4 überträgt, die ihrerseits in die Zähne des mit sich abwälzende Zahnrad 20 trägt. Wenn die Relativ- der Welle 7 fest verbundenen Sonnenrades 6 eingeschwindigkeit zwischen dem Rotationstragkörper 40 greifen.

bzw. dem unverschiebbar mit ihm verbundenen Zahn- Die Übersetzungsverhältnisse im Planetengetriebe

rad 20 und dem Zahnkranz 16 α gleich Null ist, findet (10, 5, 4, 3) sind so gewählt, daß bei stehendem keine Vorschubbewegung statt. Erreicht sie jedoch Getriebemotor 1 die Wellen mit den Antriebszapfen endliche Werte, so tritt eine Vorschubbewegung in 13 und 14 mit gleicher Umdrehungszahl angetrieben der einen oder anderen Richtung ein. 45 werden, so daß auch der mit dem Rotationskörper

Um die Erneuerung einer Elektrode zu erleichtern, 27 fest verbundene Schneckenkranz 15 und der auf kann die Schwinge 25 nach außen geschwenkt wer- dem Rotationskörper 27 sich lose drehende Schnekden, wobei gleichzeitig das Schneckenrad 22 a außer kenkranz 16 genau die gleiche Umdrehungszahl Eingriff mit der Schnecke 21 kommt und die Vor- haben. Daraus ergibt sich, daß bei stehendem Geschubrolle 23 a von der Elektrode 40 abgehoben 50 triebemotor 1 keine Relativbewegung zwischen Zahnwird. Im Betrieb wird die Schwinge 25 durch die kranz 16 a und Ritzel 20 vorhanden ist, da das Ritzel Zugfedern 26 und 26 a in der richtigen Lage gehalten. 20 über die mit dem Rotationskörper 27 fest ver-

Die Vorschubrollen 23 und 23 a besitzen ein Pro- bundene Lagerung 60 mit derselben Drehzahl wie fil, das etwa zwei koaxial zueinander angeordneten der Zahnkranz 16 a um die Achse der Elektroden 40 Kreiskegelstümpfen entspricht, die sich, gegebenen- 55 rotiert.

falls unter Zwischenschaltung eines kurzen kreis- Sobald nun der Getriebemotor 1 sich vorwärts

zylindrischen Stückes, mit den kleineren Kreisflächen oder rückwärts dreht, erhält die Antriebswelle 7 berühren. Dieses Profil kann mit einiger Annäherung über die Planetenräder 4 und das Sonnenrad 6 eine als einschaliges Rotationshyperboloid bezeichnet andere Umdrehungszahl als die Antriebswelle 9, was werden. 60 sich schließlich als Relativbewegung zwischen dem

Die Vorschubrollen 23 und 23 α sind auf den pro- Zahnkranz 16 α und dem Ritzel 20 und somit als filierten Flächen mit einem elektrisch isolierenden Vorschub- oder Rückschub-Bewegung der Elektrode Belag versehen, der gleichzeitig das Vorhandensein 40 äußert.

einer ausreichenden Haftreibung gegenüber dem Die Elektroden 40 sind in unter sich gleichen

Elektrodenmaterial gewährleistet. 65 Bodenabständen durch den Ofenkopf 41 geführt.

Die eigentlichen Antriebsvorrichtungen für die in Ihre Längsachsen konvergieren nach einem gemein-Frage kommenden Bewegungsarten sind auf einer samen Schnittpunkt auf der Mittelachse des Ofenringförmigen Grundplatte 46 angeordnet, die den kopfes 41. Die Winkel zwischen der Mittelachse und

einer der Elektroden-Längsachsen sind somit ebenfalls unter sich gleich. Sie liegen größenordnungsmäßig zwischen 45 und 5°, vorzugsweise zwischen 20 und 8°.

Die beschriebenen und beanspruchten Merkmale haben sich als notwendig erwiesen, um einen gleichmäßigen, störungsfreien Lichtbogenbetrieb sicherzustellen. Von besonderer Wichtigkeit ist dabei eine

zuverlässige Zentrierung der Elektroden, da beim Rotieren bereits eine ganz geringe Exzentrizität der Elektroden dazu führt, daß eine zufriedenstellende Regelung des Elektrodenvorschubs nicht mehr möglieh ist.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe hat sich als technisch und wirtschaftlich zweckmäßig erwiesen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Drehen, Vorschieben und Zentrieren der Elektroden von zur Erzeugung von Acetylen und Äthylen Spaltung von Kohlenwasserstoffen, dienenden Lichtbogeneinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem für alle Elektroden gemeinsamen Ofenkopf (41) für jede Elektrode eine die Elektrode

(40) und einen davon elektrisch isolierten Tragkörper (28) aufnehmende Elektrodenfassung (29, 30, 31, 39) vorgesehen ist, auf dem Tragkörper (28) ein Rotationstragkörper (27) zur Aufnahme der Organe für die Halterung, die Drehung und den Vorschub der zugeordneten Elektrode (40) drehbar aufgesetzt ist, die beiden für jede Elektrode (40) vorgesehenen eigentlichen Antriebsvorrichtung (1, 8) auf einer von dem Ofenkopf

(41) angebrachten Kragarmen. (45) betragenen ringförmigen Grundplatte (46) befestigt und die Antriebswelle (7, 9) der beiden auf ein gemeinsames Differentialgetriebe arbeitenden Antriebsvorrichtung (1, 8) durch in an sich bekannter Weise gestaltete Gelenkwellen (11, 12) mit den Antriebszapfen (13, 14) der die Elektrodendrehung und den Elektrodenvorschub vermittelnden, im Rotationstragkörper (27) untergebrachten Organe verbunden sind. "

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Antriebsvorrichtung für den Vorschub der Elektrode (40) ein Getriebemotor (1) verwendet ist, der über eine Schnecke (2) ein lose auf der Antriebswelle (7) sitzendes Schneckenrad (3) antreibt, das koaxial einen Kranz mit Innenverzahnung (3 d) trägt, in der die gleichzeitig auf der Außenverzahnung des auf der , Antriebswelle (7) befestigten Sonnenrades (6) abrollenden, von dem mit Außenverzahnung versehenen, lose auf der Antriebswelle (7) sitzenden Steg (5) gehaltenen Planetenräder (4) ablaufen, während als Antriebsvorrichtung für die Drehung der Elektrode (40) um ihre Längsachse ein zweiter Getriebemotor (8) verwendet ist, auf dessen Antriebswelle (9) ein Ritzel (10) fest aufgesetzt ist, das mit der Außenverzahnung des Steges (S) im Eingriff steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Hervorrufung der Drehbewegung der Elektrode (40) an dem Rotationstragkörper (27) ein Schneckenkranz (15) koaxial und unverschiebbar befestigt ist, der mit der mit dem Antriebszapfen (14) versehenen Schnecke (47) im Eingriff steht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Hervorrufung der Längsbewegung (Vorschub) der Elektrode (40) auf den Rotationskörper (2) ein Schneckenkranz (16) drehbar aufgesetzt ist, der mit der mit dem Antriebszapfen (13) versehenen Schnecke (48) im Eingriff steht und mit einem koaxialen Zahnkranz (16 a) fest verbunden ist, auf dem das auf der Welle der Schnecke (21) fest aufgesetzte Ritzel (20) abrollt und dabei über die Schnecke (21) die beiden Schneckenräder (22 und 22 a) dreht, auf deren Wellen (49 und 49 a) die an der Elektrode (40) angreifenden, einander gegenüberlie-· genden Vorschubrollen (23 und 23 a) festsitzend angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die das eine Schneckenrad (22) und die eine Vorschubrolle (23) tragende Welle (49)' in einem auf dem Rotationstragkörper (27) befestigten' Rollenbo'ck (24) und die das Schnekkenrad(22a) nebst Vorschubrolle (23 α) tragende zweite Welle (49 α) in einer am gleichen Rollenbock (24) angebrachten Schwinge (25) gelagert und für die Anpressung der Vorschubrollen (23, 23 α) an die Elektroden (40) zwei mit dem einen Ende am Rollenbock (24) und mit dem anderen Ende an der Schwinge (25) eingehängte, nachstellbare Zugfedern (26, 26 a) vorgesehen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Vorschubrollen (23, 23 α) zwei koaxil zueinander angeordneten Kreiskegelstümpfen, die sich gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines kurzen, kreiszylindrischen Stückes, mit den kleineren Kreisflächen berühren, entspricht und die Vorschubrollen (23, 23 a) mit einem isolierenden Belag versehen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Elektrode (40) in einer zugeordneten konischen Aufnahme des für alle Elektroden gemeinsamen Ofenkopfes (41) ein mit einer elektrisch isolierenden' Auskleidung (37) versehener Fassungsträger (39) eingesetzt ist, der seinerseits koaxial angeordnete Kontakthalterung (30) trägt, deren unterer Teil dünnwandig und am unteren Ende mit einem ringsum laufenden, eine konische Druckfläche (52) tragenden Wulst (50) ausgeführt, mit achsparallelen Längsschlitzen (51) und auf der Innenseite mit in Gruppen zu drei angeordneten Kontaktflächen (42) versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Kontakthalterung (30) koaxial mit Abstand von einer Spannhülse (34) umgeben ist, deren unterer Rand als nach innen angeordneter Ring (53), ausgebildet und mit einer konischen Druckfläche (52) versehen und deren oberer Rand als nach außen gerichteter Flansch (54) ausgeführt ist, wobei gegen die Unterseite des Flansches eine um die Spannhülse (34) herumgelegte Tellerfeder (35) drückt, deren anderes Ende sich gegen einen Absatz im elektrisch durch die Auskleidung (37) isolierten Inneren des Fassungsträgers (39) abstützt. .

9.' Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem am unteren Ende der Spannhülse (34) angearbeitetem Ring (53) vorgespannte Blattfedern (38) befestigt sind, die die zwischen den Längsschlitzen (51) im unteren Teil der Kontakthalterung (20) stehengebliebenen Zungen (55) mit den erhaben ausgearbeiteten Kontaktflächen (42) federn gegen die Elektrode (40) anpressen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakthalterung (30) mit einer zur Zuführung eines im elektrischen Lichtbogen zu erhitzenden Gases längs der Elektroden (40) dienenden radialen Bohrungen (33) nebst einem sich daran anschließenden Ringraum (56) versehen ist, wobei oberhalb des Ringraumes

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(56) zwischen Kontakthalterung (30) und Elek- des handelt, sondern auch um die selbsttätige Ein-

trode(40) Dichtungsringe (31) angeordnet sind. haltung der vorbestimmten Werte von Spannung,

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehen- Strom und/oder Leistung. Die Elektroden müssen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich dabei vorschieben und zurückziehen lassen, zwischen Ofenkopf (41) und Fassungsträger (39) 5 wozu man sich in der Regel hydraulischer Einrichder Dichtungsring (57), zwischen der elektrisch tungen und elektromagnetisch betätigter Ventile isolierenden Auskleidung (37) und dem Fassungs- bedient.

träger (39) der Dichtungsring (36) und zwischen Bei Lichtbogeneinrichtungen, wie sie bei Verfah-

der elektrisch isolierenden Auskleidung (37) und ren zur Gewinnung von Acetylen und Äthylen durch

der Kontakthalterung (30) der Dichtungsring (58) io Spaltung von Kohlenwasserstoffen mit Hilfe eines

angeordnet sind. im elektrischen Lichtbogen, der zwischen sich ver-

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehen- brauchenden Elektroden brennt, erhitzten Gases, den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der beispielsweise Wasserstoffs, in Frage kommen, tritt Tragkörper (28) auf der Innenseite mit einer unter Umständen ein Betriebsverhalten auf, dem die elektrisch isolierenden Auskleidung (43) versehen 15 Einrichtungen für die Elektrodenbewegungen Rechist, nung tragen müssen.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehen- Während bei der Erhitzung reinen Wasserstoffs im den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an elektrischen Lichtbogen keine besonderen Schwierigder Durchführungsöffnung für die Elektrode (40) keiten auftreten, ist mit Komplikationen zu rechnen, am oberen Flansch des Rotationstragkörpers (27) 20 wenn dieser Wasserstoff über eine gewisse Grenze eine elektrisch isolierende Auskleidung (44) an- hinaus Kohlenwasserstoff enthält oder wenn, wie geordnet ist. . es z. B. durch das belgische Patent 604 989 unter

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehen- Schutz gestellt ist, nur Kohlenwasserstoff, beispielsden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die weise handelsübliches Methan, im elektrischen Licht-Elektroden (40) gleichmäßig im Kreise verteilt 25 bogen erhitzt wird. Es treten alsdann an den Kanten auf dem Ofenkopf (41) angeordnet sind und ihre der Elektrodenspitzen, und zwar an den nach außen Längsachsen nach einem gemeinsamen Schnitt- liegenden, kälteren Stellen derselben, Aufwachsungen punkt auf der Mittelachse des Ofenkopfes (41) von Kohlenwasserstoff auf, die einen zufriedenstelkonvergieren, wobei der zwischen der Mittelachse !enden Dauerbetrieb ausschließen.

des Ofenkopfes (41) und der Längsachse einer 30 Es wurde nun gefunden, daß diese Erscheinung Elektrode (40) eingeschlossene Winkel etwa zwi- verhütet werden kann, wenn man die Elektroden sehen 45 und 5°, vorzugsweise zwischen 20 langsam um ihre Längsachsen rotieren läßt. An den und 8°, liegt. im betrachteten Zeitelement kühleren Stellen des

Elektrodenumfangs gebildete Aufwachsungen von 35 Kohlenstoff gelangen dabei im nächsten Zeitelement in die heißeste Zone des Lichtbogens und verdampfen dort.