DE1018565B - Nippel-Schraubverbindung fuer Kohle- und Grafitelektroden - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Bei der kontinuierlichen Verwendung von Elektroden aus Kohle bzw. Graphit im Lichtbogenofen sind die schwachen Punkte im Elektrodenstrang die Nippel-Schraubverbindungen.

Eine Lockerung der Nippel-Schraubverbindung verursacht meist erhebliche Störungen durch Überhitzung des Nippels, der in diesem Falle die gesamte Stromübertragung übernehmen muß, an der er normalerweise bei gutem Kontakt und einwandfreiem Anpreßdruck an den Stirnflächen mit etwa 30%, also nur zu einem Bruchteil, beteiligt ist. Diese Überhitzung des Nippels kann zum Bruch des Nippels und zum Abfallen der Elektroden mit all ihren schwerwiegenden Folgen für den Ofenbetrieb führen, zum mindesten erfolgt eine durch erhöhte Oxydation des Elektrodenmaterials verursachte Einschnürung des Elektrodenstranges, die neben höherem Elektrodenverbrauch eine dauernde Bruchgefahr bedeutet.

Bei konischen Nippeln, bei denen nur durch etwa zwei Umdrehungen die Nippel-Schraubverbindung hergestellt wird, ist eine Lockerung mit Abfallen der . Elektroden besonders zu befürchten.

Da durch unsachgemäßes Nippeln durch ungeschulte Arbeitskräfte ebenso wie durch stark vibrierende Lichtbogenöfen eine Lockerung der Nippel-Schraubverbindung eintreten kann, ist man vielfach dazu übergegangen, die Nippelstelle zu sichern. Ein solches Verfahren sieht vor, Kohle- oder Graphitstifte an der Nippelstelle entweder an den Stirnflächen der Elektroden oder in einem gewissen Abstand davon durch die Nippelschachtel bis zu einer Bohrung des Nippels einzuziehen, so daß eine Drehung nicht erfolgen kann.

Abgesehen von den zusätzlichen Arbeitskosten tritt dabei jedoch eine Schwächung der Nippelschachtel auf, da das Bohrloch durch Kerbwirkung bei Temperaturspannungen Ausgangspunkt von Rissen sein kann. Außerdem wird erfahrungsgemäß durch diese Sicherungsstifte ein leichtes Auseinandergehen der Stirnflächen nicht verhindert, wobei die eingangs erwähnten Schwierigkeiten auftreten. Andere Verfahren zur Sicherung der Nippel-Schraubverbindung und Verminderung des Übergangswiderstandes sehen die \^rerwendung hart werdender Kitte vor.

Es ist auch bekannt, eine Lockerung der Nippel-Schraubverbindung bei Kohle- und Graphitelektroden dadurch zu vermeiden, daß das Gewinde der Muffe oder des Zapfens oder die Gewinde von Muffe und Zapfen mit einer eine rauhe Oberfläche aufweisenden Metallschicht überzogen werden, wobei gleichzeitig eine Verminderung des Übergangswiderstandes erstrebt wird. Doch weist die vorliegende Erfindung demgegenüber den Vorteil auf, daß kein anderes Material für die Nippel-Schraubverbindung ver-

Nippel-Schraubverbindung
für Kohle- und Grafitelektroden

Anmelder:

Fa. C. Conradty,

Nürnberg, Spittlertorgraben 9

Dr.-Ing. Ernst Doetsch, Nürnberg,

und Gregor Klier, Schwaig bei Nürnberg,

sind als Erfinder genannt worden

ao wendet werden muß. Die Nippel und Elektroden können ohne nennenswerte Verteuerung im bisherigen Arbeitsgang in laufender Produktion hergestellt werden. Es kann auch keine Verunreinigung durch Metall, die in vielen Fällen sehr störend wirkt, erfolgen.

Außerdem ist die Metallisierung der Gewindeflächen umständlich und teuer, da das Metall äußerst gleichmäßig aufgetragen werden muß. Die gemäß nachstehend beschriebener Erfindung bearbeiteten Nippel und Elektroden können in allen Fällen verwendet werden, es braucht also auch keine Rückfrage hinsichtlich des zu verwendenden Metalls vorgenommen werden.

Es hat sich nun gezeigt, daß eine sich nicht lockernde Nippel-Schraubverbindung der Elektroden erreicht werden kann durch besondere Gestaltung der Gewindeflächen und Stirnflächen der Elektroden. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, daß die bisher üblichen Gewindeformen, die einer internationalen Normung unterliegen, in keiner Weise geändert werden müssen und daß dieses Verfahren auch ohne jeden weiteren Arbeitsgang und damit ohne nennenswerte zusätzliche Kosten durchführbar ist.

Die hauptsächlich und international verwendete Gewindeform bei Graphitelektroden ist das sogenannte Trapezgewinde, das bei konischen Nippeln in ein kombiniertes Trapezzahngewinde abgewandelt wurde. Bei diesen Gewindeformen ergeben sich bei der bisherigen Bearbeitung glatte Flächen, die bei den schmierenden Eigenschaften des Graphits ein Aufgehen der Nippel-Schraubverbindung, besonders bei starken Erschütterungen des Ofens, begünstigen.

Erfindungsgemäß ist die Nippel-Schraubverbindung für Kohle- und Graphitelektroden dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeflächen des Nippels und der

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Elektroden sowie die Stirnflächen der Elektroden mechanisch so bearbeitet sind, daß sie eine gezahnte, gewellte, gerändelte, aufgerauhte oder sonstige unebene, einer Lockerung der Schraubverbindung entgegenwirkende und zugleich den Übergangswiderstand herabsetzende Oberfläche aufweisen.

Durch eine Profilgebung der tragenden Flanken des Gewindes, wie es beispielsweise die Fig. 2 und 4 zeigen, verbeißen sich die Flächen derart, daß, wie Versuche gezeigt haben, ein Lösen der Elektroden praktisch nicht mehr möglich ist.

In der Zeichnung ist in

Fig. 1 die normale Gewindeausführung eines zylindrischen Nippels dargestellt;

Fig. 2 zeigt einen Teil eines gemäß der Erfindung hergestellten zylindrischen Nippels; in

Fig. 3 ist eine normale Gewindeausführung eines konischen Nippels dargestellt;

Fig. 4 zeigt einen Teil eines konischen Nippels, dessen Gewinde gemäß der Erfindung bearbeitet ist; in ao

Fig. 5 ist ein Teil eines zylindrischen Nippels mit normalen Gewindegängen in der Perspektive dargestellt;

Fig. 6 zeigt einen Teil eines zylindrischen Gewindenippels mit Gewindeausführung gemäß der Erfindung as in perspektivischer Darstellung.

Auch eine Aufrauhung der Gewinde- und Stirnflächen durch Bestrahlen mit Sand oder Siliziumkarbid führt ebenfalls zu einer Erhöhung der Festigkeit der Nippelverbindung.

Ein vorteilhaftes, zu dem gewünschten Erfolg führendes Bearbeitungsverfahren besteht darin, durch leicht exzentrische Lagerung des rotierenden Fräsers eine rhythmisch auftretende, wellenförmige Oberflächenunebenheit zu erzeugen. Es gleiten dann beim Zusammenschrauben von Nippel und Elektrode nicht glatte Gewindeflächen aufeinander, die sich bei Graphit durch seine ihm eigentümliche Schmierwirkung leichter lösen, sondern es kommen zwei Flächen in Berührung, die mit kurzwelligen Erhöhungen und Vertiefungen versehen sind, die sich beim Anziehen des Gewindes ineinanderlegen, wodurch eine natürliche Hemmung gegen Lockerung des Gewindes erreicht wird. Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens liegt ebenfalls darin, daß es ohne jeden Mehraufwand durchgeführt werden kann.

Durch die eründungsgemäße Ausbildung der Gewinde- und Stirnflächen wird nicht nur erreicht, daß ein Lockern der Elektrodenverbindung praktisch nicht mehr möglich ist; durch das Verbeißen bei gleichzeitiger Vergrößerung der Kontaktflächen und durch die Verstärkung des Anpreßdruckes wird gleichzeitig eine erhebliche Herabsetzung des Übergangswiderstandes erzielt, wobei Stromverluste erniedrigt und unnötige Überhitzung des Elektrodenstranges mit daraus erfolgender erhöhter Oxydation vermieden wird.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Nippel-Schraubverbindung für Kohle- und Graphitelektroden, die einer Lockerung der Schraubverbindung entgegenwirkt und den Übergangswiderstand herabsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeflächen des Nippels und der Elektroden sowie die Stirnflächen der Elektroden mechanisch so bearbeitet sind, daß sie eine gezahnte, gewellte, gerändelte, aufgerauhte oder sonstige unebene, einer Lockerung der Schraubverbindung entgegenwirkende und zugleich den Übergangswiderstand herabsetzende Oberfläche aufweisen.

2. Verfahren zur Herstellung der in Anspruch 1 beanspruchten Ausbildung der Gewindefläche, dadurch gekennzeichnet, daß durch exzentrische Lagerung des zur Gewindebearbeitung verwendeten Fräsers eine rhythmisch auftretende Unebenheit auf der Gewindeoberfläche erzeugt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 932 813.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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