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1. (WO2019007597) OBTURATEUR À TIROIR POUR RÉCIPIENT CONTENANT UN MÉTAL EN FUSION
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Schiebeverschluss für ein Metallschmelze enthaltendes Gefäss

Die Erfindung betrifft einen Schiebeverschluss für ein Metallschmelze enthaltendes Gefäss nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Ein gattungsmässiger Schiebeverschluss ist in der Druckschrift EP 0 875 320 B1 geoffenbart, welcher dazu dient, beim Glessen den Ausfluss aus dem Gefäss zu regulieren, indem er durch Verschieben der Schiebereinheit mittels eines Linearantriebs via die Öffnungen der gegeneinander verspannten feuerfesten Verschlussplatten geöffnet, geschlossen oder gesteuert gedrosselt wird. Daher muss zunächst die Schubstange der Schiebereinheit mit der Antriebsstange des Linearantriebs gekoppelt werden. Dies erfolgt selbsttätig mit Hilfe des Linearantriebs, indem seine Antriebsstange gegen die Schubstange der Schiebereinheit verschoben wird . Nach dem Glessen wird der Linearantrieb üblicherweise aus der ihn aufnehmenden Halterung herausgezogen und verbleibt auf der Giess-bühne, während das entleerte Gefäss zum Warten an einen Pfannenplatz oder dergleichen gebracht wird. Der Linearantrieb wird für eine erleichterte Montage in der Halterung seitlich in eine Führungsnut von letzterem eingeschoben , in der er während des Giessvorgangs weitgehend formschlüssig gehalten ist.

Der Erfindung liegt d ie Aufgabe zugrunde, einen Schiebeverschluss der eingangs genannten Art derart zu verbessern , dass mit ihm eine automatisierte Montage bzw. Demontage seines Linearantriebs vor und nach dem Glessen ermöglicht wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss nach den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Mit dieser Konstruktion ist es möglich, den Linearantrieb mit der von ihm betätigten Verriegelungsvorrichtung präzis zu positionieren und wäh rend des Glessens zu fixieren, ohne die weiteren Funktionen des Linearantriebs, nämlich das selbsttätige Ankoppeln an d ie Schiebereinheit und das Verschieben derselben zum Regulieren des Ausflusses aus dem Giessgefäss zu beeinträchtigen .

Im Sinne einer möglichst einfachen Konstruktion ist es erfindungsgemäss vorgesehen , dass der Linearantrieb durch einen Hydraulikzylinder gebildet ist, der mit einem die Antriebsstange antreibenden Hauptkolben und einem unabhängig von diesem bewegbaren Zusatzkolben zum Betätigen der Verriegelungsvorrichtung versehen ist.

Auf diese Weise ist es möglich, den Linearantrieb vor dem Ankoppeln desselben an die Schiebereinheit des Schiebeverschlusses zu verriegeln bzw. ihn zu entriegeln , bevor die Kupplung am vorderen Ende der Antriebsstange gelöst wird .

Die Erfindung sieht in einer bevorzugten Ausführungsform vor, dass der Zusatzkolben mit einem auf der Antriebsstange geführten Verriegelungskopf versehen ist, der bei Beaufschlagung des Zusatzkolbens in Verrie-gelungsrichtung vorderseitig aus dem Innenraum des Hydraulikzylinders herausfährt und form- und/oder kraftschlüssig in eine entsprechend ausgeformte Ausnehmung in der Halterung eindringt, während er bei Beaufschlagung des Zusatzkoibens in Entriegelungsrichtung aus der Ausnehmung in der Halterung entfernt wird und in den Innenraum des Hydraulikzylinders zurückfährt.

Es ist auch im Sinne einer möglichst einfachen Steuerung des Linearantriebs zweckmässig, wenn die Verriegelung des Hydraulikzylinders, die Ankoppelung seiner Antriebsstange an die Schubstange der Schie-bereänheit und die Betätigung dieser während des Giessvorgangs zentral durch eine vorzugsweise programmierbare Steuereinheit gesteuert ausgeführt wird.

Ein besonders geeigneter Linearantrieb nach der Erfindung zeichnet sich dad urch aus, dass er multifunktional ausgebildet ist, indem er die Verriegelung des Linearantriebs in dessen Halterung , die Ankopplung seiner Antriebsstange an die Schubstange der Schiebereinheit und das Verschieben der Schiebereinheit während des Giessvorgangs zur Steuerung der Ausflussmenge der Metallschmelze aus dem Gefäss bewerkstelligt.

Es ist hierbei im Sinne einer möglichst kompakten Bauweise vorteilhaft, den Hydraulikzylinder so auszubilden, dass sein Innenraum durch den

Hauptkolben und den Zusatzkolben in drei unabhängig voneinander mit Druck beaufschlagbare Kammern unterteilt ist, wobei der Hydraulikzylinder bei Beaufschlagung der mittleren Kammer verriegelt wird und die Antriebsstange bei Beaufschlagung der hinteren Kammer mit der Schubstange der Schiebereinheit gekoppelt wird bzw. bei Beaufschlagung der mittleren Kammer zum Regulieren des Giessvorgangs verschoben wird, während der Hydraulikzylinder bei Beaufschlagung der vorderen Kammer entriegelt wird.

Es ist ausserdem zweckmässig, den Hydraulikzylinder so zu konstruieren, dass er zwischen beiden Kolben mit einer als Anschlag für den Zusatzkolben dienenden Trennwand mit einer Öffnung zum freien Durchtass der Antriebsstange versehen ist.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichn ung näher erläutert. Es zeigen:

Fig . 1 eine perspektivische Ansicht einer Halterung eines Schiebeverschlusses mit einem vor der Montage gezeigten Linearantrieb;

Fig. 2 einen Längsschnitt des Linearantriebs nach Fig. 1 im verriegelten Zustand mit der Halterung;

Fig .3 den Linearantrieb nach Fig . 1 im verriegelten und im angekuppelten Zustand mit einer Schubstange des angedeuteten Schiebeverschlusses, ebenfalls im Längsschnitt dargestellt;

Fig . 4a bis Fig. 4f den schematisch im Längsschnitt gezeigten Linearantrieb in verschiedenen Arbeitssteliungen .

Fig . 1 bis Fig . 3 zeigen eine Halterung 5 eines angedeuteten Schäeber-gehäuses 1 sowie einen in dieser aufnehmbaren Linearantrieb 6 für einen Schiebeverschluss, welcher das Schiebergehäuse 1 sowie eine in diesem via eine Schubstange 2 längsgeführte Schiebereinheit aufweist.

Der Aufbau und die Arbeitsweise eines solchen Schiebeverschlusses sowie der Halterung und der Kupplung ist in der eingangs gewürdigten Druckschrift EP 0 875 320 B1 ausführlich erläutert und ist daher nachfolgend nicht mehr in allen Einzelheiten dargetan.

Der Linearantrieb 6 wird üblicherweise erst in die Halterung des Schie-beverschluss eingebaut, nachdem das insbesondere als Pfanne vorgesehene Gefäss auf der Giessbühne einer Stranggiessan lage gefüllt mit Metallschmelze platziert ist. Dies erfolgt vorteilhaft mit einem nicht näher gezeigten Robotermanipulator, welcher mit einem Kupplungsstück 1 0' des Linearantriebs 6 koppelbar ist und dabei den Linearantrieb 6 m it seinem Flansch 20 in eine Ausnehmung der Halterung 5 seitlich einschiebt.

Um sicherzustellen, dass während des Betriebs der Linearantrieb 6 unverrückbar in der Halterung 5 fixiert bleibt, ist der Schiebeverschiuss er-find ungsgemäss mit einer mit dem Linearantrieb 6 betätigbaren und mit der Halterung 5 zusammenwirkenden Verriegelungsvorrichtung 7 ausgestattet.

Mit dieser Verriegelungsvorrichtung 7 wird nach dem Einschieben des Linearantriebs 6 in die Halterung 5 vorteilhaft mit dem Robotermanipulator eine sichere Fixierung desselben erreicht bzw. beim Wegnehmen des Linearantriebs wird dies wieder gelöst, womit der Linearantrieb nach dem Einschieben in die Halterung in dieser fixierbar bzw. vor dem Wegnehmen desselben wieder entriegelbar ist. Diese Verriegelungsvorrichtung 7 weist einen vorzugsweise zylindrischen Verriegelungskopf 8 auf, der im verriegelten Zustand formschlüssig in eine ebenfalls zylindrische Ausnehmung 9 der Halterung 5 eingeschoben ist. Demgegenüber ist dieser Verriegelungskopf 8 bei Beaufschlagung des Zusatzkolbens 1 2 der Verriegelungsvorrichtung 7 in Entriegelungsrichtung aus der Ausnehmung 9 entfernbar.

Der erfindungsgemäss arbeitende Linearantrieb 6 umfasst einen Hydraulikzylinder 10 mit zwei unabhängig voneinander bewegbaren Kolben 1 1 und 1 2, wobei der Hauptkofben 1 1 zum Betätigen der Antriebsstange 4 dient, während der Zusatzkolben 12 zum Betätigen der Verriegelungsvorrichtung 7 eingesetzt wird . Wie insbesondere aus Fig . 4a ersichtlich, ist der Verriegelungskopf 8 auf der Antriebsstange 4 d icht geführt und relativ zu ihr durch den Zusatzkolben 12 verschiebbar. Zwischen beiden Kolben 1 1 und 12 ist im Hydraulikzylinder 10 eine als Anschlag für den Zusatzkolben 12 dienende Trennwand 1 3 angeordnet, die mit einer zentrischen Öffnung 14 versehen ist, durch welche die Antriebsstange 4 ragt.

Diese Schubstange 2 ist dabei über eine Kupplung 3 mit der Antriebsstange 4 des Linearantriebs 6 verbindbar, wobei d ie Kupplung 3 durch Verschieben der Antriebsstange 4 des Linearantriebs gegen die Schubstange 2 der Schiebereinheit selbsttätig kuppelt. Sie ist mit einem Kupplungsteil endseitig an der Schubstange 2 und einem Kupplungsteil am vorderen Ende der Antriebsstange 4 des Linearantriebes 6 versehen, die beim Verschieben der Antriebsstange 4 kuppeln, währenddessen diese Kupplung 3 beim Herausnehmen des Linearantriebes 6 aus der Halterung 5 quer zur Verschieberichtung der Antriebsstange 4 selbsttätig entkuppelt.

Die automatisch arbeitende Kupplung 3 ist als Klauenkupplung ausgebildet, deren federbelastete Klauenelemente 1 6 beim Vorschieben der Antriebsstange 4 über den Kupplungskopf 1 7 der Schubstange 2 nach aussen gespreizt werden , bis sie durch die Federkraft einschnappen und den Kupplungskopf 17 der Schubstange 2 formschlüssig umgreifen , wie in Fig . 3 dargestellt. Das ebenfalls selbsttätige Auskuppeln erfolgt durch seitliches Herausziehen des Linearantriebs 6, indem die beiden Klauenelemente 16 im eingeschnappten Zustand quer zur Längsstreckung der

Schubstange 2 an dem Kupplungskopf 17 gleiten, bis sie seitlich von ihm gelöst sind .

Aus Fig. 4a bis Fig. 4f ist die Arbeitsweise des Linearantriebs 6 veranschaulicht. Der I nnenraum des Hydraulikzylinders 10 ist d urch beide Kolben 1 1 und 12 in drei unabhängig voneinander beaufschlagbare Kammern 15a, 1 5b, 1 5c unterteilt, deren Einlasse mit entsprechenden Pfeilen 15, 15', 15"angedeutet sind , und zwar in weiss bei beaufschlagter und schwarz bei nicht beaufschlagter Kammer. Die zentrische Öffnung 14 in der Trennwand 13 ermöglicht den freien Durchläse eines Med iums von der Kammer 15b in diese Kammer 15b' zwischen dieser Trennwand 1 3 und dem Kolben 12.

Fig . 4b zeigt den Hydraulikzylinder 1 0 beim Einbau in die Halterung 5 des Gehäuses mit eingezogenem Kolben 12 und Verriegelungskopf 8.

Gemäss Fig. 4c wird der Hydraulikzylinder 1 0 bei Beaufschlagung der mittleren Kammer 1 5b mit der Halterung 5 verriegelt und die Antriebsstange 4 bei Beaufschlagung der hinteren , dieser Antriebsstange abgekehrten Kammer 15a mit der Schubstange 2 der Schieberein heit gekoppelt (Fig.4d). Die beaufschlagte Kammer 15b ist durch den Pfei! 1 5' in weiss bzw. die andern beiden Pfeile 15, 15" bei nicht beaufschlagten Kammern 1 5a, 1 5c in schwarz verdeutlicht, wie in Fig . 4c ersichtlich ist.

Bei Beaufschlagung der Kammern 15a bzw. 1 5b wird während dem Giessen d ie Schiebereinheit und damit ein Öffnen bzw. Schliessen oder ein Drosseln des Schiebeverschlusses bewirkt (Fig . 4d bzw. Fig. 4e) . Dies ist jeweils durch den weissen Pfeil 1 5 bzw. 1 5' angedeutet. I n der Kammer 1 5b wird ein solcher Druck aufrechterhalten , dass der Verriegelungskopf 8 stets in die Ausnehmung 9 der Halterung 5 gedrückt ist.

Im Prinzip könnte der Verriegelungskopf 8 derart in die Ausnehmung 9 der Halterung 5 gedrückt sein, dass ein Kraftschluss zwischen d iesem und der Halterung 5 erzielt würde.

Fig. 4f zeigt die Entriegelung des Verriegelungskopfs 8, bei dem die vordere Kammer 5c im Hydraulikzylinder 1 0 mit dem Mediendruck beaufschlagt wird, wie durch den weissen Pfeil 1 5" gezeigt ist. Sobald diese Entriegelung erfolgt ist, kann der Linearantrieb 6 seitlich herausgezogen werden , bei dem die Kupplung 3 selbsttätig gelöst wird .

Als alternative Variante zu dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel könnte bei dem Linearantrieb 6 diese zentrische Öffnung 14, durch weiche die Antriebsstange 4 ragt, abgedichtet sein . Es würde dann ein zusätzlicher Einlass in diese separierte Kammer 15b' fü hren, mittels der sich der Kolben 12 und mit ihm der Verriegelungskopf 8 in d ie Ausnehmung 9 der Halterung 5 vorschieben lassen würde.

Die erfind ungsgemässe Verriegelungsvorrichtung 7 eignet sich sowohl für sogenannte Zweiplattenschieber mit einer festen u nd einer beweglichen Schieberplatte als auch für sogenannte Dreäplattenschieber mit zwei festen Schieberplatten und einer zwischen diesen verschiebbaren Schieberplatte.

Im Prinzip könnte die Kupplung vice versa mit den Klauenelementen an der Schubstange der Schiebereinheit, indessen der andere Kupplungsteil mit der flanschartigen Ausbild ung an der Antriebsstange des Linearantriebes vorgesehen sein .