Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum
Aufhängen und Handhaben einer Anzahl von Platten. Insbesondere
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die zum Herausheben
einer Anzahl von Elektrodenplatten aus einer Elektrolysezelle,
deren Transport zu verschiedenen Bearbeitungsstationen und dem
Zurückbringen zu der Elektrolysezelle geeignet ist.
Hintergrund der Erfindung
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Kräne und Hebewerke werden generell zum Aufhängen und/oder
Transportieren der verschiedensten Gegenstände in verschiedenen
Gebieten der Technik verwendet. Es ist jedoch nicht praktisch,
einen herkömmlichen Kran oder ein herkömmliches Hebewerk zum
Heben und Transportieren der Elektrodenplatten bei der
elektrolytischen Gewinnung oder der elektrolytischen Raffination von
Metallen zu benutzen, da es dabei mehrere Probleme gibt, wie es
im folgenden umrissen wird.
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In dieser Beschreibung wird in der Folge die Bezeichnung
"elektrolytische Gewinnung" so verwendet, daß sie die
"elektrolytische Raffination" einschließt.
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Bei der elektrolytischen Gewinnung von Metallen ist eine
Anzahl von Anoden und Kathoden in einer Elektrolysezelle in
vorgegebenen Abständen abwechselnd angeordnet. Diese Elektroden
werden vor oder nach dem Betrieb angehoben, und viele davon
werden gewartet, behandelt, ausgetauscht oder erneuert. Bei der
elektrolytischen Gewinnung von Zink zum Beispiel werden die
Kathoden aus der Elektrolysezelle herausgenommen, zur Gewinnung
des galvanisch abgeschiedenen Zinks zu einem Ablösevorgang
geführt und danach wieder in die Zelle zurückgebracht. Die Anoden
werden jeweils nach mehreren Durchgängen gewartet und, falls
erforderlich, repariert.
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Wie erwähnt wurde bisher ein Kran oder Hebewerk zum Anheben
und Transportieren der Elektroden verwendet. Zum gleichzeitigen
Anheben und der Erleichterung der Wartung und des Austauschens
einer Anzahl von Elektroden wird eine Aufhängeranordnung
verwendet, die mit Haken versehen ist, die die Elektroden ergreifen
und aufnehmen. Die herkömmliche Aufhängeranordnung ist mit Haken
versehen, die einen konstanten Abstand voneinander haben, wobei
der Abstand zwischen den Haken nicht verändert werden kann. Die
Elektroden werden daher in einem eng benachbarten Zustand zu der
Ablösestation befördert. Mit diesem kleinen Raum zwischen den
Elektrodenplatten ist der Abstreifvorgang sehr mühsam. Es wäre
sehr vorteilhaft, wenn der Raum zwischen den Elektrodenplatten
wie gewünscht erweitert werden könnte.
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Aus der FR-A-1 334 765 ist eine Vorrichtung zum Anheben,
Trennen und Transportieren von Ziegeln mit einer Anzahl von
Klemmelementen bekannt, die in einer Reihe an Aufhängern
angebracht sind, die selektiv mittels verschiebbarer Stäbe, die sich
durch ausgerichtete Übertragungswinkel in den Klemmelementen
erstrecken, auseinandergezogen und wieder zusammengebracht
werden können. Die Stäbe tragen versetzt Anschlagnocken, die bei
einer geeigneten Drehung der Stäbe mit entsprechenden Schlitzen
in den Übertragungswinkeln in Deckung gebracht werden oder
nicht, so daß bestimmte Klemmen voneinander getrennt werden
können.
Darstellung der Erfindung
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Ausgehend von diesem Stand der Technik löst die vorliegende
Erfindung das obige Problem dadurch, daß eine Vorrichtung mit
einer Aufhängeranordnung vorgesehen wird, wie sie im Anspruch 1
festgelegt ist.
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Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.
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Allgemein sieht die Erfindung eine Vorrichtung zum
Aufhängen, Transportieren, Trennen, Zusammenbringen oder Freigeben
einer Anzahl von Platten vor, die eine Aufhängeranordnung für
eine Anzahl von Platten aufweist, die auf und ab bewegbar ist;
wobei die Aufhängeranordnung einen Aufhänger-Tragrahmen, eine
Anzahl von Aufhängern, die von dem Aufhänger-Tragrahmen gehalten
werden und sich entlang des Aufhänger-Tragrahmens bewegen, eine
Antriebseinrichtung zum Bewegen der Aufhänger sowie eine
Hakeneinrichtung umfaßt, die mit den Aufhängern gelenkig verbunden
ist und die die Platten aufnimmt.
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Eine Anzahl von Aufhängern ist beweglich an Schienen
angebracht, die sich auf dem Aufhänger-Tragrahmen befinden, die
Aufhänger sind der Reihe nach mittels eines
Verbindungsmechanismusses so verbunden, daß die verbundenen Aufhänger mittels
der Aufhänger-Antriebseinrichtung auseinandergezogen,
zusammengeschoben oder als Ganzes bewegt werden können; und es sind
äußere und innere Aufhänger vorgesehen, wobei die äußeren
Aufhänger an beiden Enden Schenkel aufweisen, so daß die äußeren
Aufhänger die inneren Aufhänger umfassen können und so die
inneren Aufhänger sich durch den Raum bewegen können, der von
den äußeren Aufhängern festgelegt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist die
erfindungsgemäße Vorrichtung wenigstens ein Paar von beabstandeten und
gegenüberliegenden Klemmarmen zum Festklemmen der Platten auf.
Die Klemmarme sind mit der Unterseite des Aufhänger-Tragrahmens
mit ihren Fußenden gelenkig verbunden, sie öffnen und schließen
sich in der Richtung der Dicke der Platten und können die
Platten zusammenbringen und festklemmen, wenn sie durch ihre
Antriebseinrichtung gedreht werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die
erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Paar von gegenüberliegenden
Haltearmen versehen, die sich in der Richtung der Ebene der Platten
erstrecken, und mit einer Antriebseinrichtung dafür. Jeder
Haltearm ist mit seinem Fußende gelenkig an einem der Träger des
Aufhänger-Tragrahmens befestigt. Das andere Ende kann abnehmbar
einen Klemmstab halten. Wenn die Haltearme von der
Antriebseinrichtung
zu den Platten hin geschwenkt werden, die von den
Klemmarmen zusammengebracht wurden, können die Haltearme die
Klemmstäbe veranlassen, die Ränder des Plattenbündels zu halten.
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Im folgenden nennen wir die erfindungsgemäße Vorrichtung
einfach eine Vorrichtung zum Handhaben von Platten.
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Die Aufhängeranordnung umfaßt einen Aufhänger-Tragrahmen,
der von einem Rahmen so gehalten wird, daß die Auf- und
Abwärtsbewegung möglich ist. Der Aufhänger-Tragrahmen hält eine Anzahl
von Aufhängern beweglich fest. Zum Beispiel ist der
Aufhänger-Tragrahmen mit einem Paar von Führungsschienen versehen, an
denen die Aufhänger verschiebbar angebracht sind. Die Aufhänger
können auch an den Schienen aufgehängt sein. Eine Anzahl von
Aufhängern ist mittels Verbindungsgliedern der Reihe nach
verbunden, und es ist eine Einrichtung zum Bewegen der verbundenen
Aufhänger zu dem einen oder anderen Ende des
Aufhänger-Tragrahmens vorgesehen. Die verbundenen Aufhänger können daher als
Ganzes bewegt, auseinandergezogen oder zusammengeschoben werden.
Diese Einrichtung besteht aus zwei Kettenmechanismen, die sich
einzeln bewegen, um die Aufhänger an den Schienen
entlangzuziehen, oder es können auch Linearmotoren sein, die zwischen den
Aufhängern und dem Aufhänger-Tragrahmen ausgebildet sind.
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Jeder Aufhänger ist mit einer Hakeneinrichtung versehen,
der eine Platte fassen kann. Die Gestalt der Hakeneinrichtung
ist nicht besonders festgelegt, vorzugsweise ist jedoch ein Paar
von Haken an beiden Enden eines Aufhängers aufgehängt, die
Vorsprünge an einer Platte ergreifen können.
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Vorzugsweise sind zwei Arten überlappender, abwechselnd
angeordneter Aufhänger vorgesehen, so daß sie Platten aufnehmen
können, die voneinander nur wenig Abstand haben. Das heißt, es
sind äußere und innere Aufhänger vorgesehen. Die äußeren
Aufhänger haben an ihren beiden Enden Schenkel und eine torförmige
Gestalt, so daß sie zwischen den beiden Schenkeln einen inneren
Aufhänger umfassen können. Die inneren Aufhänger können sich
daher durch den Raum bewegen, der unter den torförmigen äußeren
Aufhängern gebildet wird.
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Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Handhabung von
Elektrodenplatten für eine Elektrolysezelle verwendet wird, ist
es günstig, wenn die äußeren Aufhänger nur die Kathoden und die
inneren Aufhänger nur die Anoden aufnehmen (oder umgekehrt).
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die
Vorrichtung mit einer Klemmeinrichtung zum Handhaben einer
Anzahl von Platten als Ganzes versehen werden.
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Eine solche Klemmeinrichtung besteht aus wenigstens einem
Paar von gegenüberliegenden Klemmarmen und einer
Antriebseinrichtung dafür. Das Fußende eines jeden Klemmarmes ist an der
Unterseite des Trägers des Aufhänger-Tragrahmens gelenkig
befestigt, an dem sich die Führungsschienen befinden, und
erstrecken sich innerhalb der Haken vom Aufhänger nach unten,
und das andere Ende davon erstreckt sich nach unten und kann in
der Richtung der Dicke der Platten hin- und herschwingen. Das
heißt, das Paar von Klemmarmen ist an einer Stelle angebracht,
an der sie die Bewegung der Aufhänger nicht stören. Die Klemmen
können daher die aufgehängten Platten zusammenbringen und
festklemmen, wenn sie durch die erwähnte Antriebseinrichtung
angetrieben werden. Die Klemmeinrichtung kann durch irgendeine
Anordnung einschließlich eines Hydraulikzylinders angetrieben
werden, obwohl ein elektrisch betriebener Zylindermechanismus
vorgezogen wird.
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Die Klemmarme stehen daher unter dem Aufhänger-Tragrahmen
diesem entlang zu dem Zeitpunkt bereit, wenn sich die Aufhänger
bewegen, und sie beginnen, von der Antriebseinrichtung
getrieben, die Klemmbewegung, wenn die Platten durch den Betrieb der
Aufhänger zusammengebracht wurden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die
Vorrichtung des weiteren mit einem Mechanismus versehen, der
eine Anzahl von Platten bündelt, die durch Klemmstäbe
zusammengebracht wurden. Dieser Mechanismus umfaßt wenigstens ein Paar
von gegenüberliegenden Haltearmen, die in der Richtung senkrecht
zu der Richtung der Klemmarme in der Umgebung der Klemmarme
vorgesehen sind, das heißt in der Richtung der Ebene der Platten.
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Das Fußende eines jeden davon ist außerhalb des
Bewegungsbereiches der Aufhänger gelenkig an dem Aufhänger-Tragrahmen
befestigt. Das distale Ende hält abnehmbar einen Klemmstab. Das
Paar der Haltearme steht geöffnet seitwärts unter dem Aufhänger-
Tragrahmen bereit. Nachdem von den Klemmarmen eine Anzahl von
Platten zusammengebracht wurden, bewegen sich die Haltearme,
angetrieben von der Antriebseinrichtung, zu dem Bündel der Platten
hin und veranlassen die Klemmstäbe, gegen die Ränder der Platten
zu drücken. Die Ränder der Anzahl von Platten werden damit
ausgerichtet und die Platten gebündelt. Die Haltearme geben dann
die Klemmstäbe frei und ziehen sich nach oben in die
Bereitschaftsstellung zurück.
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Die Vorrichtung zur Handhabung von Platten, die mit der
Aufhängeranordnung und der Klemmeinrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung versehen ist, kann gut zur Handhabung von
Elektrodenplatten in Elektrolysezellen verwendet werden, wie im
folgenden erläutert wird.
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Der Rahmen bewegt sich rittlings über eine Elektrolysezelle
oder Zellen und hält vorübergehend an einer vorgegebenen
Elektrolysezelle. Zu diesem Zeitpunkt sind die Anodenplatten und die
Kathodenplatten abwechselnd mit einem kleinen Abstand dazwischen
angeordnet, der durch einen Abstandhalter oder einen von
Klemmstäben gehaltenen Rahmen aufrechterhalten wird, und in die
Elektrolysezelle eingetaucht. Natürlich steht ein Ende des
Querträgers einer jeder Anodenplatte und Kathodenplatte mit einer
entsprechenden Sammelschiene in Verbindung, das andere Ende ist
isoliert. Die Aufhängeranordnung ist so vorgesehen, daß der Raum
zwischen dem Haken eines äußeren Aufhängers und dem Haken eines
angrenzenden inneren Aufhängers der gleiche ist und gleich ist
dem Abstand zwischen einer Anodenplatte und einer
Kathodenplatte, wenn sich die verbundenen Aufhänger im ganz
zusammengezogenen Zustand befinden. Dann wird der Aufhänger-Tragrahmen
abgesenkt, die Haken der Aufhänger ergreifen die Ohren
(Vorsprünge) der Elektrodenplatten, und die Aufhängeranordnung wird
zusammen mit den Elektroden angehoben. Die Haltearme bewegen
sich nach unten, um die Klemmstäbe zu ergreifen und sie von dem
Bündel der Elektrodenplatten zu lösen, und kehren dann in ihre
Bereitschaftsstellung zurück.
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Vor, während oder nach der Bewegung des Rahmens werden die
Elektrodenplatten durch die Bewegung der Aufhänger weit
auseinandergezogen. In diesem Zustand werden die Elektrodenplatten
verschiedenen Behandlungen, einem Ablösen, einer Wartung, einer
Reparatur usw. unterzogen. Dann werden die Aufhänger in der
ungefähr mittleren Stellung zusammengezogen. Nachdem die
Klemmarme und die Haltearme betrieben wurden, um die
Elektrodenplatten eng zusammenzubringen, und die Elektrodenplatten durch die
Klemmstäbe zu einem Stück verbünden sind, wird der Aufhänger-
Tragrahmen abgesenkt, um den Elektrodensatz in die
Elektrolysezelle einzutauchen. Der Aufhänger-Tragrahmen wird dann wieder
angehoben, und die verbundenen Aufhänger werden für sich oder
zusammen mit dem Rahmen, falls erforderlich, zu einem anderen
Teil der gleichen Elektrolysezelle oder einer anderen
Elektrolysezelle bewegt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine Anzahl von
Platten anheben, die eng Seite an Seite angeordnet sind, sie
auseinanderziehen wie gewünscht, und sie wieder zusammenbringen.
Die Handhabung der Elektrodenplatten ist einfach, und die
Vorrichtung ermöglicht es, daß ein Satz angeordneter
Elektrodenplatten für separate Elektrolysezellen verwendet wird. Auch die
Abstände zwischen den Elektroden können wie gewünscht gewählt
werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann gering beabstandete
Elektrodenplatten genau aufnehmen und die Elektroden genau an
einer bestimmten Stelle in der Elektrolysezelle eintauchen. Es
ist daher möglich, die Elektrodenplatten sehr nahe beieinander
anzuordnen, um eine sehr wirkungsvolle Elektrolyse
durchzuführen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann die Anodenplatten und
Kathodenplatten gleichzeitig anheben, ohne daß der elektrische
Strom unterbrochen wird. Es können daher sowohl Kathoden wie
Anoden gleichzeitig behandelt oder gewartet werden. Das heißt,
die Behandlung der Kathoden und der Anoden kann gleichzeitig
während einer Hin- und Her-Bewegung der Vorrichtung ausgeführt
werden, da die Abstände zwischen einer Kathode und einer Anode
groß gemacht werden können. Die Bearbeitungszeit kann daher
erheblich verkürzt werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine
Automatisierung des gesamten Vorganges der elektrolytischen Gewinnung,
da die aufeinanderfolgenden Vorgänge des Transportes der
Elektrodenplatten zum Eintauchen, Anheben und Absenken der
Elektroden, Ablösen von abgeschiedenem Metall, Polieren und
Oberflächenbehandeln usw. der Elektroden durch die Vorrichtung möglich
gemacht wird.
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Die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nicht
auf die Handhabung der Elektrodenplatten bei der
elektrolytischen Gewinnung von Metallen beschränkt, sondern die Vorrichtung
kann allgemein bei Fällen angewendet werden, bei denen eine
Anzahl von eng angeordneten Platten gleichzeitig angehoben, für
irgendeine Behandlung auseinandergezogen oder zu einer anderen
Position befördert werden.
Kurze Beschreibung der anliegenden Zeichnungen
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Die Fig. 1 ist eine perspektivische Gesamtansicht einer
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei einige
Einzelheiten weggelassen wurden.
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Die Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Vorrichtung von Fig.
1, wobei nur die relevanten Teile gezeigt sind.
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Die Fig. 3 ist eine seitliche Teilansicht, die die
Aufhängeranordnung und einen Teil der Antriebseinrichtung zur Bewegung
der Vorrichtung zeigt.
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Die Fig. 4 ist eine Aufsicht auf die Aufhängeranordnung der
Vorrichtung der Fig. 1.
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Die Fig. 5A ist eine seitliche Teilansicht eines
Querschnitts, die die Aufhänger zeigt.
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Die Fig. 5B ist eine perspektivische Teilansicht der
Hakeneinrichtung der Aufhänger.
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Die Fig. 6 ist eine perspektivische Teilansicht, die die
Aufhängeranordnung zeigt.
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Die Fig. 7 ist eine perspektivische Teilansicht, die die
Anordnung der Aufhänger zeigt.
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Die Fig. 8 und 9 sind schematische Darstellungen, die eine
Aufhänger-Trageeinrichtung mit Linearmotoren zeigt.
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Die Fig. 10 bis 12 sind perspektivische Teilansichten der
Vorrichtung von Fig. 1, bei der eine Klemmeinrichtung vorgesehen
ist.
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Die Fig. 13 ist eine seitliche Teilansicht, die die erste
Klemmeinrichtung (Klemmarme) zeigt.
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Die Fig. 14 ist eine seitliche Teilansicht, die die zweite
Klemmeinrichtung (Haltearme) zeigt.
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Die Fig. 15 ist eine vergrößerte seitliche Teilansicht, die
einen Klemmstabhalter zeigt.
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Die Fig. 16 ist eine teilweise Aufsicht, die Klemmstäbe
zeigt.
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Die Fig. 17 eine eine seitliche Teilansicht, die die
Bewegung der zweiten Klemmeinrichtung zeigt.
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Die Fig. 18 ist eine teilweise Aufsicht, die die
Ausrichtung der Ränder der Platten zeigt, die mittels eines Klemmstabes
zusammengebracht wurden.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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In den anliegenden Zeichnungen ist eine bevorzugte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt.
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Die Vorrichtung zur Handhabung von Elektrodenplatten umfaßt
einen Rahmen 10, der sich rittlings über eine Elektrolysezelle
oder Zellen 1, 1' bewegt, wobei er von einem Antriebsmechanismus
20 angetrieben wird, der an einem Träger des Rahmens befestigt
ist (nicht gezeigt) (Fig. 1 & 2). Wie in der Fig. 1 gezeigt,
besteht der Rahmen aus einem torartigen Aufbau 11a, 11b, der in
Querrichtung lang ist und der in Bewegungsrichtung eine gewisse
Tiefe hat. Zwei Paare von Aufhängeeinrichtungen 12a, 12b sind an
Trägern befestigt (nicht gezeigt). Der Rahmen ist mittels der
Aufhängeeinrichtung beweglich an einen Paar Schienen 13a, 13b
aufgehängt, die an der Decke des Fabrikgebäudes befestigt sind.
Die Aufhängeeinrichtung 12a, 12b ist mit Tragrollen 14a, 14b
ausgestattet, die sich im Kontakt mit den Schienen drehen. Der
Rahmen kann sich daher längs der Schienen 13a, 13b über die
Elektrolysezelle bewegen. Der Rahmen kann so konstruiert sein,
daß die Querausdehnung davon wesentlich größer ist als die Länge
der Elektrolysezelle und zwei oder mehr Elektrolysezellen
übergreift.
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Jede der Schienen 13a, 13b ist an ihrer Unterseite mit
einer Zahnstange 21 versehen. Auf einer sich drehenden Welle 23,
die von einer Antriebseinrichtung angetrieben wird, die an einem
Träger befestigt ist (nicht gezeigt), ist ein Ritzel 22
angebracht, das in die Zahnstange der Schienen eingreift (Fig. 1 und
3). Die Welle 23 wird von einem Motor 18a gedreht, der an dem
Träger (nicht gezeigt) mittels einer Befestigungseinrichtung 24
befestigt ist. Die Zahnstange und das Ritzel können alternativ
an der Seitenfläche der Schienen vorgesehen werden. Bei der
Vorrichtung dieser Ausführungsform sind die Aufhängeeinrichtung
und die Antriebseinrichtung separat vorgesehen, was dazu
beiträgt, eine Gleit- und/oder Rollbewegung während des Bewegens zu
verhindern, wodurch es möglich ist, den Rahmen sehr genau an
einer bestimmten Stelle anzuhalten. Das heißt, der Zahnstangen-
Ritzel-Mechanismus erlaubt kein Gleiten, und die Tragrollen 14a,
14b dienen dazu, eine Querbewegung zu verhindern.
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Um den Rahmen genau an einer vorgegebenen Stelle zu
stoppen, kann als Antriebs- und Bewegungseinrichtung ein Linearmotor
verwendet werden, wie es genauer später erläutert wird. Der
Rahmen kann so konstruiert sein, daß er sich auf Schienen
bewegt, die am Boden verlegt sind, anstatt an obenliegenden
Schienen aufgehängt zu sein.
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Zum Steuern der Bewegungsgeschwindigkeit und der
Haltepositionen des Rahmens können allgemein bekannte Maßnahmen
ergriffen werden. Zum Beispiel können Sensoren an geeigneten
Stellen vorgesehen sein, die Drehung des Antriebsmotors wird
gesteuert und durch die von den Sensoren erzeugten Signale wird
eine Gegenstrombremse betätigt.
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Die Aufhängeranordnung 40 umfaßt einen Aufhänger-Tragrahmen
30, der eine Anzahl von Aufhängern 41 und 42 trägt (Fig. 1 und
4). Der Aufhänger-Tragrahmen 30 ist ein rechteckiger Rahmen, der
zwei Paare von parallelen Trägern 30a, 30b aufweist, die durch
ein Paar von Schraubspindeln 15a, 15b gehalten werden, die an
den Seitenteilen des Rahmens 10 befestigt sind. Das heißt, daß
sich der Aufhänger-Tragrahmen 30 quer erstreckt und in der Mitte
eines jeden Seitenträgers mit einer Muttereinrichtung 31a, 31b
versehen ist. Die Muttereinrichtungen greifen in die
Schraubspindeln 15a, 15b ein, so daß der Aufhänger-Tragrahmen durch
Drehen der Spindeln 15a, 15b angehoben und abgesenkt werden
kann. Die oberen Enden der Schraubspindeln sind über ein
Kegelradgetriebe 16 mit einer Antriebswelle 17 verbunden, die an
einem Träger befestigt ist (nicht gezeigt). Die Antriebswelle 17
wird von einem Antriebsmotor 18b angetrieben. An den vier Ecken
des Aufhänger-Tragrahmens sind Führungsvorsprünge 33a, 33b (Fig.
4) so angebracht, daß sie mit den Eckstützen des Rahmens 10 in
Kontakt stehen. Der Aufhänger-Tragrahmen 30 wird daher,
angetrieben durch die Schraubspindeln, angehoben und abgesenkt und
dabei von den Eckstützen geführt. Es ist überflüssig zu
erwähnen, daß die beiden Spindeln 15a, 15b synchron zueinander
gedreht werden.
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Anstelle der Schraubspindeln können natürlich auch
Aufhängedrähte, Hydraulikzylinder usw. als Anhebeeinrichtung
verwendet werden. Die Spindeleinrichtung hat jedoch den Vorteil,
daß die Kontrolle über die Halteposition, die
Bewegungsgeschwindigkeit, Schwingbewegungen usw. einfacher ist. Der
Hebemechanismus ist günstigerweise mit einem Mechanismus versehen, der den
Aufhänger-Tragrahmen an mehreren vorbestimmten Stellen anhält.
Ein solcher Mechanismus weist Sensoren auf, die an den
Haltepositionen angebracht sind und die Signale erzeugen, die zu dem
Antriebsmotor 18b übertragen werden, um ihn zu stoppen.
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Der Aufhänger-Tragrahmen 30 ist in Querrichtung mit
Führungsschienen 34a, 34b versehen (Fig. 5A & 6). An den
Führungsschienen 34a, 34b sind verschiebbar Aufhänger 41, 42 zum
Aufhängen von Elektrodenplatten angebracht. Die Aufhänger bewegen
sich längs der Führungsschienen 34a, 34b und können in
Querrichtung auseinandergezogen oder zusammengeschoben werden.
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Wie in den Fig. 5A und 7 gezeigt, gibt es äußere Aufhänger
41 und innere Aufhänger 42. Zum Beispiel sind die äußeren
Aufhänger für die Kathoden und die inneren Aufhänger für die
Anoden. Die äußeren Aufhänger 41 weisen an beiden Enden Schenkel
41a, 41b auf. Die Schenkel bilden Gleitschuhe. Beide Enden der
inneren Aufhänger 42 bilden selbst bereits Gleitschuhe. Die
äußeren Aufhänger sitzen daher rittlings über den inneren
Aufhängern. Die Führungsschienen 34a, 34b sind jeweils entsprechend
den äußeren Aufhängern und den inneren Aufhängern parallel an
den Trägern 30c vorgesehen. Zwischen den Führungsschienen 34a,
34b und den Aufhänger-Unterstützungsträgern 30c sind
Isolierelemente 35 angebracht, so daß daher die Anoden und die Kathoden
gleichzeitig ohne einen Kurzschluß angehoben werden können.
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Jeder Aufhänger 41, 42 ist mit einer Hakeneinrichtung 61a,
61b; 62a, 62b versehen, wie es in den Fig. 5A, 5B und 6 gezeigt
ist. Die Hakeneinrichtung besteht aus einem U-förmigen
Aufhängeelement, und jeder Aufhänger weist ein Paar von Haken auf. Das
untere Ende der Hakeneinrichtung erstreckt sich derart, daß es
die Ohren 80 eines Querträgers einer Elektrodenplatte ergreifen
kann.
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Die Hakenelemente sind mit einem Kippmechanismus 70
versehen, wie es in der Fig. 5B gezeigt ist. Der Kippmechanismus 70
umfaßt, zum Beispiel, eine drehbare vieleckige Stange 63a, 63b;
64a, 64b, die sich so erstreckt, daß sie sich durch die
Endabschnitte der Aufhänger 41, 42 und eine Locheinrichtung
erstreckt, die verschiebbar mit der vieleckigen Stange in Eingriff
kommen kann und am oberen Abschnitt des Hakenelements vorgesehen
ist. Das in den Fig. 5A und 5B gezeigte Beispiel ist eine
fünfeckige Stange und ein fünfeckiges Loch. An jedem Aufhänger ist
ein Paar von drehbaren Stangen angebracht, und das Paar von
Stangen dreht sich synchron in entgegengesetzten Richtungen. Ein
Paar von Hakenelementen wird daher entgegengesetzt gekippt, das
heißt, die unteren Enden des Paares von Hakenelementen öffnen
oder schließen sich. Die Stangen sind natürlich isoliert. Die
drehbaren Stangen werden durch einen Zylindermechanismus 65, der
an den Enden der Aufhänger-Trageeinrichtung vorgesehen ist, über
Kegelräder gedreht, wie es in der Fig. 7 gezeigt ist. Die
drehbaren Stangen 63a usw. sind nicht notwendigerweise vieleckig,
sondern können auch elliptisch sein. Oder die Stange ist
zylindrisch und hat eine Nut, die einen Keil aufnimmt, der im
Hakenelement vorgesehen ist. Jeder Mechanismus, der eine Drehung
veranlassen kann, ist geeignet. Der Kippmechanismus kann auch
ein kleines Betätigungselement sein, mit dem jeder Aufhänger
ausgerüstet ist. Die oben beschriebene drehbare Stange ist
jedoch einfach und praktisch. Natürlich ist auch ein Mechanismus
vorhanden, der das Kippen der Hakenelemente steuert. Dieser kann
auch Sensoren wie oben beschrieben umfassen.
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Das beschriebene Aufhängersystem ist zur Bewegung der
Aufhänger mit einem Antriebsmechanismus 50 ausgestattet. Ein
Beispiel dafür ist der in den Fig. 6 und 7 gezeigte
Kettenmechanismus. An der Oberseite des Aufhänger-Tragrahmens 30 verlaufen
in Querrichtung zwei Paare von endlosen Ketten 51a, 51b, 52a,
52b (Fig. 6) zwischen zwei Kettenrädern, die von
Antriebseinrichtungen 53 und 54 angetrieben werden. Das eine Kettenpaar
bewegt sich in der entgegengesetzten Richtung wie das andere.
Die äußeren Aufhänger 41a, 41b, 41c ... sind mit
Verbindungsgliedern 43a, 43b, 43c ... (Fig. 6) verbunden. Die inneren
Aufhänger 42a, 42b, 42c ... sind ebenfalls über
Verbindungsglieder 44a, 44b (Fig. 7) miteinander verbunden. Der äußere
End-Aufhänger ist ein Zughänger 45, der gleichzeitig als innerer
Aufhänger dient. Das heißt, der äußere Endhänger 45 ist mit den
gleichen Hakenelementen wie die inneren Aufhänger versehen und
ist mit dem angrenzenden inneren Aufhänger mittels eines
Verbindungsgliedes verbunden, und er ist auch mit dem angrenzenden
äußeren Aufhänger 41 mittels eines Verbindungsarmes 46 mit einem
Schlitz verbunden. Die Länge des Schlitzes ist gleich der Länge
eines Verbindungsgliedstückes. Der Schlitz steht mit einem
Vorsprung 47 in Eingriff (Fig. 6).
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Wie beschrieben gibt es zwei Verbindungen 43a, 43b der
äußeren Aufhänger und Verbindungen 44a, 44b der inneren
Aufhänger, und die Verbindungen 43a, 43b und die Verbindungen 44a, 44b
sind miteinander über die beiden Zug-Endaufhänger 45 verbunden.
Die Zughänger sind jeweils mit den Ketten 51a, 51b und 52a, 52b
verbunden.
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Wenn die Ketten 51a, 51b und 52a, 52b die Zug-Endaufhänger
45 jeweils nach außen ziehen, das heißt zum Ende des Aufhänger-
Tragrahmens hin, werden die verbundenen Aufhänger 41, 42
auseinandergezogen, bis die angrenzenden Aufhänger durch die Länge
eines Paarverbindungsstückes auseinander bewegt werden. Wenn
andererseits die Ketten 51a, 51b und 52a, 52b die
Zug-Endaufhänger zur Mitte des Aufhänger-Tragrahmens hin ziehen, werden die
verbundenen Aufhänger 41, 42 zusammengeschoben. In diesem Fall
ist der Abstand zwischen einem äußeren Aufhänger und dem
angrenzenden inneren Aufhänger so vorgesehen, daß er gleich dem
Abstand zwischen einer Anodenplatte und der angrenzenden Kathode
ist, die von Antriebseinrichtungen 53, 54 angetrieben werden.
Auch können die zusammengeschobenen Aufhänger en bloc in eine
Richtung bewegt werden.
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Wenn die Elektrodenplatten aus der Elektrolysezelle
entnommen werden sollen, bleibt der Rahmen 10 bei der vorbestimmten
Elektrolysezelle stehen. Der Aufhänger-Tragrahmen 30, an dem die
Aufhänger an der vorgesehenen Stelle zusammengeschoben sind,
wird abgesenkt, so daß die Haken davon die Ohren der
Elektrodenplatten erreichen. Die Drehstangen 63a, 64b drehen sich, um die
Haken der Aufhänger zu kippen, damit sie die Ohren der
Elektrodenplatten ergreifen. Danach wird der Aufhänger-Tragrahmen 30
angehoben und zusammen mit dem Rahmen 10 zu einer
Elektrodenbehandlungsstation bewegt. Während dieser Bewegung treiben die
Kettenmechanismen 51 und 52 die Anzahl der Aufhänger 41, 42 so
an, daß sie sich auseinanderbewegen. An der
Elektrodenbehandlungsstation wird die Wartung, Reparatur, Säuberung usw. der
Anoden und das Ablösen des abgeschiedenen Metalls von den
Kathoden, Polieren der Kathoden usw. ausgeführt. Nachdem diese
Behandlung beendet ist, wird der Rahmen 10 zu der anderen der
gleichen Elektrolysezelle oder einer anderen Elektrolysezelle
bewegt, während die Ketten 51, 52 die Aufhänger 41, 42 so
antreiben, daß sie zusammengeschoben werden. Wenn der Rahmen an
der vorgesehenen Elektrolysezelle ankommt, wird der Aufhänger-
Tragrahmen abgesenkt, um die Elektrodenplatten in die Zelle
einzubringen und sie freizugeben. Der Aufhänger-Tragrahmen wird
dann wieder angehoben und erforderlichenfalls zu einer anderen
Elektrolysezelle bewegt.
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Die Fig. 10 bis 18 zeigen eine Vorrichtung zur Handhabung
von Elektrolysezellen, die mit einer Elektrodenklemmvorrichtung
versehen ist. Der Rahmen 10, die Antriebseinrichtung 20 dafür,
die Aufhängeranordnung 40, der Antriebsmechanismus 50 für die
Aufhänger 41, 42, der Hakenmechanismus 60 usw. sind genau der
bzw. die gleiche wie oben beschrieben.
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Bei dieser Ausführungsform sind zwei Paare von Klemmarmen
110, 111 und ein Paar von Haltearmen 120 an der Unterseite des
Aufhänger-Tragrahmens 30 etwa in der Mitte des Rahmens
vorgesehen. Ein Paar von Klemmarmen 110 und 111 ist an der unteren
Fläche eines Rahmens des Aufhänger-Tagrahmens wie in der Fig. 13
gezeigt befestigt. Die Fußenden 110a und 111a der Klemmarme 110,
111 sind gelenkig an dem Rahmen angebracht, und jede sich
drehende Welle davon ist über eine Verbindungsstange 110c oder 111c
mit einem Zylindermechanismus 130 verbunden, der am Rahmen 30
befestigt ist. Die anderen Enden 110b und 111b der Klemmarme
110, 111 erstrecken sich nach unten und sind zu den
Elektrodenplatten 100 hin gebogen. Diese Paare der Klemmarme befinden sich
bei jedem Träger an der gleichen Stelle, und sie sind
symmetrisch angeordnet und befinden sich zwischen den Haken 61a oder
61b der äußeren Aufhänger und den Haken 62a oder 62b der inneren
Aufhänger, um die Bewegung der Aufhänger 41, 42 nicht zu
behindern (Fig. 5).
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Die beschriebenen beiden Paare von Klemmarmen 110, 111 sind
im Bereitschaftszustand an die Unterseite des Trägers 30
angehoben, während die Aufhänger 41, 42 sich bewegen und wie in der
Fig. 10 gezeigt die Elektrodenplatten 100 tragen. Wenn die
Aufhänger 41, 42 zur Mitte des Aufhänger-Tragrahmens 30 bewegt und
zusammengeschoben werden, werden die Klemmarme 110, 111 mittels
des Zylindermechanismusses 130 zu den Elektrodenplatten
abgesenkt, wie es in den Fig. 10 und 11 gezeigt ist. Die Klemmarme
klemmen die Elektrodenplatten fest und drücken sie zusammen. Es
erübrigt sich zu erwähnen, daß die Anodenplatten und die
Kathodenplatten isoliert und mittels eines Rahmens fixiert sind.
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In der Richtung senkrecht zu den beschriebenen Klemmarmen
110, 111 ist am Aufhänger-Tragrahmen 30 ein Paar von Haltearmen
120, 121 vorgesehen, wie es in der Fig. 14 gezeigt ist. Auf die
gleiche Weise wie im Falle der Klemmarme 110, 111 ist das
Fußende 120a, 121a jedes Haltearmes 120, 121 jeweils gelenkig an
den gegenüberliegenden Seitenträgern des Aufhänger-Tragrahmens
30 befestigt, und die Haltearme 120, 121 werden über Stifte
120c, 121c durch einen Zylindermechanismus 140 betrieben, der an
der Unterseite des Trägers 30 angebracht ist. Das andere Ende
120b, 121b der Haltearme 120, 121 erstreckt sich zu den Seiten
der Elektrodenplatten 100 und weist jeweils einen
Klemmstabhalter 150 auf. Die Enden der Haltearme 120, 121 liegen den
seitlichen Rändern der Elektrodenplatten gegenüber, wenn sie am
weitesten abgesenkt sind. Der Klemmstabhalter 150 ist eine
Klemmeinrichtung, wie in der Fig. 15 gezeigt, die ein Paar von
drehbar gelagerten Hebelelementen 150a, eine Haltewelle 150e,
eine elastische Einrichtung 150b, die so wirkt, daß sich die
distalen Enden der Hebelelemente 150a öffnen, ein drückendes
Element 150c, das die distalen Enden der Hebelelemente 150a
gegen den Widerstand der elastischen Einrichtung 150b öffnet,
und einen Antriebsmotor 150f umfaßt, der das drückende Element
150c über ein Getriebe 150d antreibt. Die Hebelelemente 150a
halten lösbar einen Klemmstab 160. Der Klemmstab ist ein
stangenartiges Element, das sich in einer Länge erstreckt, die der
Gesamtdicke der gebündelten Elektrodenplatten entspricht, und er
weist an jedem Ende einen Haken 160a auf, um das Bündel der
Elektroden wie in der Fig. 16 gezeigt zu halten. Das Paar der
Haltearme 120, 121 ist ebenfalls außerhalb der Bewegungsbahn der
Aufhänger 41, 42 angebracht.
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Die Haltearme 120, 121, die jeweils einen Klemmstab halten,
werden im Bereitschaftszustand seitlich offen gehalten, während
die Aufhänger 41, 42 sich bewegen und die Elektrodenplatten wie
in der Fig. 10 gezeigt tragen. Wenn die Aufhänger zur Mitte des
Aufhänger-Tragrahmens 30 hin bewegt werden, um die
Elektrodenplatten zusammenzubringen, und die Klemmhalter 110, 111 die
Elektrodenplatten wie in der Fig. 11 gezeigt zusammendrücken,
werden die Haltearme 120, 121 zu dem Bündel der
Elektrodenplatten wie in der Fig. 14 gezeigt abgesenkt, die Klemmstäbe 160
richten die Ränder der gebündelten Elektrodenplatten 100 aus und
klemmen sie fest. Nachdem die Klemmstäbe die gebündelten
Elektrodenplatten festgeklemmt haben, geben die Haltearme 120, 121
die Klemmstäbe frei und kehren in die anfängliche
Bereitschaftsposition zurück. Die gebündelten und zusammengeklemmten
Elektrodenplatten werden, an den Aufhängern aufgehängt, zu einer
gewünschten Station befördert.
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Die Freigabe der Klemmstäbe wird durch eine Umkehrung der
erwähnten Vorgänge bewirkt. Die Haltearme werden aus den
Bereitschaftsposition abgesenkt und haken an den Klemmstäben 160 ein,
lösen sie von den Elektrodenplatten und werden wieder in die
Bereitschaftsposition angehoben. Die Elektrodenplatten werden
durch das Lösen der Klemmstäbe freigegeben.
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Die Fig. 17 zeigt eine andere Ausführungsform der
Haltearme. Der Aufbau der Fußenden 120a, 121a, der distalen Enden 120b,
121b und der Halter 150 an sich ist jeweils der gleiche wie bei
der in der Fig. 13 gezeigten Ausführungsform. Die vorliegende
Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem
Elektrodenplatten-Ausrichtmechanismus 170 versehen ist. Wie in
den Fig. 17 und 18 gezeigt, umfaßt der
Plattenrand-Ausrichtmechanismus 170 einen Drücker 180, der die Ränder der Querträger
der Elektroden berührt, ein Halteelement 181, das den Drücker
180 elastisch festhält, und einen Rahmen 182, der das
Halteelement 181 trägt, wobei der Rahmen am Haltearm 120, 121
befestigt ist.
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Nachdem eine Anzahl von Elektrodenplatten 100 durch die
Klemmarme 110, 111 zusammengedrückt worden ist, werden die
Haltearme mit dem Ausrichtmechanismus 170 abgesenkt, so daß der
Drücker 180 die Kopfträger berührt und die Positionierstäbe von
beiden Seiten auf die Querträger 100a der Elektroden drücken, um
die Ränder auszurichten. Die Haltearme 120, 121 werden zu den
Elektrodenplatten 100 hin bewegt und so die Klemmstäbe 160
fixiert. Danach ziehen sich die Drücker 180 von den Querträger
100a zurück. Wenn die Klemmstäbe freigegeben werden, werden die
Drücker in der zurückgezogenen Position gehalten. Die erwähnten
Klemmarme bewirken ein Festklemmen der gebündelten Elektroden.
Danach werden die Haltearme 120, 121 abgesenkt und halten die
Klemmstäbe, lösen sie von den Rändern der gebündelten
Elektrodenplatten und kehren mit ihnen in die Bereitschaftsposition
zurück. Die Klemmarme kehren ebenfalls in die
Bereitschaftsposition
zurück.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird zum Beispiel zum
Handhaben der Elektroden für eine Elektrolysezelle wie folgt
verwendet. Die Vorrichtung wird zuerst mittels der
Antriebseinrichtung 20 und des Bewegungsmechanismusses zu einer
Elektrolysezelle bewegt und steht dort still. Die Aufhängeranordnung 30
wird abgesenkt, so daß die Haken 61a - 62b die Ohren der
Querträger der Elektrodenplatten 100 erreichen. Die Haken werden
mittels der drehbaren Stangen 63a, 63b gekippt, um die Ohren
100b zu ergreifen. Der Aufhänger-Tragrahmen 30 wird angehoben,
wobei eine Anzahl von Elektrodenplatten aus der Elektrolysezelle
daran hängt. Die Haltearme 120, 121 werden abgesenkt und
ergreifen die Klemmstäbe 160, die die Elektrodenplatten festgeklemmt
haben, und setzen sie von den Elektrodenplatten frei. Dann
bewegt sich der Rahmen 10 zu einer Elektrodenbehandlungsstation,
wobei dabei die Aufhänger 41, 42 mittels des
Kettenmechanismusses 51, 52 auseinandergezogen werden. Die Aufhängeranordnung 40
trägt die Elektrodenplatten 100 nach Bedarf zu Stationen für die
Wartung, das Reinigen usw. der Anoden, das Ablösen, Polieren
usw. der Kathoden. Nachdem die erforderlichen
Elektrodenbehandlungen beendet sind, werden die Aufhänger erneut im mittleren
Abschnitt durch die Ketteneinrichtung 51, 52 zusammengebracht.
Die Klemmarme 110, 111 werden abgesenkt, um die
Elektrodenplatten zusammenzudrücken, und es werden des weiteren die Haltearme
120, 121 abgesenkt, um die Klemmstäbe 160 an den gebündelten
Elektrodenplatten anzubringen. Die Haltearme geben dann die
Klemmstäbe frei. Dann werden die Klemmarme 110, 111 und die
Haltearme 120, 121 in die Bereitschaftspositionen angehoben, die
Aufhänger geben die Elektrodenplatten ebenfalls frei, und die
Aufhängeranordnung wird angehoben, die Elektroden in der
Elektrolysezelle lassend. Dieser Vorgang wird nach Bedarf
wiederholt.
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Es erübrigt sich zu erwähnen, daß der beschriebene Vorgang
von einem bekannten Automaten automatisch gesteuert werden kann.