Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
WORKING ELECTRODE FOR AN ELECTRODYNAMIC FRAGMENTING INSTALLATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/093063
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a working electrode for an electrodynamic fragmenting installation. The working electrode comprises an insulator (1) with a central conductor (2), which axially passes through the insulator (1) and carries at its working end an electrode tip (3) which is formed by an exchangeable changing part (4) and adjoins a stop area (6) of the central conductor (2) with a contact area (5) under axial compressive prestress. The invention makes it possible to provide working electrodes for electrodynamic fragmenting installations in which the electrode tips can be exchanged in a simple manner and which can be operated practically without maintenance over a long period of time even in the case of great pressure pulsations.

Inventors:
MAURER DANIEL EMANUEL (CH)
MUELLER-SIEBERT REINHARD (CH)
Application Number:
PCT/CH2006/000100
Publication Date:
August 23, 2007
Filing Date:
February 15, 2006
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
AMMANN AUFBEREITUNG AG (CH)
MAURER DANIEL EMANUEL (CH)
MUELLER-SIEBERT REINHARD (CH)
International Classes:
B02C19/18; G10K15/06
Foreign References:
JP2003001137A2003-01-07
US20050150688A12005-07-14
DE3844419A11989-07-20
US4458153A1984-07-03
US5420473A1995-05-30
Other References:
DATABASE WPI Week 199712, Derwent World Patents Index; AN 1997-131002, XP002402087
DATABASE WPI Week 199712, Derwent World Patents Index; AN 1997-130988, XP002402088
Attorney, Agent or Firm:
E. BLUM & CO. (Zürich, CH)
Download PDF:
Claims:
PATENTANSPRüCHE

1. Arbeitselektrode für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage, umfassend einen Isolatorkörper (1) mit einem zentralen Leiter (2), an dessen Ar- beitsende eine Elektrodenspitze (3) angeordnet ist, welche von einem austauschbaren Wechselteil (4) gebildet ist.

2. Arbeitselektrode nach Anspruch 1, wobei das Wechselteil (4) mit einer Kontaktfläche (5) in axi- aler Richtung unter Druckvorspannung an eine Anschlagfläche (6) am Arbeitsende des zentralen Leiters (2) angrenzt.

3. Arbeitselektrode nach Anspruch 2, wobei das Wechselteil (4) an seinem der Elektrodenspitze (3) abgewandten Ende mit dem zentralen Leiter (2) mit einer ersten Verschraubung (7) verschraubt ist.

4. Arbeitselektrode nach Anspruch 3, wobei das Wechselteil (4) zwischen der ersten Verschraubung (7) und der Kontaktfläche (5) einen Dehnungsbereich (8, 9), insbesondere mit einer Länge von mindesten dem Zweifachen des Durchmessers der ersten Verschraubung (7) aufweist.

5. Arbeitselektrode nach Anspruch 4, wobei der Dehnungsbereich (8, 9) als Dehnschaft (8) ausgebildet ist, welcher insbesondere an einem Ende das Aussengewinde der ersten Verschraubung (7) bildet.

6. Arbeitselektrode nach Anspruch 4, wobei der Dehnungsbereich (8, 9) als Dehnhülse (9) ausgebildet ist, welche insbesondere an einem Ende das Innengewinde der ersten Verschraubung (7) bildet. 7-. Arbeitselektrode nach einem der Ansprüche

3 bis 6, wobei der zentrale Leiter (2) zwischen der ersten Verschraubung (7) und der Anschlagfläche (5) einen Dehnungsbereich (8, 9), insbesondere mit einer Länge von mindesten dem Zweifachen des Durchmessers der ersten Ver- schraubung (7) aufweist.

8. Arbeitselektrode nach Anspruch 7, wobei der Dehnungsbereich (8, 9) als Dehnschaft (8) ausgebildet ist, welcher insbesondere an einem Ende das Aussengewinde der ersten Verschraubung (7) bildet.

9. Arbeitselektrode nach Anspruch 7, wobei der Dehnungsbereich (8, 9) als Dehnhülse (9) ausgebildet ist, welche insbesondere an einem Ende das Innengewinde der ersten Verschraubung (7) bildet.

10. Arbeitselektrode nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Wechselteil (4) einstückig ausgebildet ist.

11. Arbeitselektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Wechselteil (4) aus mehreren Bauteilen gebildet ist.

12. Arbeitselektrode nach Anspruch 11, wobei die Kontaktfläche (5) des 'Wechselteils (4) von einem Anschlagelement (10) gebildet ist, welches mit einem anderen Bauteil des Wechselteils (4), welches eine Paarungshälfte der ersten Verschraubung (7) bildet und einstückig mit der Elektrodenspitze (3) ausgebildet ist, eine zweite Verschraubung (11) bildet.

13. Arbeitselektrode nach Anspruch 12, wobei das Anschlagelement als Mutter (10) , insbesondere als Sechskantmutter (10) oder Stirnlochmutter ausgebildet ist . 14. Arbeitselektrode nach einem der Ansprüche

3 bis 13, wobei das Wechselteil (4) zwischen Elektroden- spitze (3) und Kontaktfläche (5) einen Bereich mit einem nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, insbesondere zwei parallele Spiegelflächen (12) , zum form- schlüssigen Zusammenwirken mit einem Einschraubwerkzeug, insbesondere mit einem Gabelschlüssel.

15. Arbeitselektrode nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Wechselteil (4) in einem Bereich angrenzend an seine Kontaktfläche (5) an seinem Aussenumfang einen umlaufenden, radialen Wulst (14) aufweist .

16. Arbeitselektrode nach Anspruch 13 und nach Anspruch 15, wobei die Mutter (10) an ihrem dem zentralen Leiter (2) zugewandten Ende an ihrem Aussenumfang einen umlaufenden, radialen Wulst (14) aufweist.

17. Arbeitselektrode nach Anspruch 1, wobei das Wechselteil (4) kraftschlüssig durch Klemmung in einer stirnseitigen öffnung im Arbeitsende des zentralen Leiters (2) befestigt ist.

18. Arbeitselektrode nach Anspruch 17, wobei das Wechselteil (4) eine Spreizhülse (24) mit einem Spreizkörper (25) zum radialen Aufspreizen der Spreizhülse (24) umfasst, mittels welchem sie radial an die Wandung (26) der stirnseitigen öffnung pressbar oder gepresst ist zur Bewirkung der Klemmung.

19. Arbeitselektrode nach Anspruch 18, wobei der Spreizkörper (25) einen insbesondere kegel- oder pyramidenförmigen Abschnitt zum radialen Aufspreizen der Spreizhülse (24) aufweist und wobei der Spreizkörper (25) , insbesondere durch einstückige Ausbildung, mit einem Antriebselement (27) zum axialen Verschieben des Spreizkörpers (25) zwecks Aufspreizung der Spreizhülse

(24) verbunden ist, welches am Arbeitsende des zentralen Leiters (2) aus der stirnseitigen öffnung austritt und an seinem dem Spreizkörper (25) abgewandten Ende eine Elektrodenspitze (3) bildet. 20. Arbeitselektrode nach Anspruch 19, wobei das Antriebselement (27) zwischen der Elektrodenspitze (3) und dem Spreizkörper (25) ein Aussengewinde (28) zur Erzeugung einer axialen Verschiebungskraft aufweist.

21. Arbeitselektrode nach Anspruch 20, wobei der Spreizkörper (25) derartig ausgebildet ist, dass eine axiale Verschiebung desselben in Richtung zum Arbeitsende des zentralen Leiters (2) hin eine radiale Aufspreizung der Spreizhülse (24) bewirkt und wobei das Aussengewinde (28) des Antriebselements (27) mit einem entsprechenden Innengewinde eines mutternartigen Widerlagerelements (29)

zusammenwirkt, welches sich axial auf der Spreizhülse

(24) abstützt.

22. Arbeitselektrode nach Anspruch 21, wobei das mutternartige Widerlagerelement (29) als Stirnlochmutter mit mindestens zwei Stirnlöchern (23) ausgebildet ist, welche insbesondere an ihrem Aussenumfang einen umlaufenden, radialen Wulst (14) bildet.

23. Arbeitselektrode nach einem der Ansprüche 21 bis 22, wobei das Antriebselement (27) zwischen dem Spreizkörper (25) und dem Aussengewinde (28) einen insbe- sondere als Dehnschaft (8) oder als Dehnhülse ausgebildeten Dehnungsbereich aufweist, insbesondere mit einer Länge von mindesten dem Zweifachen des Durchmessers des äussengewindes (28) .

24. Arbeitselektrode nach Anspruch 19, wobei der Spreizkörper (25) derartig ausgebildet ist, dass eine axiale Verschiebung desselben in Richtung weg vom Arbeitsende des zentralen Leiters (2) eine radiale Auf- spreizung der Spreizhülse (24) bewirkt und wobei das Aussengewinde (28) des Antriebselements (27) mit einem ent- sprechenden Innengewinde eines Widerlagerelements (29) zusammenwirkt, welches mit der Spreizhülse (24) verbunden ist zur übertragung von axialen Zugkräften zwischen dem Widerlagerelement (29) und der Spreizhülse (24) und insbesondere, welches einstückig mit der Spreizhülse (24) ausgebildet ist.

25. Arbeitselektrode nach Anspruch 24, wobei die Spreizhülse (24) im Bereich zwischen dem Widerlagerelement (29) und dem Bereich, wo sie vom Spreizkörper

(25) radial aufgespreizt wird, einen Dehnungsbereich (9) insbesondere mit einer Länge von mindesten dem Zweifachen des Durchmessers des Innengwindes des Widerlagerelements (29) aufweist.

26. Arbeitselektrode nach einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei das Antriebselement (27) zwischen Elek- trodenspitze (3) und Spreizkörper (25) einen Bereich mit einem nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist,

insbesondere zwei parallele Spiegelflächen (12), zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Werkzeug zum Verdrehen oder Verdrehsichern desselben.

27. Arbeitselektrode nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zwischen dem Wechselteil (4) und dem zentralen Leiter (2) eine Dichtung (13) , insbesondere ein O-Ring (13) angeordnet ist, zur Verhinderung eines Eindringens von Prozessflüssigkeit in einen zwischen diesen gebildeten Bereich, welcher der Befestigung des Wechselteils (4) am zentralen Leiter (2) dient. 28. Arbeitselektrode nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zentrale Leiter (2) im Bereich seines arbeitsseitigen Austritts aus dem Isolatorkörper (1) an seinein Aussenumfang einen umlaufenden, ra- dialen Wulst (14) aufweist. 29. Arbeitselektrode nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zentrale Leiter (2) im Bereich seines arbeitsendseitigen Austritts aus dem Isolatorkörper (1) einen Bereich mit einem nicht-rotationssym- metrischen Querschnitt aufweist, insbesondere zwei paral- lele Spiegelflächen (12), zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Gabelschlüssel.

30. Arbeitselektrode nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der zentrale Leiter (2) an seiner arbeitsendseitigen Stirnseite mindestens zwei Stirnlöcher (23) aufweist, zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Stirnlochschlüssel.

31. Arbeitselektrode nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Elektrodenspitze (3) die Form einer Kugelkalotte oder eines Rotationsparaboloids auf- weist.

32. Wechselteil (4) für eine Arbeitselektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 16, umfassend einen langgestreckten, elektrisch leitenden Grundkörper, welcher an seinem ersten Ende ein erstes Aussengewinde (15) trägt und an seinem anderen Ende in eine Elektrodenspitze (3) ausläuft, wobei zwischen Elektrodenspitze (3) und dem

ersten Aussengwinde (15) ein zweites Aussengwinde (16) angeordnet ist, zum Eingreifen in ein entsprechendes Innengewinde eines Anschlagelements (10) , und wobei der Grundkörper (4) zwischen Elektrodenspitze (3) und dem zweiten Aussengewinde (16) einen nicht-rotationssymmetri- sehen Querschnitt aufweist, insbesondere zwei parallele Spiegelflächen (12) , zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Einschraubwerkzeug, insbesondere mit einem Gabelschlüssel, und zwischen dem ersten Aussengewinde (15) und dem zweiten Aussengewinde (16) einen Dehnschaft (8) aufweist, welcher insbesondere eine Länge von mindesten dem Zweifachen des Durchmessers des ersten Aussengewindes (15) aufweist.

33. Wechselteil (4) nach Anspruch 32, des Weiteren umfassend ein auf dem zweiten Aussengewinde (16) angeordnetes Anschlagelement (10) , welches insbesondere mindestens zwei parallele Spiegelflächen (12) zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Gabelschlüssel aufweist .

34. Wechselteil (4) für eine Arbeitselektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 16, umfassend einen langgestreckten, elektrisch leitenden Grundkörper (4), welcher an einem Ende ein Innengewinde (17) trägt und an seinem anderen Ende in eine Elektrodenspitze (3) ausläuft, wobei zwischen Elektrodenspitze (3) und dem Innen- gewinde (17) eine Anschlagschulter (18) zum axialen Anschlagen an einer Anschlagfläche (6) am Arbeitsende eines das Wechselteil aufnehmenden zentralen Leiters (2) der Arbeitselektrode angeordnet ist, wobei der Grundkörper (4) zwischen der Anschlagschulter (18) und der Elektro- denspitze (3) einen Bereich mit einem nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, insbesondere mindestens zwei parallele Spiegelflächen (12), zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Einschraubwerkzeug, insbesondere mit einem Gabelschlüssel, und zwischen dem Innen- gewinde (17) und der Anschlagschulter (18) als Dehnhülse (9) ausgebildet ist, insbesondere über eine Länge die

mindesten dem Zweifachen des Durchmessers des Innengewindes (17) entspricht.

35. Wechselteil (4) nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einstückig ausgebildet ist.

36. Wechselteil (4) nach einem der Ansprüche 34 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagschulter (18) von einem umlaufenden radialen Wulst (14) des Wechselteils (4) gebildet ist.

37. Wechselteil (4) für eine Arbeitselektrode nach einem der Ansprüche 17 bis 23, umfassend eine Spreizhülse (24) und einen insbesondere kegel- oder pyramidenförmigen Spreizkörper (25) zum radialen Aufspreizen der Spreizhülse (24) durch axiale Verschiebung desselben relativ zur Spreizhülse (24), wobei der Spreizkörper (25) insbesondere stoffschlüssig mit einem Antriebselement (27) zum Verschieben des Spreizkörpers (25) in der

Spreizhülse (24) verbunden ist, welches an seinem dem Spreizkörper (25) abgewandten Ende aus der Spreizhülse

(24) austritt und an diesem Ende eine kugelkalottenför- mige oder eines rotationsparaboloidförmige Elektroden- spitze (3) bildet und wobei das Antriebselement (27) zwischen der Elektrodenspitze (3) und dem Spreizkörper

(25) ein Aussengewinde (28) und angeordnet auf dem Aussengewinde (28) ein insbesondere mutternartiges Widerlagerelements (29) aufweist, welches sich axial auf der Spreizhülse (24) abstützt, so dass durch Rotation desselben relativ zum Antriebselement (27) eine axiale Bewegung des Spreizkörper (25) in Richtung zur Elektrodenspitze (3) hin bewirkbar ist, unter zunehmender Aufspreizung der Spreizhülse (24) . 38. Wechselteil (4) nach Anspruch 37, wobei das Widerlagerelement (29) als Stirnlochmutter , insbesondere mit mindestens zwei Stirnlöchern (23) ausgebildet ist, welche insbesondere an ihrem Aussenumfang einen umlaufenden, radialen Wulst (14) bildet. - 39. Wechselteil (4) nach einem der Ansprüche

37 bis 38, wobei das Antriebselement (27) zwischen dem

Spreizkörper (25) und dem Aussengewinde (28) einen insbesondere als Dehnschaft (8) oder als Dehnhülse ausgebildeten Dehnungsbereich aufweist, insbesondere mit einer Länge von mindesten dem Zweifachen des Durchmessers des Aussengewindes (28). 40. Wechselteil (4) für eine Arbeitselektrode nach einem der Ansprüche 24 bis 25, umfassend eine Spreizhülse (24) und einen insbesondere kegel- oder pyramidenförmigen Spreizkörper (25) zum radialen Aufspreizen der Spreizhülse (24) durch axiale Verschiebung desselben relativ zur Spreizhülse (24), wobei der Spreizkörper (25) insbesondere stoffschlüssig mit einem Antriebselement (27) zum Verschieben des Spreizkörpers (25) in der Spreizhülse (24) verbunden ist, welches an seinem dem Spreizkörper (25) abgewandten Ende aus der Spreizhülse (24) austritt und an diesem Ende eine kugelkalottenför- mige oder eines rotationsparaboloidförmige Elektrodenspitze (3) bildet und wobei das Antriebselement (27) zwischen der Elektrodenspitze (3) und dem Spreizkörper (25) ein Aussengewinde (28) aufweist, welches mit einem entsprechenden Innengewinde eines Widerlagerelements (29) zusammenwirkt, welches mit der Spreizhülse (24) verbunden ist zur übertragung von axialen Zugkräften zwischen dem Widerlagerelement (29) und der Spreizhülse (24), so dass durch Rotation des Antriebselements (27) relativ zum Widerlagerelement (29) eine axiale Bewegung des Spreizkörper (25) in einer Richtung weg von der Elektrodenspitze (3) bewirkbar ist, unter zunehmender Aufspreizung der Spreizhülse (24) .

41. Wechselteil (4) nach Anspruch 40, wobei das Widerlagerelement (29) einstückig mit der Spreizhülse (24) ausgebildet ist.

42. Wechselteil (4) nach einem der Ansprüche 40 bis 41, wobei die Spreizhülse (24) im Bereich zwischen dem Widerlagerelement (29) und dem Bereich, wo sie vom Spreizkörper (25) radial aufgespreizt wird, einen Dehnungsbereich (9), insbesondere mit einer Länge von min-

desten dem Zweifachen des Durchmessers des Innengwindes des Widerlagerelements (29) aufweist.

43. Verwendung der Arbeitselektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 31 zum elektrodynamischen Fragmentieren von insbesondere schlecht leitendem Material, insbesondere von Beton oder Schlacke.

Description:

Arbeitselektrode für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage

TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung betrifft eine Arbeitselektrode für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage r Wechselteile für eine solche Arbeitselektrode sowie eine Verwendung der Arbeitselektrode gerαäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

STAND DER TECHNIK

Bei der elektrodynamischen Fragmentierung von Material, wie beispielsweise Beton, werden zwischen einer mit Hochspannungspulsen beaufschlagten Arbeitselektrode und einer üblicherweise auf neutralem Potential liegenden Basiselektrode Hochspannungsdurchschläge durch das zu zerkleinernde Material erzeugt, wodurch es zur Zerkleinerung des Materials kommt. Dabei findet bei jedem Hoch- spannungsdurchschlag auch ein geringfügiger Materialabtrag an der Arbeitselektrodenspitze statt, so dass diese nach einer gewissen Einsatzdauer abgenutzt ist und ausgetauscht werden muss. Auch kann ein Elektrodenwechsel bei einem Wechsel des mit der Anlage aufzuschliessenden Mate- rials erforderlich werden, um eine Kontamination des Endprodukts mit unerwünschtem Elektrodenmaterial zu verhindern. In beiden Fällen muss bei den heute bekannten elektrodynamischen Fragmentierungsanlagen die gesamte Arbeitselektrode inklusive Isolator ausgewechselt werden, was ein kosten- und zeitintensives Unterfangen darstellt, nicht zuletzt deshalb, weil die Arbeitselektroden auf ihrer Anschlussseite üblicherweise an ein mit Isolatoröl gefülltes System angekoppelt sind. Als weiterer Nachteil ergibt sich hieraus, dass es unwirtschaftlich ist, nicht vollständig verbrauchte Elektroden aufzubrauchen, da der

Installationsaufwand gemessen an der Restnutzungsdauer relativ hoch ist.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Ar- beitselektrode zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist oder diese zumindest teilweise vermeidet.

Diese Aufgabe wird durch die Arbeitselektrode und die Wechselteile für eine solche Arbeitselektrode ge- mäss den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.

Demgemäss betrifft ein erster Aspekt der Erfindung eine Arbeitselektrode für eine elektrodynamische Fragmentierungsanlage mit einer austauschbaren Elektrodenspitze. Die Arbeitselektrode umfasst einen Isolator- körper, z.B. aus Kunststoff oder aus einem keramischen

Material, mit einem zentralen Leiter aus einem elektrisch gut leitenden, bevorzugterweise metallischen Material, z.B. aus Aluminium, Kupfer oder rostfreiem Stahl, welcher den Isolator axial durchsetzt. An einem Ende ist der zen- trale Leiter ausgestaltet zur Ankopplung an einen Hochspannungsgenerator zur Beschickung der Arbeitselektrode mit Hochspannungspulsen. An seinem anderen Ende, dem sogenannten Arbeitsende, welches im Betrieb in den mit Prozessflüssigkeit, z.B. Wasser, und dem zu zerkleinernden Material gefüllten Arbeitsbereich der Fragmentierungsanlage eintaucht, trägt der zentrale Leiter eine Elektrodenspitze, welche im Betrieb den Ausgangspunkt für die Spannungsdurchschläge bildet. Die Elektrodenspitze wird von einem austauschbaren, einstückigen oder mehrteiligen Wechselteil gebildet.

Derartige Arbeitselektroden weisen den Vorteil auf, dass bei einem Verschleiss der Elektrode oder bei einer änderung des zu zerkleinernden Materials lediglich die Elektrodenspitze gewechselt werden muss und z.B. ein öffnen eines ölgefüllten Hochspannungssystems zwecks Austausch der gesamten Arbeitselektrode überflüssig wird.

Hierdurch lassen sich die wartungsbedingten Ausfallzeiten und Betriebskosten elektrodynamischer Fragmentierungsanlagen deutlich senken.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Arbeitselektrode weist das Wechselteil eine Kontaktfläche auf, die als axialer Anschlag des Wechselteils am zentralen Leiter dient und am Arbeitsende des zentralen Leiters unter axialer Druckvorspannung an eine Anschlagfläche des zentralen Leiters angrenzt. Dabei können die Kontaktfläche des Wechselteils und/oder die Anschlagfläche des zentralen Leiters z.B. als stumpfe Anschlagflächen mit rein radialer Erstreckung oder auch als konusförmige Flächen mit radialer und axialer Erstreckung ausgebildet sein. Solche Arbeitselektroden sind besonders betriebssicher . In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Arbeitselektrode ist das Wechselteil an dem der Elektrodenspitze abgewandten Ende mit dem zentralen Leiter über eine erste Verschraubung verbunden, zur Befestigung des Wechselteils am zentralen Leiter und zur Erzeugung der Druckvorspannung zwischen der Kontaktfläche und der Anschlagflache . Hierdurch ergibt sich eine einfache Austauschbarkeit und eine sichere Befestigung des Wechselteils.

Dabei ist es bevorzugt, wenn das austauschba- re Wechselteil zwischen der ersten Verschraubung und der Kontaktfläche einen Dehnungsbereich, bevorzugterweise mit einer Länge von mindesten dem Zweifachen, noch bevorzugter mindestens dem Vierfachen des Durchmessers der ersten Verschraubung aufweist, welcher nach dem Prinzip der Dehnschraube durch elastische Dehnung unter einer Zugvorspannung steht und dadurch die Druckvorspannung zwischen Kontaktfläche und Anschlagfläche erzeugt. Bevorzugterweise ist der Dehnungsbereich des Wechselteils als Dehnschaft oder als Dehnhülse ausgebildet, wobei dieser im erstgenannten Fall bevorzugterweise an einem Ende das

Aussengewinde und im letztgenannten Fall bevorzugterweise das Innengewinde der ersten Verschraubung bildet.

Alternativ oder ergänzend ist es bevorzugt, wenn der zentrale Leiter zwischen der ersten Verschraubung und der Anschlagfläche einen Dehnungsbereich, bevor- zugterweise mit einer Länge von mindesten dem Zweifachen, noch bevorzugter mindestens dem Vierfachen des Durchmessers der ersten Verschraubung aufweist, welcher nach dem Prinzip der Dehnschraube durch elastische Dehnung unter einer Zugvorspannung steht und dadurch die Druckvorspan- nung zwischen Kontaktfläche und Anschlagfläche erzeugt. Bevorzugterweise ist der Dehnungsbereich des zentralen Leiters als Dehnschaft oder als Dehnhülse ausgebildet, wobei dieser im erstgenannten Fall bevorzugterweise an einem Ende das Aussengewinde und im letztgenannten Fall bevorzugterweise das Innengewinde der ersten Verschraubung bildet.

Derartige Arbeitselektroden mit konstruktiv vorgesehenen Dehnbereichen sind robust und können auch bei starken Druckpulsationen im Arbeitsraum über eine lange Zeit wartungsfrei betrieben werden, da zwischen dem zentralen Leiter und dem austauschbaren Wechselteil lediglich Schwellkräfte auftreten, nicht jedoch Wechselkräfte.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Wechselteil einstückig ausgebildet, in einer anderen aus mehreren Bauteilen gebildet, was im erstgenannten Fall den Vorteil eines einfachen, robusten Aufbaus ergibt und im letztgenannten Fall grossere konstruktive Freiräume für die Ausgestaltung des Wechselteils ein- räumt .

Dabei ist es bei mehrteiligen Wechselteilen bevorzugt, wenn die Kontaktfläche des Wechselteils von einem bevorzugterweise als Mutter, bevorzugterweise als Sechskant- oder Stirnlochmutter ausgebildeten Anschlag- element gebildet wird, welches mit einem weiteren Bauteil des Wechselteils, welches das Aussengewinde oder das In-

nengewinde der ersten Verschraubung bildet und einstückig mit der Elektrodenspitze ausgebildet ist, eine zweite Verschraubung bildet. Hierdurch wird es möglich, zuerst die Elektrodenspitze bzw. dass diese bildende Bauteil des Wechselteils mittels der ersten Verschraubung am zentra- len Leiter zu befestigen und sodann mittels des Anschlagelements und der zweiten Verschraubung die Druckspannung zwischen Kontaktfläche und Anschlagfläche zu erzeugen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn Ausführungsformen mit langen Dehnungsbereichen zwischen der ersten und der zweiten Verschraubung verwendet werden, da hierbei ein Vorspannen auch ohne eine wesentliche Einbringung von Torsionskräften in den Dehnungsbereich möglich ist, so dass der Dehnungsbereich optimal für seine Funktion dimensioniert werden kann. In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Arbeitselektrode mit anspruchsgemässer ersten Verschraubung weist das Wechselteil zwischen Elektrodenspitze und Kontaktfläche, z.B. kurz vor der Elektrodenspitze, einen Bereich mit nicht-rotationssymmetrischem Querschnitt auf, so dass dessen Kontur mit einem Ein^ Schraubwerkzeug formschlüssig erfasst werden kann zum Ein- und Ausschrauben des Wechselteils. Bei der zuvor genannten Ausführungsform kann hiermit zudem der Wechselteilkörper beim Anziehen der zweiten Verschraubung gegen ein Verdrehen festgehalten werden, wodurch sich eine Einbringung von Torsionskräften in den Dehnungsbereich dieser Ausführungsform vollständig verhindern lässt.

Mit Vorteil weist das Wechselteil hierfür im Bereich zwischen Elektrodenspitze und Kontaktfläche min- destens zwei parallele Spiegelflächen auf. Solche Spiegelflächen sind einfach herzustellen und erlauben das Verdrehen bzw. Verdrehsichern des Wechselteils mit handelsüblichen Gabelschlüsseln.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Arbeitselektrode weist das Wechselteil in einem Bereich angrenzend an seine Kontaktfläche an seinem Aussen-

umfang einen umlaufenden, radialen Wulst auf. Dabei ist es bei Ausführungsformen mit einem z.B. als Mutter ausgebildeten Anschlagelement, welches die anspruchsgemässe Kontaktfläche bereitstellt, bevorzugt, wenn dieses Anschlagelement an seinem dem zentralen Leiter zugewandten Ende an seinem Aussenumfang einen umlaufenden, radialen Wulst aufweist.

In beiden Fällen dient der radiale, umlaufende Wulst der Feldentlastung im Bereich des Austritts des zentralen Leiters aus dem Isolator, wodurch sich die Standzeit des Isolators und des zentralen Leiters deutlich verlängern lässt.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Arbeitselektrode ist das Wechselteil kraftschlüssig durch Klemmung in einer stirnseitigen öffnung im Arbeits- ende des zentralen Leiters befestigt, was bevorzugterweise dadurch bewerkstelligt wird, dass das Wechselteil eine bevorzugterweise zylindrische Spreizhülse und einen zumindest teilweise in der Spreizhülse angeordneten Spreizkörper umfasst, mittels welchem die Spreizhülse in einem Bereich derartig aufspreizbar ist, dass sie radial an die Wandung der stirnseitigen öffnung gepresst wird und dadurch axial unverschieblich in der öffnung festgeklemmt wird. Hierdurch kann auf einfache Weise eine sichere Befestigung des Wechselteils am zentralen Leiter erreicht werden.

Dabei ist es von Vorteil, wenn der Spreizkörper mit einem Antriebselement zum axialen Verschieben desselben bezüglich der Spreizhülse zur Bewirkung einer radialen Aufspreizung der Spreizhülse verbunden ist, wel- ches am Arbeitsende des zentralen Leiters aus der stirnseitigen öffnung austritt und an seinem dem Spreizkörper abgewandten Ende die Elektrodenspitze bildet. Hierdurch kann die Klemmung des Wechselteils im zentralen Leiter auf einfache Weise durch Ausüben einer Axialkraft auf das Antriebselement bewirkt werden. Werden zudem der Spreizkörper und das Antriebselement einstückig miteinander

ausgebildet, was bevorzugt ist, so ergibt sich eine besonders einfache und robuste Konstruktion.

Auch ist es dabei bevorzugt, wenn der Spreizkörper einen bevorzugterweise kegel- oder pyramidenförmigen Abschnitt zum radialen Aufspreizen der Spreizhülse aufweist oder gesamthaft als Kegel- oder Pyramidenstumpf ausgebildet ist, da hierdurch sehr grosse Spreizkräfte kontrolliert erzeugt werden können.

Mit Vorteil weist das Antriebselement wischen der Elektrodenspitze und dem Spreizkörper ein Aussenge- winde auf, mittels welchem eine axiale Kraft auf dieses ausgeübt werden kann zur Bewirkung einer Verschiebung des Spreizkörpers und einer resultierenden radialen Spreizung und Klemmung der Spreizhülse in der öffnung im zentralen Leiter. Auf diese Weise lassen sich relativ grosse Ver- Schiebungskräfte kontrolliert bereitstellen.

Ist dabei der Spreizkörper derartig ausgebildet, dass eine axiale Verschiebung desselben in Richtung zum Arbeitsende des zentralen Leiters hin eine radiale Aufspreizung der Spreizhülse bewirkt, das Antriebs- element zum Festklemmen des Wechselteils im zentralen

Leiter also Zugkräfte übertragen muss, so ist es von Vorteil, wenn das Aussengewinde des Antriebselements zur Erzeugung der axialen Verschiebungskräfte mit einem entsprechenden Innengewinde eines Widerlagerelements zusam- menwirkt, welches sich axial auf der Spreizhülse abstützt. Hierdurch entsteht eine einfache Bauweise mit wenigen Bauteilen.

Auch ist es dabei bevorzugt, wenn das Widerlagerelement als Sechskantmutter oder als Stirnlochmutter • mit mindestens zwei Stirnlöchern ausgebildet ist, welche bevorzugterweise an ihrem Aussenumfang einen umlaufenden, radialen Wulst aufweist, der als Feldentlastung dienen kann.

Mit Vorteil weist das Antriebselement dabei zwischen dem Spreizkörper und dem Aussengewinde einen bevorzugterweise als Dehnschaft oder als Dehnhülse aus-

gebildeten Dehnungsbereich auf, vorteilhafterweise mit einer Länge von mindesten dem Zweifachen, bevorzugterweise mindestens dem Vierfachen des Durchmessers des Aussengewindes .

Ist hingegen der Spreizkörper derartig ausge- bildet ist, dass eine axiale Verschiebung desselben in Richtung weg vom Arbeitsende des zentralen Leiters eine radiale Aufspreizung der Spreizhülse bewirkt, das Antriebselement zum Festklemmen des Wechselteils im zentralen Leiter also Druckkräfte übertragen muss, so ist es bevorzugt, wenn das Aussengewinde des Antriebselements mit einem entsprechenden Innengewinde eines Widerlagerelements zusammenwirkt, welches axial mit der Spreizhülse verbunden ist zur übertragung von axialen Zugkräften zwischen dem Widerlagerelement und der Spreizhülse. Ist da- bei das Widerlagerelement einstückig mit der Spreizhülse ausgebildet ist, was bevorzugt wird, so ergibt sich eine denkbar kompakte Bauweise mit einem Minimum an Bauteilen.

Mit Vorteil weist dabei die Spreizhülse im Bereich zwischen dem Widerlagerelement und dem Bereich, wo sie vom Spreizkörper radial aufgespreizt wird, einen Dehnungsbereich auf, welcher bevorzugterweise eine Länge von mindesten dem Zweifachen, noch bevorzugter von mindestens dem Vierfachen des Durchmessers des Innengewindes des Widerlagerelements aufweist. Wie bereits anhand einiger zuvor erwähnter bevorzugter Ausführungsformen dargelegt wurde, lassen sich durch das konstruktive Vorsehen von Dehnbereichen zur übertragung der für die Erzeugung von Anpresskräften zwischen Bauteilen des austauschbaren Wechselteils und des zentralen Leiters erforderlichen Kräfte Wechselkräfte zwischen diesen Bauteilen auch bei starken Druckpulsationen im Arbeitsraum vermeiden, so dass besonders robuste und über eine lange Zeit wartungsfreie Arbeitselektroden zur Verfügung gestellt werden können. Bevorzugterweise weist das Antriebselement zwischen Elektrodenspitze und Spreizkörper einen Bereich

mit einem nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt auf, bevorzugterweise mindestens zwei parallele Spiegelflächen, welche formschlüssig mit einem Werkzeug wie z.B. einem Gabelschlüssel ergriffen werden können, zwecks Verdrehung des Antriebselements gegenüber der Spreizhülse und/oder vorübergehender Sicherung desselben gegen ein Verdrehen.

In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Arbeitselektrode ist zwischen dem Wechselteil und dem zentralen Leiter eine Dichtung, bevorzugter- weise ein O-Ring angeordnet, zur Verhinderung eines Eindringens von Prozessflüssigkeit und Schmutz in den Befestigungsbereich zwischen dem Wechselteil und dem zentralen Leiter. Insbesondere bei Ausführungsformen, bei denen das Wechselteil über die zuvor erwähnte erste Verschraubung mit dem zentralen Leiter verbunden ist, lässt sich hierdurch eine Verschmutzung und Beschädigung derselben verhindern.

In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Arbeitselektrode weist der zentrale Leiter im Bereich seines arbeitsseitigen Endes dort, wo er aus dem Isolatorkörper austritt, an seinem Aussenumfang einen umlaufenden, radialen Wulst auf.

In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Arbeitselektrode weist der zentrale Leiter im Bereich seines arbeitsendseitigen Austritts aus dem Isolatorkörper einen Bereich mit einem nicht-rotationssymmetrischen Querschnitt auf, bevorzugterweise zwei parallele Spiegelflächen, zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Werkzeug wie z.B. einem Gabelschlüssel. Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, wenn der zentrale Leiter an seiner arbeitsendseitigen Stirnseite mindestens zwei Stirnlöchern aufweist zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Stirnlochschlüssel . Durch diese Ausgestaltungen wird es möglich, den zentralen Leiter bei der Montage und/oder Demontage

des Wechselteils gegen ein Verdrehen im Isolator zu sichern, welches bei kraftschlüssig z.B. durch Einpressen oder Einschrumpfen im Isolator befestigten zentralen Leitern zu einem Sichlösen bzw. Zerstören der Verbindung mit dem Isolator führen könnte. Bei bevorzugten Ausführungsformen der Arbeitselektrode ist die Elektrodenspitze als Kugelkalotte oder als Rotationsparaboloid ausgeformt. Solche Formen stellen einen örtlich definierten Durchschlagsausgangspunkt bereit, bei gleichzeitig guter Standzeit der Elek- trodenspitze

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Wechselteil für eine Arbeitselektrode gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung. Das Wechselteil weist einen langgestreckten, elektrisch leitenden Grundkörper auf, bevor- zugterweise aus einem Metall oder einer Metallegierung, welcher an einem Ende ein erstes Aussengewinde zur Befestigung desselben an einem zentralen Leiter einer Arbeitselektrode trägt und an seinem anderen Ende eine Elektrodenspitze. Dabei ist zwischen der Elektrodenspitze und dem ersten Aussengwinde ein zweites Aussengewinde angeordnet, welches zum Aufschrauben eines Anschlagelements mit einer Kontaktfläche zum axialen Angrenzen an eine Anschlagfläche am zentralen Leiter vorgesehen ist. Zwischen der Elektrodenspitze und dem zweiten Aussengewinde weist der Grundkörper einen Bereich mit nicht-rotationssymmetrischem Querschnitt auf, so dass er in Rotationsrichtung um seine Längsachse herum mit einem geeigneten Einschraubwerkzeug formschlüssig ergriffen werden kann, zum Ein- bzw. Ausschrauben des Grundkörpers in den zentralen Leiter der Arbeitselektrode und zum Sichern desselben gegen Verdrehen beim Anziehen eines auf dem zweiten Aussengewinde angeordneten mutternartigen Anschlagelements zwecks Erzeugung einer Duckvorspannung zwischen der Kontaktfläche des Anschlagelements und der Anschlagfläche des zentralen Leiters . Bevorzugterweise weist der Grundkörper hierfür im Bereich zwischen der Elektrodenspitze

und dem zweiten Gewinde mindestens ein Paar paralleler Spiegelflächen auf, welche mit einem Gabelschlüssel geeigneter Grosse zusammenwirken können. Des Weiteren weist der Grundkörper zwischen dem ersten Aussengewinde und dem zweiten Aussengewinde einen Dehnschaft auf, bevorzugter- weise mit einer Dehnschaftlänge von mindestens dem Zweifachen, bevorzugterweise mindestens dem Vierfachen des Durchmessers des ersten Aussengewindes.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Wechselteils umfasst dieses des Weiteren, angeordnet auf dem zweiten Aussengewinde, ein Anschlagelement mit einer Kontaktfläche zum axialen Angrenzen an eine Anschlagfläche des zentralen Leiters, welches bevorzugterweise ebenfalls mindestens zwei parallele Spiegelflächen zum formschlüssigen Zusammenwirken mit einem Gabelschlüssel auf- weist.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein anderes Wechselteil für eine Arbeitselektrode gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung. Das Wechselteil weist ebenfalls einen langgestreckten elektrisch leitenden, bevor- zugterweise metallischen Grundkörper auf, welcher an einem Ende ein Innengewinde trägt zum Befestigen des Wechselteils an einem zentralen Leiter einer Arbeitselektrode und an seinem anderen Ende in eine Elektrodenspitze ausläuft. Zwischen der Elektrodenspitze und dem Innengewinde ist eine Anschlagschulter zum axialen Anschlagen an einer Anschlagfläche des zentralen Leiters angeordnet. Zudem weist der Grundkörper zwischen der Anschlagschulter und der Elektrodenspitze einen Bereich mit nicht-rotationssymmetrischem Querschnitt auf, so dass er in Rotations- richtung um seine Längsachse herum mit einem geeigneten Einschraubwerkzeug formschlüssig mitgenommen werden kann, zum Einschrauben des Grundkörpers in die Aufnahmeöffnung des zentralen Leiters der Arbeitselektrode zwecks Befestigung des Wechselteils am zentralen Leiter und Erzeugung einer Duckvorspannung zwischen der Kontaktfläche des Anschlagelements und der Anschlagfläche des zentralen Lei-

ters . Bevorzugterweise weist der Grundkörper hierfür im Bereich zwischen der Elektrodenspitze und dem Anschlagelement mindestens ein Paar paralleler Spiegelflächen auf, welche mit einem Gabelschlüssel entsprechender Grös- se ergriffen werden können. Zwischen dem Innengewinde und der Anschlagschulter ist der Grundkörper des Wechselteils als Dehnhülse ausgebildet ist, bevorzugterweise mit einer Dehnhülsenlänge, die mindesten dem Zweifachen, bevorzugterweise mindestens dem Vierfachen des Durchmessers ihres Innengewindes entspricht. Dabei ist es bevorzugt, wenn das Wechselteil einstückig ausgebildet ist.

Auch ist es bevorzugt, wenn die Anschlagschulter von einem umlaufenden radialen Wulst des Wechselteils gebildet wird, welcher als Feldentlastung dienen kann.

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Wechselteil für eine Arbeitselektrode gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung. Das Wechselteil weist eine Spreizhülse und einen bevorzugterweise kegel- oder pyramiden- förmigen Spreizkörper auf, welcher mindestens teilweise innerhalb der Spreizhülse angeordnet ist und derartig mit dieser zusammenwirkt, das die Spreizhülse durch ein axiales Verschieben des Spreizkörpers relativ zu ihr in einem Bereich, bevorzugterweise eine Endbereich der Spreiz- hülse, radial aufgespreizt werden kann. Dabei ist der Spreizkörper, bevorzugterweise stoffschlüssig, wie z.B. durch einstückige Ausbildung oder durch Löten oder Schweissen, mit einem Antriebselement zum Verschieben des Spreizkörpers in der Spreizhülse verbunden, welches an seinem dem Spreizkörper abgewandten Ende aus der Spreizhülse herausragt und an diesem Ende eine kugelkalotten- förmige oder rotationsparaboloidförmige Elektrodenspitze bildet. Zwischen der Elektrodenspitze und dem Spreizkörper weist das Antriebselement ein Aussengewinde auf, auf welchem ein bevorzugterweise mutternartiges Widerlagerelement mit einem entsprechenden Innengewinde angeordnet

ist. Das Widerlagerelement stützt sich axial auf der Spreizhülse ab, so dass ein Rotieren desselben relativ zum Antriebselement eine axiale Bewegung des mit dem Antriebselement verbundenen Spreizkörpers in Richtung zur Elektrodenspitze hin bewirken kann, was dann zu einer zu- nehmende Aufspreizung der Spreizhülse führt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des

Wechselteils ist das Widerlagerelement als Stirnlochmutter ausgebildet, bevorzugterweise mit mindestens zwei, noch bevorzugter mit mindestens vier mit gleicher Teilung verteilten Stirnlöchern. Dabei ist es des Weiteren bevorzugt, wenn die Stirnlochmutter an ihrem Aussenumfang einen umlaufenden, radialen Wulst bildet, und noch bevorzugter, wenn diese im Wesentlichen die Form einer Scheibe mit gerundeten Umfangskanten aufweist. Auf diese Weise kann das Widerlagerelement zusätzlich als Feldentlastung dienen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Wechselteils weist das Antriebselement zwischen dem Spreizkörper und dem Aussengewinde einen bevorzugterweise als Dehnschaft oder als Dehnhülse ausgebildeten Dehnungsbereich auf, bevorzugterweise mit einer Länge von mindesten dem Zweifachen, noch bevorzugter mindestens dem Vierfachen des Durchmessers des Aussengewindes.

Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft ein Wechselteil für eine Arbeitselektrode gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung. Das Wechselteil weist eine Spreizhülse und einen insbesondere kegel- oder pyramidenförmigen Spreizkörper zum radialen Aufspreizen der Spreizhülse durch axiale Verschiebung desselben relativ zur Spreiz- hülse auf. Dabei ist der Spreizkörper bevorzugterweise stoffschlüssig, wie z.B. durch einstückige Ausbildung oder durch Schweissen oder Löten, mit einem Antriebselement zum Verschieben des Spreizkörpers in der Spreizhülse verbunden. Das Antriebselement ragt an seinem dem Spreiz- körper abgewandten Ende aus der Spreizhülse heraus und ist an diesem Ende als kugelkalottenförmige oder eines

5 rotationsparaboloidförmige Elektrodenspitze ausgebildet. Zwischen der Elektrodenspitze und dem Spreizkörper weist das Antriebselement zudem ein Aussengewinde auf, welches mit einem entsprechenden Innengewinde eines Widerlagerelements zusammenwirkt. Das Widerlagerelement ist, bevor-

10 zugterweise durch einstückige Ausbildung, mit der Spreizhülse verbunden, so dass eine übertragung von axialen Zugkräften zwischen dem Widerlagerelement und der Spreizhülse möglich ist und durch Rotation des Antriebselements relativ zum Widerlagerelement eine axiale Bewegung des

15 Spreizkörper in einer Richtung weg von der Elektrodenspitze bewirkt werden kann, was dann zu einer zunehmenden Aufspreizung der Spreizhülse führt.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Wechselteils weist die Spreizhülse im Bereich zwischen

20 dem Widerlagerelement und dem Bereich, wo sie vom Spreizkörper radial aufgespreizt wird, einen Dehnungsbereich auf, ' bevorzugterweise mit einer Länge von mindesten dem Zweifachen, noch bevorzugter mindestens dem Vierfachen des Durchmessers des Innengewindes des Widerlagerele-

25 ments. Typischerweise sind solche Dehnungsbereiche daran zu erkennen, dass sie einen reduzierten Querschnitt aufweisen um eine möglichst wenig steife Dehnungscharakteristik zu erhalten.

Die Wechselteile gemäss dem zweiten, dritten,

30 vierten und fünften Aspekt der Erfindung stellen bevorzugte Handelswaren dar und ermöglichen den Bau von Arbeitselektroden, bei denen die Elektrodenspitze ohne Abkopplung der Elektrode vom Spannungszuführungssystem auf einfache Weise gewechselt werden kann.

35. Ein sechster Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung der Arbeitselektrode gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung zum elektrodynamischen Fragmentieren von bevorzugterweise schlecht leitenden Materialien wie Beton oder Schlacke. Bei solchen Verwendungen treten die

40 Vorteile der Erfindung besonders deutlich zu Tage.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Arbeitsende einer ersten erfindungsgemässen Arbeitselektrode;

Fig. 2 eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Wechselteils der Arbeitselektrode aus Fig. 1;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch das Arbeitsende einer zweiten erfindungsgemässen Arbeitselektrode;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Arbeitsende einer dritten erfindungsgemässen Arbeitselektrode;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch das Arbeitsende einer vierten erfindungsgemässen Arbeitselektrode; Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Arbeitsende einer fünften erfindungsgemässen Arbeitselektrode;

Fig. 7 einen Längsschnitt durch das Arbeitsende einer sechsten erfindungsgemässen Arbeitselektrode; und Fig. 8 einen Längsschnitt durch das Arbeitsende einer siebten erfindungsgemässen Arbeitselektrode.

WEGE ZUR AUSFüHRUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt das Arbeitsende einer ersten erfindungsgemässen Arbeitselektrode im Längsschnitt. Wie zu erkennen ist, umfasst die Elektrode einen zylindrischen und zum Arbeitsende hin kegelstumpfförmig ausgebildeten Isolatorkörper 1 aus einem thermoplastischen Kunststoff, im vorliegenden Fall Polyethylen, mit einem in seinem Zentrum angeordneten zentralen Leiter 2 aus rostfreiem Stahl, welcher in den Isolatorkörper 1 eingepresst und dadurch spielfrei in diesem befestigt ist. Der zentrale Leiter 2 weist an seiner arbeitsendseitigen Stirnfläche im Randbereich zwei gleichmässig verteilte kleinere Stirnlöcher 23 sowie eine grossere zentrale Sackloch- Bohrung auf, welche zum Arbeitsende hin, an welchem der zentrale Leiter 2 unter Bildung eines umlaufenden radi-

alen Wulstes 14 aus dem Isolatorkörper 1 austritt, geöffnet ist und im Bereich ihres geschlossenen Endes ein Innengewinde bildet. Angeordnet in der zentralen Bohrung des zentralen Leiters 2 ist ein anspruchsgemässes Wechselteil 4, welches mit einem endseitigen Aussenge- winde 15 in das Innengewinde der zentralen Bohrung eingeschraubt ist und so unter Bildung einer anspruchsge- mässen erste Verschraubung 7 am zentralen Leiter 2 befestigt ist.

Wie in Zusammenschau mit Fig. 2, welche das erfindungsgemässe Wechselteil 4 in der Seitenansicht zeigt, erkennbar ist, bildet das Wechselteil 4 an seinem anderen Ende eine halbkugelförmige Elektrodenspitze 3, welche- im Betrieb als Ausgangspunkt für die Hochspannungsdurchschläge dient. Zwischen Elektrodenspitze 3 und der ersten Verschraubung 7 weist das Wechselteil 4 ein zweites Aussengewinde 16 auf, welches eine als anspruchsgemässes Anschlagelement 10 dienende Sechskantmutter 10 unter Bildung einer anspruchsgemässen zweiten Verschraubung 11 trägt. Dabei gre.nzt die Mutter 10 mit ihrer dem Arbeitsende abgewandten Stirnfläche 5, welche die an- spruchsgemässe Kontaktfläche 5 bildet, axial stumpf und unter Druckvorspannung an die arbeitsseitige Stirnfläche 6 des zentralen Leiters 2 an, welche die anspruchsgemässe Anschlagfläche 6 bildet und fliessend in den Wulst 14 übergeht. Um das Vorhandensein einer Druckvorspannung zwischen der Kontaktfläche 5 und der Anschlagfläche 6 auch bei starken Druckpulsationen jederzeit zu gewährleisten, weist das- Wechselteil 4 im Bereich zwischen dem ersten Gewinde 7 und dem zweiten Gewinde 11 einen als Dehnschaft 8 ausgebildeten Dehnungsbereich auf, der eine Länge von etwa dem Dreifachen des Durchmessers der ersten Verschraubung 7 besitzt. Um ein Eindringen von Prozessflüssigkeit und Schmutz in die zentrale Bohrung im zentralen Leiter 2 zu verhindern, ist zwischen dem Dehn- schaft 8 und der zweiten Verschraubung 11 ein O-Ring 13 in einer umlaufenden Nut im Wechselteil 4 angeordnet,

welcher den zwischen dem Wechselteil 4 und der Wandung der zentralen Bohrung gebildeten Kreisringspalt abdichtet. Des Weiteren weist das Wechselteil 4 im Bereich zwischen der zweiten Verschraubung 11 und der Elektrodenspitze 3 vier unter einem Winkel von 90° zueinander stehende Spiegelflächen 12 auf, welche mit einem Gabelschlüssel zusammenwirken können zum Ein- und Ausschrauben des Wechselteils 4 in den zentralen Leiter 2 hinein und aus diesem heraus und/oder zum Verdrehsichern des Wechselteils 4 beim Anziehen der zweiten Verschraubung 11.

Soll bei der gezeigten Arbeitselektrode die Elektrodenspitze 3 gewechselt werden, sei es weil diese abgenutzt ist oder sei es weil eine Spitze aus einem anderen Material zum Einsatz kommen soll, so wird zuerst der zentrale Leiter 2 mittels eines in die zwei Stirnlöcher 23 eingreifenden Stirnlochschlüssels gegen ein Verdrehen im Isolator 1 gesichert und gegebenenfalls auch das Wechselteil 4 mittels eines die Spiegelflächen 12 ergreifenden Gabelschlüssels gegen ein Verdrehen im zentra- len Leiter 2 gesichert und sodann die Mutter 10 auf dem zweiten Aussengewinde 16 mittels eines Schraubenschlüssels gelöst. Anschliessend wird das Wechselteil 4 mit Hilfe eines Gabelschlüssels aus dem zentralen Leiter 2 herausgeschraubt. Sodann wird ein neues bzw. anderes Wechselteil 4 in die zentrale Bohrung des zentralen

Leiters 2 eingeschraubt und anschliessend die Mutter 10 dieses Wechselteils 4 zur Erzeugung der Druckvorspannung zwischen Kontaktfläche 5 und Anschlagfläche 6 mit einem bestimmten Drehmoment angezogen, wodurch der Dehnschaft 8 elastisch unter Zugspannung gedehnt wird. Dabei werden gleichzeitig zur Vermeidung einer Torsionsbeanspruchung des Dehnschafts 8 und zur Vermeidung einer Verdrehung des zentralen Leiters 2 im Isolator 1 das Wechselteil 4 mit einem Gabelschlüssel an den Spiegelflächen 12 und der zentrale Leiter 2 mittels eines in seine zwei Stirnlöcher 23 eingreifenden Stirnlochschlüssels gegen Verdrehen ge-

sichert. Bevorzugterweise werden der Stirnlochschlüssel zur Sicherung des zentralen Leiters 2 gegen Verdrehen und der Gabelschlüssel zur Sicherung des Wechselteils 4 gegen Verdrehen von einem einzigen Spezialwerkzeug gebildet, so dass die Montage/Demontage vereinfacht wird und ein Ver- drehen des Wechselteils 4 gegenüber dem zentralen Leiter 2 beim Anziehen bzw. Lösen der Mutter 10 von vornherein ausgeschlossen ist.

Fig. 3 zeigt das Arbeitsende einer zweiten erfindungsgemässen Arbeitselektrode im Längsschnitt. Wie zu erkennen ist, umfasst die Elektrode hier ebenfalls einen zylindrischen und zum Arbeitsende hin kegelstumpf- förmig ausgebildeten Isolatorkörper 1, in dessen Zentrum ein zentraler Leiter 2, gebildet aus einer eingepressten Zylinderhülse 19 mit einem in der Hülse 19 befestigten Zuganker 20 mit Aussengewinde, angeordnet ist. Die Zylinderhülse 19 ist zum Arbeitsende hin geöffnet und nimmt in dieser öffnung ein einstückiges, anspruchsgemässes Wechselteil 4 auf, welches innerhalb der Zylinderhülse 19 mit einem von diesem gebildeten endseitigen Innengewinde 17 mit dem Aussengewinde des Zugankers 20 verschraubt und dadurch am zentralen Leiter 2 befestigt ist, unter Bildung einer anspruchsgemässen ersten Verschraubung 7. An seinem anderen Ende bildet das Wechselteil 4 eine rota- tionsparaboloidförmige Elektrodenspitze 3. Zwischen der Elektrodenspitze 3 und dem Innengewinde 17 der ersten

Verschraubung 7 weist das Wechselteil 4 einen umlaufenden radialen Wulst 14 auf, welcher als Feldentlastung dient und eine anspruchsgemässe Anschlagschulter 18 darstellt, welche die anspruchsgemässe Kontaktfläche 5 bereitstellt, mit der das Wechselteil 4 axial unter Druckvorspannung an der aus dem Isolator 1 herausragenden Stirnfläche 6 der Zylinderhülse 19 des zentralen Leiters 2, welche die anspruchsgemässe Anschlagfläche 6 bildet, angrenzt. Um das Vorhandensein einer Druckvorspannung zwischen der Kon- taktfläche 5 und der Anschlagflache 6 auch bei starken Druckpulsationen jederzeit zu gewährleisten, weist das

Wechselteil 4 im Bereich zwischen dem ersten Gewinde 7 und der Anschlagschulter 18 einen als Dehnhülse 9 ausgebildeten Dehnungsbereich auf, der eine Länge von etwa dem Dreifachen des Durchmessers der ersten .Versehraubung 7 besitzt. Um das Ein- und Ausschrauben des Wechselteils 4 in den zentralen Leiter 2 zu erleichtern und ein Anziehen der ersten Verschraubung 7 zwecks Erzeugung der Druckvorspannung zwischen der Kontaktfläche 5 und der Anschlagfläche β zu ermöglichen, weist das Wechselteil 4 im Bereich zwischen der Anschlagschulter 18 und der Elektrodenspitze 3 zwei parallele Spiegelflächen 12 auf, welche mit einem Gabelschlüssel ergriffen werden können.

Soll bei der in Fig. 3 gezeigten Arbeitselektrode die Elektrodenspitze 3 gewechselt werden, wird das Wechselteil 4 aus der Zylinderhülse 19 des zentralen Lei- ters 2 herausgeschraubt, indem die beiden Spiegelflächen 12 mit einem geeigneten Gabelschlüssel ergriffen werden. Sodann wird ein neues bzw. anderes Wechselteil 4 in die zentrale Bohrung des zentralen Leiters 2 eingeschraubt und mit einem bestimmten Drehmoment angezogen, so dass über die Verschraubung 7 zwischen Wechselteil 4 und dem Zuganker 20 des zentralen Leiters 2 eine gewünschte Druckvorspannung zwischen Kontaktfläche 5 und Anschlagfläche β erzeugt wird, indem die Dehnhülse 9 elastisch unter Zugspannung gedehnt wird. Fig. 4 zeigt das Arbeitsende einer dritten erfindungsgemässen Arbeitselektrode im Längsschnitt. Wie zu erkennen ist, umfasst auch diese Elektrode einen zylindrischen und zum Arbeitsende hin kegelstumpfförmig ausgebildeten Isolatorkörper 1, in dessen Zentrum ein zentraler Leiter 2 angeordnet ist. Im vorliegenden Fall besteht der zentrale Leiter 2 aus einem in den Isolator 1 eingepressten zylindrischen Metallstab 21, der am Arbeitsende der Elektrode, an welchem er aus dem Isolator 1 austritt, eine zentrale Sachloch-Bohrung und, angeordnet in dieser, einen Dehnschaftbolzen 22 aufweist. Der Dehnschaftbolzen 22 ist mit seinem dem Arbeitsende abgewand-

ten Ende in der zentralen Bohrung durch Einschrauben in ein Innengewinde am Ende derselben befestigt und steht mit seinem anderen, arbeitsseitigen Ende, welches ebenfalls ein Aussengewinde trägt, aus der zentralen Bohrung des Metallstabs 21 hervor, wo er zusammen mit dem Innen- gewinde eines hutmutternförmigen Wechselteils 4 eine an- spruchsgemässe erste Verschraubung 7 bildet. Um eine schädliche Torsionsbeanspruchung des Dehnschaftes 8 von vornherein auszuschliessen, ist zwischen Dehnschaftbolzen 22 und dem zylindrischen Metallstab 21 in einem Bereich direkt angrenzend an die erste Verschraubung 7 eine Passfeder 30 angeordnet, welche nach dem Einschrauben des Dehnschaftbolzens 22 in den zylindrischen Metallstab 21 durch axiales Einschieben in sich gegenüberliegende Passfedernuten 31, 32 im Gewinde des Dehnschaftbolzens 22 und in der Wandung der zentralen Sachlochbohrung installiert wurde. Das Wechselteil 4 ist hier durch Aufschrauben auf das Gewindeende des Dehnschaftbolzens 22 am zentralen Leiter 2 befestigt, wobei die dem Arbeitsende abgewandte Stirnseite 5 des Wechselteils 4, welche eine anspruchsge- mässe Kontaktfläche 5 bildet, unter einer durch elastische Dehnung des Dehnschaftbolzens 22 hervorgerufenen Druckvorspannung axial an die Stirnseite β des zylindrischen Metallstabes 21 angrenzt, welche eine anspruchsge- mässe Anschlagfläche 6 darstellt. Wie zuvor bereits ange- deutet ist das Wechselteil 4 im vorliegenden Fall ähnlich einer Hutmutter aufgebaut, indem es einen sechskantigen Bereich mit drei Paaren von jeweils parallelen Spiegelflächen 12 zum Zusammenwirken mit einem Schraubenschlüssel aufweist und einen von diesem Bereich abstehenden Hut -3 mit der Form eines Rotationsparaboloiden, welcher die anspruchsgemässe Elektrodenspitze 3 darstellt. Ist diese Spitze 3 abgenutzt oder wird ein anderes Elektrodenmaterial gewünscht, kann dieses Wechselteil 4 problemlos mit einem Schraubenschlüssel demontiert und durch ein neues bzw. anderes ersetzt werden. Um eine gewünschte Druckvorspannung zwischen Kontaktfläche 5 und Anschlagfläche 6

sicherzustellen, wird das neu montierte Wechselteil 4 zweckmässigerweise mit einem Drehmomentschlüssel auf ein bestimmtes Drehmoment angezogen.

Fig. 5 zeigt das Arbeitsende einer vierten erfindungsgemässen Arbeitselektrode im Längsschnitt, wel- che sich von der in Fig. 4 gezeigten Arbeitselektrode im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass die Kontaktfläche 5 des Wechselteils 4 in einen umlaufenden radialen Wulst 14 ausläuft, welcher als Feldentlastung im übergangsbereich zwischen dem Isolator 1 und dem zentralen Leiter 2 dient.

Fig. 6 zeigt das Arbeitsende einer fünften erfindungsgemässen Arbeitselektrode im Längsschnitt. Wie zu erkennen ist, umfasst die Elektrode einen zylindrischen und zum Arbeitsende hin stufenweise kegelstumpfför- mig auslaufenden Isolatorkörper 1 aus Kunststoff, mit einem in seinem Zentrum angeordneten zentralen Leiter 2 aus rostfreiem Stahl, welcher in den Isolatorkörper 1 eingeschrumpft ist. Der zentrale Leiter 2 weist an seiner arbeitsendseitigen Stirnfläche eine zentrale zylindrische Sackloch-Bohrung auf, welche zum Arbeitsende hin, an welchem der zentrale Leiter 2 unter Bildung eines umlaufenden radialen Wulstes 14 aus dem Isolatorkörper 1 austritt, geöffnet ist. Angeordnet in der zentralen Bohrung des zentralen Leiters 2 ist ein anspruchsgemässes Wech- seiteil 4, umfassend eine zylindrische, an einem Ende geschlitzte Spreizhülse 24 (nicht geschnitten dargestellt) , welche mittels eines kegelstumpfförmigen Spreizkörpers 25 an ihrem geschlitzten Ende radial aufgespreizt ist, derart, dass sie im Bereich dieses Endes radial an die Wandung 26 der Sackloch-Bohrung gepresst wird und dadurch axial unverschieblich in der Sackloch-Bohrung festgeklemmt wird. Der Spreizkörper 25 ist einstückig mit einem Antriebselement 27 zum axialen Verschieben desselben in der Spreizhülse zwecks Bewirkung der radialen Auf- spreizung der Spreizhülse ausgebildet, welches an seinem dem Spreizkörper 25 abgewandten Ende aus der Spreizhülse

24 herausragt und an diesem Ende in eine kugelkalotten- förrαige Elektrodenspitze 3 ausläuft. Zwischen der Elektrodenspitze 3 und dem Spreizkörper 25 weist das Antriebselement 27 ein Aussengewinde 28 auf, auf welchem ein als Sechskantmutter ausgebildetes Widerlagerelement 29 (nicht geschnitten dargestellt) mit einem entsprechenden Innengewinde angeordnet ist. Das Widerlagerelement 29 stützt sich axial auf der Spreizhülse 24 ab (nicht auf dem inneren Leiter 2) , so dass ein Rotieren desselben relativ " zum Antriebselement 27 eine axiale Bewegung des mit dem Antriebselement 27 verbundenen Spreizkörpers 25 in Richtung zur Elektrodenspitze 3 hin bewirken kann, was dann zu einer zunehmenden Aufspreizung der Spreizhülse 24 bzw. zur Zunahme der Klemmkräfte zwischen der Wandung 26 der Säcklochbohrung und der Spreizhülse 24 führt. Um eine möglichst „weiche" Federcharakteristik für die Bereitstellung der letztendlich die Klemmkräfte bewirkenden axialen Zugkräfte des Antriebselements 27 zur erhalten, ist das Antriebselement 27 im Bereich zwischen Spreizkörper 25 und dem Aussengewinde 28 als Dehnschaft ausgebil- det (in der Figur nicht sichtbar) . Um den Dehnschaft des Antriebselements 27 beim Anziehen der Mutter 29 zwecks Spreizung und Klemmung des Spreizhülse 24 bzw. beim Lösen der Mutter 29 zwecks Entfernung des Wechselteils 4 von schädlichen Torsionskräften zu entlasten, weist das An- triebselement 27 im Bereich zwischen der Elektrodenspitze 3 und dem Aussengewinde 28 vier jeweils on 90° am Umfang versetzte Spiegelflächen 12 auf, an denen ein Gabelschlüssel angesetzte werden kann zum Sichern des Antriebselements 27 gegen ein Verdrehen beim Anziehen bzw. Lösen der Mutter 29.

Fig. 7 zeigt das Arbeitsende einer sechsten erfindungsgemässen Arbeitselektrode im Längsschnitt, welche vom Aufbau her im wesentlichen der zuvor beschriebenen Arbeitselektrode entspricht. Im Gegensatz zu der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist im vorliegenden Fall jedoch der innere Leiter 2 als reine Zylinderhülse ohne

radialen Wulst ausgebildet und das Widerlagerelement 29 als scheibenförmige Stirnlochmutter mit vier Stirnlöchern 23 und gerundeten Umfangskanten, welche hier den radialen Wulst 14 der Feldentlastung bilden. Auch fällt auf, dass die Spreizhülse 24 bei dieser Ausführung kürzer und deutlich grösser im Umfang ist, der Spreizkörper 25 eher tellerförmig ausgebildet ist und der hier sichtbare Dehnschaft 8 des Antriebselements 27 kürzer ausgebildet ist als beim Beispiel in Fig. 6. Der Isolatorkörper 1, die Elektrodenspitze 3, die Spiegelflächen 12 und das Aussen- gewinde 28 des Antriebselements 27 sind indes identisch ausgebildet .

Fig. 8 zeigt das Arbeitsende einer siebten erfindungsgemässen Arbeitselektrode im Längsschnitt. Wie zu erkennen ist, umfasst die Elektrode auch hier einen zylindrischen und zum Arbeitsende hin kegelstumpfförmig ausgebildeten Isolatorkörper 1, in dessen Zentrum ein zentraler Leiter 2 angeordnet ist. Der zentrale Leiter 2 weist an seiner arbeitsendseitigen Stirnfläche eine zentrale zylindrische Bohrung auf, welche zum Arbeitsende hin, an welchem der zentrale Leiter 2 unter Bildung eines umlaufenden radialen Wulstes 14 aus dem Isolatorkörper 1 austritt, geöffnet ist. Der radiale Wulst 14 ist mit Stirnbohrungen 23 zum Eingreifen eines Stirnlochschlüssels versehen. Angeordnet in der zentralen Bohrung des zentralen Leiters 2 ist ein erfindungsgemässes Wechselteil 4, welches im vorliegenden Fall eine Spreizhülse 24 und einen kegelförmigen Spreizkörper 25 zum radialen Aufspreizen der Spreizhülse 24 durch axiales Verschieben gegenüber derselben umfasst. Der Spreizkörper 25 ist ein- stückig mit einem Antriebselement 27 zum Verschieben des Spreizkörpers 25 in der Spreizhülse 24 verbunden, welches an seinem dem Spreizkörper abgewandten Ende aus der Spreizhülse 24 herausragt und an diesem Ende als kugelka- lottenförmige Elektrodenspitze 3 ausgebildet ist. Zwi- sehen der Elektrodenspitze 3 und dem Spreizkörper 25 weist das Antriebselement 27 zudem ein Aussengewinde 28

auf, welches in ein entsprechendes Innengewinde am ar- beitsseitigen Ende der Spreizhülse 24 eingeschraubt ist. Dieser Bereich der Spreizhülse 24 bildet ein anspruchsge- mässes Widerlagerelement. Spreizkörper 25, Antriebselement 27, Aussengewinde 28 und Elektrodenspitze 3 werden hier also von einem einstückigen Einschraubteil gebildet, welches zudem über Spiegelflächen 12 zum Zusammenwirken mit einem Ein- bzw. Ausschraubwerkzeug verfügt und beim Einschrauben in die Spreizhülse 24 automatisch eine Spreizung und entsprechende Klemmung derselben in der Bohrung im zentralen Leiter 2 bewirkt. Damit keine Torsionskräfte in die Kontaktfläche zwischen dem zentralen Leiter 2 und dem Isolatorkörper 1 eingeleitet werden, wird der zentrale Leiter 2 beim ' Ein- ' bzw. Ausschrauben dieses Einschraubteils zweckmässigerweise mit einem Stirnlochschlüssel gegen Verdrehen gesichert. Wie des Weiteren zu erkennen ist, weist die Spreizhülse 24 im Bereich zwischen dem Innengewinde, welches mit dem Aussengewinde 28 des Antriebselements 27 zusammenwirkt, und dem Bereich, wo sie vom Spreizkörper 25 radial aufge- spreizt wird, einen in Querschnitt deutlich reduzierten Bereich 9 auf, welcher eine Dehnhülse 9 mit einer Länge von etwa dem Vierfachen des Durchmessers des Innengewindes darstellt.

Während in der vorliegenden Anmeldung bevor- zugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der nun folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann .