DE1112215B - Kontaktvorrichtung fuer die unmittelbare elektrische Widerstandserhitzung von stabfoermigen Koerpern aus Metall - Google Patents

Description

• Kontaktvorrichtung für die unmittelbare elektrische Widerstandserhitzung von stabförmigen Körpern aus Metall Bei der unmittelbaren elektrischen Widerstandserhitzung von stabförmigen Körpern aus Stahl, beispielsweise beim Glühen von Knüppeln, Platinen und Stäben, ist es bekanntlich sehr schwierig, die Kontaktgebung auf befriedigende und gleichzeitig einfache Weise zu lösen. Bis jetzt ist es vorgeschlagen worden, den zu erhitzenden Stab sowohl an den Seitenflächen wie auch an den Stirnenden mit Kontaktkörpern in Berührung zu bringen, wobei für das Ein- und Ausspannen des Stabes die Kontakte mittels eines hydraulischen Systems mit je einem Betätigungszylinder pro Kontakt verstellt werden. Solche Kontaktvorrichtungen sind aber verhältnismäßig kompliziert und bedingen einen entsprechend großen Aufwand. Ferner ist keine genügende Sicherheit für die Kontaktgebung während des Betriebes gewährleistet, da bei einer Störung in der Steuerung der Kontaktdruck sofort nachläßt und ein Kontaktbrand entstehen kann.
• Die Erfindung bezieht sich nunmehr auf eine Kontaktvorrichtung für die unmittelbare elektrische Widerstandserhitzung von stabförmigen Körpern aus Metall mit mindestens zwei Seitenkontakten und mindestens einem Stirnkontakt, wobei sämtliche Kontakte in der Betriebsstellung durch Federdruck an das Werkstück angepreßt werden. Die Kontaktvorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte durch eine zentrale gemeinsame Betätigungseinrichtung verstellt werden, die aus zwei in einem gemeinsamen Steuerzylinder untergebrachten Kolben besteht, wovon der eine Kolben mit einem konischen Teil ausgebildet ist, der über im Zylindergehäuse radial geführte verschiebbare Bolzen das Abheben der Seitenkontakte bewirkt, während der zweite Kolben mit der Kontaktbrücke der Kontaktvorrichtung starr verbunden ist und das Abheben des Stirnkontaktes bewirkt. Durch diese neue Kontaktvorrichtung ergibt sich gegenüber den bisher bekannten Kontaktvorrichtungen eine sehr wesentliche Vereinfachung, indem sämtliche Seiten- und Stirnkontakte der Vorrichtung nur eine gemeinsame Betätigungseinrichtung benötigen. Während des Heizvorganges erfolgt die Kontaktgebung lediglich durch Federdruck der durch eine eventuelle Störung in der Betätigungseinrichtung nicht beeinlußt wird. Ferner kann die Kontaktvorrichtung in der geschlossenen Lage sich in axialer Richtung frei bewegen, wodurch jede Längenänderung des Werkstückes infolge Wärmedehnung selbsttätig ausgeglichen wird.
• An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, und zwar ist in den Fig. 1 bis 3 eine Kontaktvorrichtung in schematischer Weise im Aufriß bzw. teilweise im Schnitt in drei verschiedenen Stellungen der Kontakte gezeigt. Die Kontaktvorrichtung besitzt mindestens zwei symmetrisch um die Achse des zu erhitzenden Stabes a angeordnete Seitenkontakte b, wovon der Einfachheit halber in der Zeichnung nur einer gezeigt ist und ferner noch einen Stirnkontakt c.
• Die Seitenkontakte b sind an je einem Tragarm d befestigt, der mittels einer Druckfeder e über einen Winkelhebel f mit dem für alle Kontakte gemeinsamen zentralen Steuerzylinder g in Verbindung steht. Dieser Winkelhebel f ist auf den am Tragarm vorgesehenen Drehzapfen h drehbar gelagert und kann sich gleichzeitig um die Achse i am Zylinder g frei drehen. Der Tragarm d ist um eine Drehachse k schwenkbar angeordnet. Innerhalb des für die Betätigung bzw. Steuerung der Kontaktvorrichtung dienenden hydraulischen Zylinders g befindet sich ein Kolben l mit konischem Mittelstück sowie ein zweiter Kolben m, der über eine Stange n mit der auf dem Stromzuführungsrohr o befestigten Kontaktbrücke p starr verbunden ist. Auf dem konischen Teil des Kolbens l ruht der radial geführte bewegliche Bolzen s, der mit seinem äußeren Ende mit einer Abschrägung t auf dem Tragarm zusammenarbeitet. Der Zylinder g ist ferner mit den Ein- bzw. Auslaßöffnungen 1, 2 und 3 versehen, deren Zweck noch näher erläutert wird. Mit q ist das Federsystem für die Erzeugung des Stirnkontaktdruckes bezeichnet, während r die Kupferverbindungen für die Stromzuführung zu den Seitenkontakten b sind.
• In der Fig. 1 ist die Kontaktvorrichtung zurückgefahren, d. h. außer Betrieb, wobei die linke Seite des Kolbens l mit Druckmedium beaufschlagt ist, während die Zylinderöffnungen 2 - und 3 geöffnet sind. Die beiden Federsysteme e und q sind gespannt. Sobald der zu erhitzende Stab a in die Erhitzungsstelle gebracht worden ist, wird nunmehr durch die Öffnung 2 ebenfalls Drucköl dem Zylinder zugeführt. Dadurch wird die ganze Kontaktvorrichtung in axialer Richtung nach links verschoben, d. h. in die Betriebsstellung gebracht, wobei der Stirnkontakt c mit dem Stabende in Berührung kommt (Fig. 2). Die Seitenkontakte b sind zunächst noch offen, und um diese in die Schließstellung zu bringen, wird nunmehr die Öffnung 1 freigegeben, so daß der Druck auf der rechten Seite des Kolbens l diesen nach links in die in Fig.3 dargestellte Lage verschiebt. Gleichzeitig mit dieser Verstellung des Kolbens l bewegt sich der auf dem konischen Teil des Kolbens l aufliegende Bolzen s radial nach innen und hebt sich somit vom Tragarm d ab. Der Seitenkontakt b wird nunmehr durch die Feder e und der Stirnkontakt c durch die Feder q an den Stab a angepreßt. Sämtliche Öffnungen 1 bis 3 sind geöffnet, und der Zylinder g ist drucklos, d. h., der ganze Kontaktdruck wird durch Federkraft allein erzeugt. Um den erhitzter! Stab ausspannen zu können und die Kontaktvorrichtung wieder in die in Fig. 1 dargestellte Lage zu bringen, wird über die Zylinderöffnung 1 der Kolben mit Drucköl beaufschlagt und bewegt sich somit nach rechts, wobei der Bolzens mit der abgeschrägten Fläche t am Tragarm in Berührung kommt und den Seitenkontakt b abhebt und gleichzeitig mit einer aus der Abschrägung resultierenden Kraftkomponente die Feder q spannt. Anschließend wird dann über die Öffnung 3 der andere Kolben m , mit Drucköl beaufschlagt, wodurch die ganze Kontaktvorrichtung wieder nach rechts verschoben wird (Fig.1).
• Die Betätigung bzw. Steuerung der Kontakte kann auch mittels Druckluft oder Druckwasser erfolgen oder die Betätigungseinrichtung kann elektromechanischer oder rein mechanischer Art sein. In der gegeschlossenen Lage der Kontaktvorrichtungen sind die an den Enden des zu erhitzenden Stabes wirkenden Kräfte (Seiten- und Stirnkontakte) in sich geschlossen. Während des Glühprozesses sind die beiden Kontaktvorrichtungen in axialer Richtung frei beweglich, so daß keine wesentlichen Kräfte auf den Stab übertragen werden. Jede thermische Ausdehnung des Stabes wird automatisch durch die Kontaktvorrichtungen aufgenommen. Ferner wird, dadurch daß die Kontakte lediglich durch Druckfedern angepreßt werden, durch die Kontaktvorrichtung eine bestimmte Zentrierung des Stabes ermöglicht, was bei Kontaktvorrichtungen mit Einzelpressung der Kontakte mittels hydraulisch betätigter Kolben ausgeschlossen ist. Außerdem ergibt die Federanpressung den großen Vorteil, daß bei Druckausfall im Betätigungszylinder der Glühprozeß nicht durch abnehmenden Kontaktdruck gefährdet wird.
• Um die Kontaktvorrichtung für die Behandlung von Stäben verschiedener Länge anwenden zu können, ist eine möglichst einfache Veränderung des gegenseitigen Abstandes der Kontaktvorrichtungen in der Glühachse erwünscht. Bei der beschriebenen Vorrichtung kann diese Bedingung sehr leicht erfüllt werden, indem die Kontaktvorrichtung noch mit einem Klinkensystem oder ähnlichen Hemmvorrichtungen ausgerüstet wird und für die Verschiebung des Kontaktkopfes und der Kontaktbrücke die bereits für die Betätigung der Kontakte vorgesehene Einrichtung verwendet wird.
• Die Wirkungsweise dieser Verschiebevorrichtung ist an Hand der Fig. 4 bis 6 näher erläutert, wo die dargestellte Kontaktvorrichtung noch mit den Klinken x und y ausgerüstet ist, die mit einer Nockenstange z zusammenwirken.
• Um die Kontaktvorrichtung beispielsweise nach links zu verschieben, wird zunächst die Kontaktbrücke p (Fig. 4) gelöst, so daß sie auf dem Stromzuführungsrohr o axial verschoben werden kann. Durch Beaufschlagung des Kolbens m mit Drucköl wird die Kontaktbrücke p an die Kontaktvorrichtung gezogen, während diese letztere durch die an der Nockenstange z eingefallene Klinke x festgehalten wird. Diese Stellung ist in Fig. 5 gezeigt. Nunmehr wird, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, die Kontaktbrücke durch die andere Klinke y festgehalten, während die Kontaktvorrichtung durch eine Rückbewegung des Kolbens m nach links verschoben wird. Je nach der gewünschten Verschiebung der Kontaktvorrichtung kann diese schrittweise Verstellung mehrmals wiederholt werden. Um die Kontaktvorrichtung samt der Kontaktbrücke in die umgekehrte Richtung bewegen zu können, müssen zuerst die Klinken x und y durch die Hebel u von der Lage I in die Lage 1I verdreht werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Kontaktvorrichtung für die unmittelbare elektrische Widerstandserhitzung von stabförmigen Körpern aus Metall mit mindestens zwei Seitenkontakten und mindestens einem Stirnkontakt, wobei sämtliche Kontakte in der Betriebsstellung durch Federdruck an das Werkstück angepreßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte durch eine zentrale gemeinsame Betätigungseinrichtung verstellt werden, die aus zwei in einem gemeinsamen Steuerzylinder untergebrachten Kolben besteht, wovon der eine Kolben mit einem konischen Teil ausgebildet ist, der über im Zylindergehäuse radial geführte verschiebbare Bolzen das Abheben der Seitenkontakte bewirkt, während der zweite Kolben mit der Kontaktbrücke der Kontaktvorrichtung starr verbunden ist und das Abheben des Stirnkontaktes bewirkt.
2. 2. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenkontakte auf Tragarmen befestigt sind, die gegenüber dem Zylindergehäuse schwenkbar angeordnet sind, und mit einer abgeschrägten Fläche versehen sind, auf welcher beim Abheben der Kontakte die radial verschiebbaren Bolzen auflaufen und dadurch eine Kraftkomponente in axialer Richtung erzeugen, welche das Federsystem für das Anpressen der Stirnkontakte spannt.
3. 3. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben hydraulisch oder pneumatisch betätigt werden. 4. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktvorrichtung bei feststehender Kontaktbrücke durch die Betätigungseinrichtung um den Zylinderhub in axialer Richtung verschiebbar ist. 5. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Vorrichtung auch für die Zentrierung des zu erhitzenden Stabes dient. 6. Kontaktvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung in Kombination mit einer Klinkvorrichtung in axialer Richtung zwecks Anpassung an verschiedene Stablängen dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 50 388, 64 021; deutsche Auslegeschrift Nr. 1010 211; USA.-Patentschrift Nr. 1344 961; schweizerische Patentschrift Nr. 243 518. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1026 894.