DE2631673C3 - Kathodenelement für Elektrolysezellen, insbesondere zur Aluminiumelektrolyse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kathodenelement für Elektrolysezellen, insbesondere zur Aluminiumelektrolyse, mit einem Block aus Kohle od. dgl. mit nut- oder lochförmigen Ausnehmungen, in denen als Stromzuführungen Stangen aus Metall, insbesondere Stahl, durch eine eingestampfte oder eingegossene, elektrisch leitende Masse, insbesondere Gußeisen, festgehalten sind.

Bei den meisten Kathodenelementen dieser Gattung weist jeder Block aus Kohle eine oder mehrere zur Längsrichtung des Blocks parallele, offene Nuten auf. Diese Nuten haben einen beträchtlich größeren Querschnitt als die von ihnen aufzunehmenden Stangen aus Stahl. Wenn die Stangen im Innern der Nuten richtig angeordnet sind, besteht zwischen den Wänden der Nuten und den ihnen gegenüberliegenden Flächen der Stange ein Zwischenraum in der Größenordnung von 1 bis 3 cm. Dieser Zwischenraum wird mit einem elektrisch leitenden Material ausgefüllt, damit zwischen den Stangen aus Stahl und den Blöcken aus Kohle eine elektrisch und mechanisch gute Verbindung ensteht.

Die mit Stangen aus Stahl als Stromzuführungen ausgerüsteten Kathodenelemente müssen beim Aufbau der Elektrolysezellen gehandhabt werden können, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich die Stangen lösen. Als Verbindungsmaterial wird entweder Kohle verwendet, die teigig oder als Pulver eingebracht wird, oder — am häufigsten — Gußeisen, das in den Zwischenraum zwischen der Stange und dem Block aus Kohle direkt eingegossen wird. Diese Art der Verbindung ist leicht herzustellen und sichert einen guten Kontakt zwischen den Blocken und den Stangen auch dann, wenn die Stangen roh warmgewalzt sind, nicht genau maßhaltig sind und Krümmungsfehler aufweisen. Nach dem Erstarren des Gußeisens besteht zwischen diesem und der Stange ein sehr guter Kontakt; zwischen dem Block aus Kohle und dem Gußeisen hat sich jedoch infolge dessen Schwindung ein gewisses Spiel ergeben. Bei der Inbetriebnahme der Elektrolysezelle führt die allmähliche Erwärmung der Kathode nach und nach zu einer Verringerung und sogar zur Aufhebung dieses Spiels; der elektrische Kontakt zwischen Stange und Block wird dann sehr gut. Wird der Block im Laufe der Lebensdauer der Zelle rissig, so greift das flüssige Aluminium das Gußeisen viel weniger rasch an als es den nicht in das Gußeisen eingebetteten Stahl angreifen würde. Dies trägt dazu bei, die Lebensdauer der Elektrolysezelle zu verlängern.

Diese Vorteile wurden jedoch bisher durch das vorzeitige Auftreten von Rissen in den Blöcken aus Kohle gemindert oder gar aufgehoben. Solche Risse, die häufig schon beim Eingießen des Gußeisens in den Zwischenraum zwischen Stange aus Stahl und Block aus Kohle ausgelöst werden, sind entweder längs- oder quergerichtet; im gleichen Block können beide Rißarten gleichzeitig auftreten.

Die längsgerichteten Risse entstehen durch den quergerichteten Druck, den die mit ihrem Gußeisenmantel umhüllte Stange aus Stahl auf die Wände der Nut ausübt. Sie können zum Zeitpunkt des Gießens hervorgerufen werden, entwickeln sich jedoch am häufigsten während des Aufheizens der Zelle, wenn die Temperatur der Stange infolge Joulescher Wärme rasch ansteigt und die Stange wegen ihres gegenüber Kohle 5fach höheren Wärmedehnungskoeffizienten auf die Nutwände aus Kohle einen beträchtlichen Druck ausübt. Da das Material der Blöcke keiner merklichen elastischen Verformung fähig ist, reißen die Siiitenwände der Nji vom Nutgrund ausgehend, und ein solcher Riß kann sich über die ganze Länge fortpflanzen. Diese Erscheinung macht die betroffenen Blöcke unbrauchbar. Um dieser Schwierigkeit abzuhelfen, ist es beispielsweise möglich, die Stangen und zugleich die Blöcke vor dem Vergießen des Gußeisens vorzuwärmen. Es ergibt sich dann nach dem Abkühlen eine Schwindung der mit Gußeisen umhüllten Stange gegenüber dem Block, wobei zwischen beiden ein geringes Spiel auftritt. Bei gut berechneten thermischen Parametern gleicht sich dieses Spiel beim Anfahren der Zelle aus, ohne daß an den Nutwänden aus Kohle übermäßige Beanspruchungen auftreten.

Die quergerichteten Risse können wie die Längsrisse zum Zeitpunkt des Vergießens des Gußeisens ausgelöst werden; sie entwickeln sich jedoch hauptsächlich beim Aufheizen der Zelle. Auch sie entstehen aufgrund der in der Längsrichtung gegenüber den Kohleblöcken 5fach stärkeren Wärmedehung der mit Gußeisen umhüllten Stangen aus Stahl. Wenn die Reibungskräfte zwischen Gußeisen und Kohle zu groß sind, können sich die Stangen im Innern der Nuten nicht verschieben und üben auf die Blöcke Zugkräfte aus, die die Bruchlast rasch übersteigen und Querrisse hervorrufen. Diese Gefahren der Rißbildiing sind um so größer, je länger

die Blöcke sind und auch je höher der im Innern der Zellen auf die Seitenwände der Blöcke ausgeübte Druck ist. der beträchtliche Reibungskräfte hervorruft. Dieser Druck entsteht dadurch, daß die starre metallische Umhüllung die beim Ansteigen der Zellentemperatur auftretende Wärmedehnung der Blöcke in einer zu ihren großen Seitenflächen senkrechten Richtung behindert. Die Bereiche mit den größten Reibungskräften liegen häufig in der Nähe der Enden der Blöcke, denn die Vorwärmebedingungen vor dem Vergießen des Gußeisens sind häufig so, daß beim Erstarren des Gußeisens die Stangen in diesen Bereichen etwas kälter sind und daß folglich die spätere Schwindung etwas geringer ist. Diese schon seit langem bekannten Nachteile haben sich mit der Zunahme der Länge der < < Kathodenelemente zunehmend verstärkt.

Es sind verschiedene Versuche bekannt, die Ausbildungen von Querrissen in den Blöcken aus Kohle beim Vergießen des Gußeisens zu vermeiden. So wird in der FR-PS 21 75 657 vorgeschlagen, die Blöcke aus Kohle und Stangen aus Stahl vor dem Gießen des Gußeisens unter genau festgelegten Temperaturbedingungen vorzuwärmen. In der FR-PS 21 75 658 wird vorgeschlagen, die Blöcke während des Gießvorgangs in Längsrichtung auf Druck zu beanspruchen. Diese beiden Verfahren :·, gestatten es, jegliche Rißbildung beim Vergießen des Gußeisens zu vermeiden, verhindern jedoch nicht die spätere Rißbildung nach dem oben beschriebenen Prozeß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei ν Kathodenelementen der eingangs beschriebenen Gattung Beschädigungen der aus Kohle bestehenden Blöcke durch während der Herstellung oder im Betrieb entstehende Spannungen zu vermeiden.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, *- daß jede der Ausnehmungen eine oder mehrere Verankerungsstellen aufweist, die ausschließlich in der Nähe eines Endes des Blocks angeordnet sind und die eingegossene Masse festhalten, und daß jede Stange in der Nähe der Mitte des Blocks endet und dort innerhalb der Ausnehmung einen Freiraum für längsgerichtete Wärmedehnungen hat.

Die Erfindung beruht also auf dem überraschenden Gedanken, in den Aussparungen der Blöcke von vornherein festgelegte Verankerungsstellen für die ^ Stangen herzustellen und dafür zu sorgen, daß die mit ihrem vorzugsweise aus Gußeisen bestehenden Mantel umhüllten Stangen sich in den Aussparungen der Blöcke von den Verankerungsstellen aus im wesentlichen frei verschieben können. y>

Die Verankerungsstellen werden in genau diejenigen Bereiche gelegt, in denen die Reibungskräfte am größten sind, nämlich in die beiden Enden jedes Blocks. Zwischen den Verankerungsstellen wird in der Nähe der Mitte des Blocks eine Unterbrechung geschaffen, so daß ss sich gewissermaßen halbe Stangen ergeben, die sich in der Aussparung, jeweils ausgehend von der zugehörigen Verankerungsstelle oder Gruppe von Verankerungsstellen, in Richtung zur Mitte des Blocks um den Betrag der Ausdehnungsdifferenz verschieben können, ohne ι,.·, auf ein Hindernis zu treffen.

Es ist wünschenswert, daß die von den benachbarten Blöcken in Querrichtung auf die Wände der Aussparungen ausgeübten Druckkräfte das Gleiten der Stangen im mittleren Bereich der Blöcke nicht behindern. Zu diesem ■ Zweck ist nach einem weiterbildenden Merkmal der Erfindung das Gefüge der Blöcke dadurch verstärkt, daß die Aussparungen in der Nähe der Mitte der Blöcke auf einer ausreichenden Länge unterbrochen sind. Diese Unterbrechung, also der aussparungsfreie, massive Mittelbereich, hindert die Seitenwände der Aussparungen in der Nähe dieses Mittelbereichs, nach innen nachzugeben oder gar zu reißen und vermindert darüber hinaus in hohem Maß das Nachgeben der Wände der ausgesparten Bereiche auf der ganzen Länge der Blöcke. Die Abmessung des auisparungsfreien Bereichs kann je nach Länge der Blöcke und der allgemeinen konstruktiven Gestaltung der Zelle verschieden sein. Bei Blöcken mit einer Länge in der Größenordnung von 3 bis 4 m ist ein nicht ausgesparter Bereich zweckmäßig, der sich über eine Länge in der Größenordnung von etwa 100 bis 500 mm erstreckt und sich im wesentlichen in der Nähe der Mitte der Blöcke befindet.

Ein aussparungsfreier Bereich ist jedoch nicht absolut notwendig; es ist möglich, den von den benachbarten Blöcken ausgeübten Querdruck durch Ändern des Aufbaus der Zelle zu vermindern; es ist auch möglich, die Blöcke so zu gestalten, daß die Seitenwände der Aussparungen genügend verstärkt werden, um ein zu starkes Nachgeben nach innen zu vermeiden, welches das Gleiten der Stangen aus Stahl verhindern könnte.

In allen Fällen müssen diejenigen Enden der halben Stangen, die sich in der Nähe der Mitte der Blöcke befinden, in der Lage sein, sich ohne wesentlichen Widerstand auszudehnen oder zu verkürzen. Auch bei nicht durchgehenden Aussparungen muß deshalb im kalten Zustand zwischen den Enden der halben Stangen und den die Aussparungen im Mittelbereich abschließenden Wänden ein Freiraum für die Wärmeausdehnung zur Verfügung stehen. Bei von einem Ende der Blöcke zum anderen durchgehenden Aussparungen muß im kalten Zustand in der Nähe der Mitte jedes Blocks in jeder Aussparung zwischen den Enden der sich gegenüberliegenden halben Stangen ein leerer Bereich vorhanden sein, dessen Abmessung ausreicht, damit die maximale Wärmedehnung der Halbstangen in Längsrichtung unbehindert stattfinden kann, ohne daß die Halbstangen auf Hindernisse treffen oder aneinanderstoßen. Die Berechnung zeigt, daß bei einer Stange aus Stahl, die in einer 2 m langen Aussparung eines Blockes aus Kohle aufgenommen ist, die Ausdehnungsdifferenz etwa 20 mm beträgt, wenn das Ganze auf eine Temperatur von etwa 900^GC gebracht wird.

Es muß daher in jeder Aussparung für die Wärmedehnung jeder halben Stange in der Nähe der Mitte der Blöcke ein Freiraum von etwa 20 mm oder mehr vorhanden sein, was bei einer durchgehenden Aussparung einen Freiraum von 40 mm oder mehr bedeutet. Um zu vermeiden, daß sich dieser Freiraum beim Vergießen mit Gußeisen füllt, muß in der Nähe des zur Mitte des Blocks weisenden Endes jeder halben Stange eine Dichtung, beispielsweise aus Asbest, eingesetzt werden, die den Zwischenraum zwischen der halben Stange und den Wänden der Aussparung verschließt. Es ist üblich, ähnliche Dichtungen in der Nähe der Enden der Blöcke anzuordnen, um das Abfließen des Gußeisens nach außen zu verhindern.

Die Verankerungsstelle oder -stellen, die an jeder halben Stange in der Nähe des Endes des zugehörigen Blocks ausgebildet sind, können auf vielerlei Weise ausgc^rührt sein. Es ist möglich, mit einem Werkzeug ein oder mehrere Löcher mit den angestrebten Querschnitten und Tiefen in eine oder mehrere Wände der Aussparung einzuarbeiten. Dieses Loch oder diese Löcher können mit Bohr- oder Fräsmaschinen herge-

stellt werden. Ihre Tiefe und ihr Querschnitt müssen ausreichen, damit nach dem Gießen und Abkühlen des Gußeisens die auf diese Weise am Gußeisenmantel der Stange erzeugten Vorsprünge sich nicht, beispielsweise wegen der nach dem Erstarren und Abkühlen eintretenden Schwindung, aus den Löchern lösen können. Der Querschnitt der Löcher muß auch ausreichend sein, damit die Vorsprünge ohne Rißbildung den Scherbeanspruchungen standhalten, die beim Handhaben der Blöcke und unter der Wirkung der Dehnungskräfte beim Aufheizen der Zelle erzeugt werden. Im allgemeinen genügt es, wenn die Löcher eine Tiefe in der Größenordnung von 10 bis 50 mm haben.

Um das maschinelle Bearbeiten zu erleichtern, haben die Löcher im allgemeinen nicht zylindrische Wände, sondern sind vorzugsweise von außen nach innen verjüngt. Sie können auch in der Nähe des Grundes und am Außenrand Abrundungen aufweisen. Dies erleichtert das Eindringen des Gußeisens und ergibt Vorsprünge ohne scharfe Winkel, die den Beanspruchungen gut standhalten und gleichzeitig die halben Stangen einwandfrei verankern und gegen Gleiten sichern. Die Löcher werden in geringem Abstand vom Ende der Blöcke ausgebildet, wobei jedoch vermieden wird, sie zu nahe an den Enden der Aussparung anzuordnen, was dazu führen könnte, in deren Wänden eine Rißbildung hervorzurufen. Die Löcher werden bevorzugt in einem Abstand von etwa 50 bis 200 mm zum Ende der Blöcke eingearbeitet.

An den Seitenflächen der Aussparungen können auch anstelle von Löchern eine oder mehrere längs- oder quergerichtete Kerben beliebigen Profils und beliebiger Länge ausgebildet sein. Schließlich können an den Wänden der Aussparungen Vorsprünge verschiedener Formen und Abmessungen ausgebildet sein. Die Vorsprünge werden einfach dadurch erzielt, daß die Stellen, an denen sie erscheinen sollen, maschinell nicht so stark bearbeitet werden. Durch dieses Vorgehen wird jegliche, auch örtlich begrenzte Schwächung der Blöcke aus Kohle vermieden.

Wenn die Aussparungen als Nuten ausgebildet sind, ist es vorteilhaft, das Querschnittsprofil der Nuten so zu gestalten, daß die Stangen durch eine zur Ebene der genuteten Fläche des Blocks senkrechte Kraft nicht aus den Nuten gerissen werden können, sondern in den Nuten nur längs gleiten können. Folglich werden als Aussparungen beispielsweise Nuten in Schwalbenschwanz- oder Sanduhrform verwendet. Die letztgenannte Nutenform hat etwa auf halber Tiefe einen eingeengten Bereich. Beim Vergießen nimmt das Gußeisen die allgemeine Form der Nut an und kann nach Erstarren und Schwinden der mit Gußeisen umhüllten Stange nicht mehr aus der Nut gerissen werden, ohne die Seitenwände der Nut zu brechen. Dagegen kann das nichtverankerte Ende im Innern der Nut sich frei in Längsrichtung verschieben, sobald es Temperaturveränderungen unterworfen ist

Es ist auch möglich, die Befestigung nach der Erfindung dort anzuwenden, wo die halben Stangen nicht in Nuten, sondern in Löchern angeordnet sind, die in diejenigen Blöcke aus Kohle eingearbeitet sind, bei denen die Stangen von den Stirnflächen der Blöcke her eingesetzt werden. Je nach Bedarf münden in jeder Stirnfläche ein oder mehrere Löcher. Jedes dieser zur Längsrichtung der Blöcke im wesentlichen parallelen Löcher kann die Blöcke von einem Ende zum anderen durchsetzen: es kann auch in der Nähe der Mitte der

Blöcke unterbrochen sein, um in diesem Bereich das Maximum an Festigkeit gegen mechanische Beanspruchungen zu bewahren. Obgleich der Querschnitt der Löcher beliebig sein kann, ist es in den meisten Fällen zweckmäßig, ihn kreisrund zu machen. Die darin eingesetzten halben Stangen haben ebenfalls einen beliebigen Querschnitt, der jedoch meistens kreisrund oder parallelepipedisch ist. Zwischen Stange und Loch muß genügend Spiel vorhanden sein, damit das Gußeisen eingegossen werden kann. Das Spiel hat den gleichen Betrag wie dasjenige, das bei Aufnahme der halben Stangen in Nuten vorgesehen ist.

Die Verankerung der halben Stangen in der Nähe jedes Endes der Blöcke geschieht in der gleichen Weise wie im Falle von Nuten; sie wird mit einer oder mehreren Vertiefungen oder auch mit einem oder mehreren Vorsprüngen erzielt, die im Innern der Löcher vorzugsweise in einem Abstand von etwa 50 bis 200 mm vom Ende der Blöcke angeordnet sind. Bei zylindrischen Löchern können die Vertiefungen oder Vorsprünge beispielsweise ringförmig sein. Wie im Falle von Nuten muß für die Wärmeausdehnung jeder halben Stange ein Freiraum in der Größenordnung von 20 mm oder mehr vorgesehen sein. Vergleichbar mit dem Vergießen des Gußeisens in Nuten wird das Abfließen des Gußeisens in die Freiräume durch Einsetzen von Dichtungen, beispielsweise aus Asbest, verhindert. Schließlich können die in den Mittelbereichen der Blöcke oder in deren Nähe für die Wärmedehnung der halben Stangen frei gelassenen Räume mit einem zusammendrückbaren Material gefüllt werden, beispielsweise mit pulverförmig gem natürlichem Grafit oder mit einem Kohlefilz.

Auch bei durchgehenden Aussparungen — seien e« Nuten oder Löcher — müssen sich die beiden in ihnen aufgenommenen halben Stangen frei ausdehnen können, ohne durch Aneinanderstoßen in ihrer Bewegung behindert zu sein. Wenn es die Erfordernisse der Stromverteilung zweckmäßig erscheinen lassen, könner die Enden der halben Stangen durch Einschneiden jede« Endes auf die Hälfte des Querschnitts so bearbeitet sein daß sie sich im Mittelbereich auf der notwendiger Länge übereinander schieben können. In diesem FaI muß auch verhindert werden, daß das Gußeisen beirr Vergießen in die Überlappungszone eindringt, damit e; das Gleiten nicht verhindert. Ein elektrischer Kontak kann dennoch hergestellt werden, indem der nicht mi Gußeisen ausgefüllte Raum mit einer zusammendrück baren, elektrisch leitenden Masse gefüllt wird, beispiels weise mit pulverförmigem natürlichem Grafit oder mi einem Kohlefilz.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in folgenden anhand schematischer Zeichnungen nähe erläutert. Es zeigt:

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Blocks au: Kohle für ein Kathodenelement

F i g. 2 den Querschnitt ΙΙ-Π in F i g. 1 und

F i g. 3 eine nur teilweise gezeichnete Draufsicht eine Kathodenelements.

Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Block 12 au amorpher Kohle ist für die Herstellung eines Kathoden elements für eine Elektrolysezelle für die Aluminium elektrolyse bestimmt und ist seinerseits nach einen bekannten Verfahren in Form eines Parallelepipeds mi den Abmessungen 500 χ 450 χ 3200 mm hergestell worden. In jeden Block 12 sind zwei Ausnehmungen !■ in Form zweier miteinander fluchtender Nuten entlaß der Hauptachse einer der 500 mm breiten Seitenfläche! eingearbeitet. Der Querschnitt jeder Aussparung 14 is

sanduhrförmig und hat die folgenden Abmessungen: Tiefe 155 mm, Breite an der offenen Seite und am Grund 170 mm, Breite auf halber Tiefe 160 mm. In der Mitte des Blocks 12 sind die Ausnehmungen 14 durch eine 300 mm lange Unterbrechung 16 voneinander getrennt.

In den Grund 18 und die Seitenwände 20 jeder Ausnehmung 14 ist in einem Abstand von 100 mm von jedem Ende des Blocks 12 je eine Verankerungsstelle 22 bzw. 24 in Torrn eines Blindlochs eingearbeitet. Das in den Grund 18 jeder Ausnehmung 14 in deren Mittelebene mit einer Bohrmaschine eingearbeitete Blindloch hat eine Tiefe von 30 mm; sein Durchmesser beträgt am Locheingang 60 mm, am Lochgrund 30 mm. Die anderen Blindlöcher sind einander gegenüberliegend auf halber Tiefe in die Seiten wände 20 jeder Ausnehmung 14 mit einem Fräswerkzeug mit vertikaler Achse und 120 mm Durchmesser eingesenkt. Diese Blindlöcher haben eine Tiefe von 20 mm und weisen abgerundete Ränder auf; bedingt durch die Form des Fräswerkzeugs beträgt ihre Höhe am Eingang etwa 60 mm und ihre maximale Breite, parallel zur Längsrichtung der Aussparung 14 gemessen, etwa 90 mm.

In jede der beiden Ausnehmungen 14 des Blocks 12 ist gemäß F⁷ig. 3 eine Stange 26 aus Stahl so eingesetzt, daß sich ihre 120 mm breite Oberseite im wesentlichen auf der Höhe der genuteten Fläche des Blocks befindet und ihr der Mitte des Blocks zugewandtes Ende einen Abstand von etwa 30 mm vom Ende der Ausnehmung 14 in der Nähe der Mitte des Blocks hat. Je Stange 26 sind in den Zwischenraum zwischen Stange und Ausnehmung 14 zwei Asbestdichtungen 28 eingesetzt, die eine am Eingang der Ausnehmung zum Ende des Blocks 12 hin, die andere am Ende der Stange 26, zur Mitte des Blocks hin. Die Asbestdichtungen 28 verhindern beim Vergießen des Gußeisens, daß dieses in den Freiraurn 30 zwischen dem Ende der Ausnehmung 14 und dem Ende der Stange 26 eindringt oder nach außen abfließt.

Das Vorbereiten der Blöcke 12 und Stangen 26, ihr Vorwärmen vor dem Gießen und das Gießen selbst werden nach den in der Fachwelt bekannten Verfahren durchgeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Kathodenelement für Elektrolysezellen, insbesondere zur Aluminiumelektrolyse, mit einem Block aus Kohle mit nut- oder lochförmigen Ausnehmungen, in denen als Stromzuführungen Stangen aus Metall, insbesondere Stahl, durch eine eingestampfte oder eingegossene elektrisch leitende Masse, insbesondere Gußeisen, festgehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Ausnehmungen (14) eine oder mehrere Verankerungsstellen (22, 24) aufweist, die ausschließlich in der Nähe eines Endes des Blocks (12) angeordnet sind und die eingegossene Masse (32) festhalten, und daß jede Stange (26) in der Nähe der Mitte des Blocks endet und dort innerhalb der Ausnehmung einen Freiraum (3G) für längr.gerichtete Wärmedehnungen hat.

2. Kathodenelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsstellen (22, 24) von Vertiefungen und/oder Vorsprüngen in den Wänden der betreffenden Ausnehmung (14) gebildet sind.

3. Kathodenelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (14) in der Nähe der Mitte jedes Blocks (12) unterbrochen sind.

4. Kathodenelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterbrechung (16) sich über eine Länge von etwa 100 bis 500 mm erstreckt.

5. Kathodenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (12) Nuten mit hinterschnittenem Querschnitt sind.

6. Kathodenelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Freiraum (30) für jede Stange (26) mil einem zusammendrückbaren Material wie Kohlefilz oder pulverförmiges natürliches Grafit gefüllt ist.