AT513849B1 - Steuerung der Arbeitsfrequenz eines Schlagwerkes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung (S) eines mittels Druckmediums betreibbaren Schlagwerkes mit einer Einrichtung (2) zur Umsteuerung der axialen Druckbeaufschlagung des Schlagkolbens und der Rückführung des Mediums.Um eine Regelbarkeit von Schlagwerken zu erreichen, mittels welcher die Energie und die Frequenz des bewegten Schlagkolbens einzustellen sind, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein von der Umsteuerung (2) als Rückleitung für das Medium vom Schlagkolben schaltbarer Kanal zumindest einen Steuerkolben (3) zur Durchflussregelung aufweist.

Description

österreichisches Patentamt AT513 849 B1 2014-08-15

Beschreibung

STEUERUNG DER ARBEITSFREQUENZ EINES SCHLAGWERKES

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung eines mittels eines Druckmediums betreibbaren Schlagwerkes mit einer Einrichtung zur Umsteuerung der axialen Druckbeaufschlagung des Schlagkolbens und der Rückführung des Mediums.

[0002] Weiters betrifft die Erfindung ein Schlagwerk für eine Vorrichtung zum Offenstellen und gegebenenfalls zum Verschließen einer Abstichöffnung in der Wand eines metallurgischen Gefäßes.

[0003] Schlagwerke für eine axial in beide Richtungen einsetzbare Hammereinrichtung sind bekannt und zählen zum Stand der Technik.

[0004] Mit Vorteil werden diese Schlagwerke in Einrichtungen zum Öffnen und/oder Verschließen einer Abstichöffnung in einem metallurgischen Gefäß eingesetzt.

[0005] Die EP 0930476 A offenbart beispielsweise ein Schlagwerk mit einem Rohrkolben in einer Hammereinrichtung für obiges Verwendungsgebiet. Dabei wird das Werkzeug bei einem Einsatz im Vortrieb und auch im Rückzug im Wesentlichen mit der gleichen Schlagenergie und Schlagfrequenz beaufschlagt.

[0006] Um die Schlagfrequenz und die Schlagkraft des Kolbens eines Schlagwerkes in beide Richtungen verändern zu können, wurde gemäß AT 1397/2011 vorgeschlagen, im Rohrkolben eine Steuerausnehmung und im Schlagwerksgehäuse axial versetzt mindestens zwei Steuernuten für eine Umschaltung der Druckbeaufschlagung der jeweiligen Rohrkolbendruckflächen vorzusehen und durch ein Steuermittel die Umsteuerungsnuten alternativ zu aktivieren. Derart wird erreicht, dass der Rohrkolben je nach Aktivierung einer der in Axrichtung versetzten Umsteuerungsnute einen unterschiedlichen Verschiebe- bzw. Beschleunigungsweg in beiden Schlagrichtungen ausführt.

[0007] Besondere Anforderungen an die Vortriebs- und Rückzugsbedingungen für Werkzeuge, insbesondere von Einrichtungen in der Hüttenindustrie, stellen derzeit an ein Schlagwerk weitergehende Forderungen betreffend eine Regelbarkeit der Kolbenbewegung.

[0008] Die Erfindung setzt sich demzufolge zur Aufgabe, die Regelbarkeit von Schlagwerken zu verbessern bzw. zu erweitern und eine Steuereinrichtung zu schaffen, mittels welcher die Energie und die Frequenz des bewegten Schlagkolbens in weiten Grenzen einstellbar sind.

[0009] Dieses Ziel wird bei einer Steuerung eines mittels eines Druckmediums betreibbaren Schlagwerkes der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass zumindest ein von der Umsteuerung als Rückleitung für das Medium vom Schlagkolben schaltbarer Kanal zumindest ein schaltbares Mittel zur Durchflussregelung aufweist.

[0010] Die mit der Erfindung erreichten Vorteile sind im Wesentlichen darin zu sehen, dass der Rückfluss des den Kolben bewegenden Mediums nach einer Umsteuerung mengengeregelt erfolgt. Durch beispielsweise unterschiedliche Durchflussöffnungen eines Schaltmittels, die alternativ in der Rückleitung aktivierbar sind, kann der Rückstau des Mediums zur Umsteuerung hin verändert werden, sodass die Zeitdauer bis zur folgenden Druckbeaufschlagung des Schlagkolbens veränderbar ist. Derart kann die Schlagkraft und insbesondere die Schlagfrequenz gesteuert werden, wobei auch eine verzögerte Umsteuerung die Schlagenergie beeinflusst.

[0011] Eine Änderung der Durchflussmenge je Zeiteinheit in der Rückleitung bzw. eine Durchflussregelung in dieser kann auf einfache Weise beispielsweise durch ein schaltbares Mittel, mit verschiedene Querschnitte aufweisenden Engstellen im Strömungskanal, erreicht werden.

[0012] Eine Durchflussmengenregelung bzw. ein Druckverlauf über der Zeit erfolgt in der Rückleitung des entspannten Mediums, was die Frequenz und in Konsequenz die Energie bzw. die 1 /7 österreichisches Patentamt AT 513 849 B1 2014-08-15

Intensität der Schläge des Kolbens verändert.

[0013] Für ein vorteilhaft universelles Regelverhalten in beiden Schlagrichtungen des Schlagwerkes können beide von der Umsteuerung als Rückleitung für das Medium vom Schlagkolben schaltbare Kanäle schaltbare Mittel zur Durchflussregelung aufweisen.

[0014] Die schaltbaren Mittel können derart das Schlagwerk in jeder Arbeitsrichtung steuern und jeweils unterschiedlich die Werkzeugbeaufschlagung einer Einrichtung optimal einstellen.

[0015] Dabei kann es günstig sein, wenn die schaltbaren Mittel zur Durchflussregelung für das Medium voneinander getrennt einstellbar sind.

[0016] Eine vorbeschriebene Steuereinrichtung kann in optimaler Weise an im Wesentlichen alle Erfordernisse, die in einem harten Einsatz an ein Schlagwerk gestellt werden, erfüllen.

[0017] Mit besonderem Vorteil ist eine erfindungsgemäße Steuerung der beschriebenen Art für eine Einrichtung zum Offenstellen und/oder Verschließen einer Abstichöffnung eines metallurgischen Gefäßes verwendbar.

[0018] Die Steuerung bietet die Möglichkeit, mit Rücksicht auf die spröden und bruchgefährdeten, feuerfesten Auskleidungsmassen eines metallurgischen Gefäßes, optimale Bedingungen für ein Öffnen eines Abstiches in einem Schmelzengefäß zu schaffen.

[0019] In der Folge soll an zwei graphischen Darstellungen, die jeweils nur einen Ausführungsweg der Erfindung wiedergeben, die Steuerung eines mittels Druckmedium betreibbaren Schlagwerkes vermittelt werden.

[0020] Es zeigen: [0021] Fig. 1 eine Steuereinrichtung mit einer in einer Rückleitung positionierten Durch flussregelung [0022] Fig. 2 eine universell einsetzbare Steuereinrichtung für die Bewegung eines

Schlagkolbens [0023] Zur leichteren Zuordnung der Teile und Komponenten in den Darstellungen von Steuereinrichtungen gemäß der Erfindung möge die nachfolgende Bezugszeichenliste dienen. BEZUGSZEICHENLISTE: s Steuereinrichtung 1 Gehäuse 11,11 A, 13 Abdeckung 12, 12A Schalteinsatz 2 Umsteuerungsteil 21 Zuführraum für Druckmedium 22 Schaltbarer Kanal im Gehäuse 23 Schaltbarer Kanal im Gehäuse 3,3A Steuerkolben 31,31A Durchlass zur Durchflussregelung 32,32A Durchlass zur Durchflussregelung 33,33A Druckfeder 34,34A Steuerungsmittelzufuhr 35,35A Druckfläche 4 Mediumaustrag 2/7 österreichisches Patentamt AT513 849B1 2014-08-15 [0024] Fig. 1 zeigt eine Steuereinrichtung S mit einem Gehäuse 1, welches beidseitig in Axrich-tung eine Abdeckung 13,11 aufweist, wobei eine Abdeckung 13 mit einem vorragenden Einsatz einem Mediumaustrag 4 dient.

[0025] Eine gegenüberliegende Abdeckung 11 wirkt als Befestigungsmittel für einen Schalteinsatz 12 mit einer Steuermittelzufuhr 34. Im Schalteinsatz 12 ist axial in Grenzen verschiebbar ein rohrförmiger Steuerkolben 3 angeordnet, welcher einerseits durch eine Feder 33, die sich an der Abdeckung 11 abstützt, axial mit einer Druckkraft beaufschlagt wird. Andererseits kann über die Steuerungsmittelzufuhr 34 Druckmedium, welches an einer gegen die Federkraft gerichteten Druckfläche am Steuerkolben 3 wirksam ist, eingeleitet werden und diesen gegen die Federkraft verschieben. Derart kann der Steuerkolben 3, welcher in den Hohlraum des Umsteuerteiles 2 reicht, positioniert werden.

[0026] Im Gehäuse 1 ist das Umsteuerteil 2 axial in Grenzen bewegbar angeordnet, wobei am Einsatz der Abdeckung 13 und am Schalteinsatz 12 radiale Anschlagflächen zur jeweiligen Positionierung des Umschaltteiles 2 dienen.

[0027] Die Innenoberfläche im Gehäuse 1 und die Außenoberfläche vom Umsteuerteil 2 weisen Ausnehmungen auf, welche je nach der axialen Position des Umsteuerteiles 2 Wege für einen Fluss des Druckmediums oder einem Rückfluss des Mediums zum bzw. vom Schlagwerk offenstellen.

[0028] In der Darstellung gemäß Fig. 1 befindet sich das Umsteuerteil 2 im Anschlag an die Abdeckung 13.

[0029] Ein Zuführraum 21 für das Druckmedium ist mit einem Kanal 22 verbunden, sodass dieses Druckmedium eine Seite eines Kolbens im Schlagwerk beaufschlagt.

[0030] Von der Gegenseite des Kolbens erfolgt eine Rückführung des Mediums durch einen Kanal 23 in das Gehäuse 1 und wird dieses Medium durch eine Bohrung im Umschaltteil 2 (nicht dargestellt) in einen Außenraum des Schaltmittels 3 geleitet und durch einen Durchlass 31 in diesem zur Durchflussregelung danach zentral zum Mediumaustrag verbracht.

[0031] Der Durchlass 31 zur Durchflussregelung steuert den Rückfluss des Mediums bzw. die Zeitspanne bis zu welcher der Druck im Rückführkanal 23 soweit erniedrigt ist, dass eine Verschiebung des Umsteuerteiles 2 durch das Druckmedium auf die radiale Druckfläche des Teiles gegen den Schalteinsatz 12 erfolgt, wobei dadurch der Rückflussweg abgeschaltet und der Kanal 23 zur Leitung des Druckmediums zum Schlagkolben umfunktioniert wird.

[0032] Gleichzeitig bewirkt die Verschiebung des Umsteuerteiles 2 eine Unterbrechung der Zuführung vom Druckmittel und eine Schaltung des Kanals 22 als Rückführleitung für das Medium, welches über die Ausnehmung und durch eine Bohrung im Umsteuerteil 2 zum Medien-austrag 4 geleitet wird.

[0033] Wird nun das Schaltmittel 3 durch Aktivierung der Feder 33 bzw. einen Druckabbau des Steuermittels axial zum Schaltmittel 2 hin in dieses eingeschoben, so wirkt über die Oberflächenausnehmung am Schaltmittel 3 und dem Durchlass 32 zur Durchflussregelung in den Mediumaustrag ein geänderter Rückstau bzw. eine unterschiedliche Abflussmenge des Mediums in der Zeiteinheit, wodurch der Zeitpunkt der Umsteuerung des Druckmediums auf die jeweiligen Druckflächen des Kolbens verändert ist.

[0034] Weil nun bei einer folgenden Umsteuerung die Rückführung des Mediums vom Kanal 22 durch eine Bohrung 30 im Umsteuerteil 2 zum Medienaustrag 4 hin unbeeinflusst erfolgt, bleibt in einer Richtung die Energie des Schlagwerks gleich bzw. nicht regelbar.

[0035] In Fig. 2 ist eine universell einsetzbare Steuereinrichtung für eine Bewegung eines Schlagkolbens gezeigt.

[0036] Im Wesentlichen ist diese universell einsetzbare Steuereinrichtung spiegelbildlich aufgebaut und weist im Vergleich mit Fig. 1 zentrisch-symmetrisch gleich aufgebaute Schalteinsätze 12, 12A mit Schaltmittel 3, 3A auf. 3/7 österreichisches Patentamt AT513 849 B1 2014-08-15 [0037] Aus der Beschreibung von Fig. 1 kann ein Fachmann die Wirkungsweise einer universell einsetzbaren Steuereinrichtung gemäß Fig. 2 ableiten.

[0038] Der Vorteil der in Fig. 2 dargestellten Steuereinrichtung ist eine universell regelbare Anspeisung eines Kolbens in einem Schlagwerk und somit eine weitestgehende Einstellung der Intensität und der Frequenz von gegebenenfalls in beide Axrichtungen wirkenden Schlagwerken einer Hammereinrichtung. 4/7

Claims (4)

1. österreichisches Patentamt AT 513 849 B1 2014-08-15 Patentansprüche 1. Steuereinrichtung (S) eines mittels eines Druckmediums betreibbaren Schlagwerkes mit einer Einrichtung (2) zur Umsteuerung der axialen Druckbeaufschlagung des Schlagkolbens und der Rückführung des Mediums, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein von der Umsteuerung (2) als Rückleitung für das Medium vom Schlagkolben schaltbarer Kanal zumindest einen Steuerkolben (3) zur Durchflussregelung aufweist.
2. 2. Steuereinrichtung (S) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei von der Umsteuerung (2) als Rückleitung für das Medium vom Schlagkolben schaltbare Kanäle Steuerkolben (3, 3A) zur Durchflussregelung aufweisen.
3. 3. Steuereinrichtung (S) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerkolben (3, 3A) zur Durchflussregelung für das Medium voneinander getrennt einstellbar sind.
4. 4. Verwendung einer Steuereinrichtung (S) eines mittels Druckmediums betreibbaren Schlagwerkes nach einem der Ansprüche 1 bis 3 in einer Einrichtung zum Offenstellen und/oder Verschließen einer Abstichöffnung eines metallurgischen Gefäßes. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 5/7