DE10059303A1

DE10059303A1 - Kippbarer Konverter

Info

Publication number: DE10059303A1
Application number: DE2000159303
Authority: DE
Inventors: Guenter Schmitz; Guenter Gruna; Marcel Fasswald
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2002-06-06
Also published as: EP1211328A3; EP1211328A2

Abstract

Ein kippbarer Konverter, umfassend ein Konvertergefäß (1) mit einer vertikalen Achse (x-y) und einen dieses in radialem Abstand umgebenden Tragring (2) mit zwei in einer horizontalen Achse (y-y) diametral gegenüberliegenden Tragzapfen (3, 4), wobei die Lastübertragung Konvertergefäß/Tragring über Befestigungselemente erfolgt, die miteinander drei Kraftkomponenten ausbilden, nämlich Längsbefestigung, Querbefestigung und Querarretierung, wird dadurch verbessert und vereinfacht, dass die Längsbefestigung am Konvertergefäß (1) unterhalb des Tragringes (2) angeordneten Stützkonsolen (6) und an der Unterseite des Tragringes (2) im Abstand angeordnete Gelenklager (7, 8) umfasst, die mit je einem Gelenkdreieck am Stützglied (9) verbindbar sind. Die Querarretierung ist ein an der Unterseite des Tragringes (2) unter Ausbildung eines Gelenkes angeordnetes Scharnier (10, 11) mit einer horizontalen Achse (z-z). Die Querbefestigung umfasst ein Paar auf der Oberseite des Tragringes (2) angeordnete Lastbolzen (13), die zwischen Anschlägen (14) des Konvertergefäßes (1) lastabstützbar geführt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen kippbaren Konverter, umfassend ein Konvertergefäß mit einer vertikalen Achse und einen dieses in radialem Abstand umgebenden Tragring mit zwei in einer horizontalen Achse diametral gegenüberliegenden Trag zapfen, wobei die Lastübertragung zwischen Konvertergefäß und Tragring über Befestigungselemente erfolgt, die miteinander drei Kraftkomponenten ausbilden, nämlich Längsbefestigung, Querbefestigung und Querarretierung.

Ein kippbarer Konverter mit einem das Konvertergefäß im Abstand umgebenden Tragring, welcher zwei diametral gegenüberliegende Tragzapfen aufweist, ist dem Dokument DE 43 27 640 A1 zu entnehmen. Die dort geschilderte Bauart, wobei das Konvertergefäß an dem Tragring ausschließlich mittels Lenker abgestützt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lenker als Pendelstab ausgebildet ist, der mit einem Ende mit dem Tragring und mit seinem anderen Ende mit dem Konver tergefäß allseits gelenkig mittels eines sphärischen Lagers verbunden ist, wobei die Pendelstäbe bei aufrecht stehendem Konvertergefäß ausschließlich an der Unterseite des Tragringes angeordnet sind.

Die Bauart des bekannten Konverters ist dadurch gekennzeichnet, dass mindes tens sechs Pendelstäbe, vorzugsweise sieben Pendelstäbe vorgesehen sind. Da bei ist im Bereich jedes Tragzapfens jeweils ein etwa parallel zur vom Tragring gebildeten Ebene und etwa rechtwinklig zur von den Tragzapfen gebildeten Kipp achse des Konvertergefäßes gerichteter Pendelstab vorgesehen.

Bei einer Anordnung von sieben Pendelstäben sind diese etwa parallel zur Längs achse des Konvertergefäßes ausgerichtet und möglichst in der Nähe der Tragzap fen vorgesehen, vorzugsweise in einem Winkelbereich von 25 bis 45 Grad, wobei der Winkel im Grundriss des Konvertergefäßes, ausgehend von der Kippachse, gemessen ist.

Und schließlich ist die Bauart des Konverters dadurch gekennzeichnet, dass die Lager die Pendelstäbe durchsetzende Bolzen aufweisen, wobei jeder Bolzen beidseitig des Pendelstabes über Stützlaschen am Konvertergefäß bzw. am Trag ring abgestützt ist, wobei die Stützlaschen am Konvertergefäß vorzugsweise an geschweißt und am Tragring mittels einer Schraubverbindung verbunden sind.

Von Nachteil bei der bekannten Bauart des kippbaren Konverters ist die große Anzahl von Lagern an den Enden der Pendelstäbe, entsprechend der Darstellung in den Fig. 1 und 2 insgesamt 14 Lager, die nicht nur einen erheblichen ferti gungstechnischen Aufwand, sondern darüber hinaus einen entsprechenden War tungsaufwand verursachen.

In dem vorgenannten Dokument sind zum Stand der Technik die DE-C-27 39 540 und DE-A-29 31 671 benannt. Bei diesen bekannten Konvertern erfolgt die Ab stützung des Konvertergefäßes an dem dieses umgebenden Tragring mittels Len ker, die zumindest zum Teil als sogenannte "Dreiecks-Lenker" ausgebildet sind. Unter einem Dreieckslenker ist ein solcher zu verstehen, der entweder am Konver tergefäß oder am Tragring mit einem Ende mittels zweier im Abstand angeordne ter sphärischer Lager und mit seinem anderen Ende am Tragring oder am Konver tergefäß mit einem einzigen sphärischen Lager angelenkt ist.

Bei dieser Art der Ausbildung von Lenkern ergeben sich, insbesondere durch Ver formungen des Konvertergefäßes, unberechenbare Kräfte, die die Lenker nicht nur auf Zug oder Druck, sondern auch auf Biegung betasten. Dies ist immer dann der Fall, wenn solche Lenker in zu ihren Gelenkachsen quer verlaufende Lager bewegungen gezwungen werden.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Bauart eines kippbaren Konverters der im Oberbegriff von An spruch 1 genannten Art anzugeben, die einerseits eine lastschlüssige Verbindung zwischen Konvertergefäß und Tragring ergibt, dabei aber radialen wie auch axia len Verformungen des Konvertergefäßes geringstmöglichen Widerstand entge gensetzt, damit eine zwängungsfreie Konstruktion ergibt, und bei günstiger Bean spruchungsart der übrigen Tragelemente eine wartungsfreie, unkomplizierte und fertigungstechnisch günstige Ausführung ermöglicht, und wobei die Befestigungs elemente miteinander drei Kraftkomponenten ausbilden, nämlich Längsbefesti gung, Querbefestigung und Querarretierung.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem kippbaren Konverter der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung eine Bauart entsprechend den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Dabei erfolgt die Lastübertragung Konvertergefäß/Tragring über Befestigungselemente, die im Zusammenwirken miteinander drei Kraftkomponenten ausbilden, nämlich:

- Längsbefestigung,
- Querbefestigung,
- Querarretierung,

wobei diese dadurch gekennzeichnet sind, dass die Längsbefestigung am Konver tergefäß unterhalb des Tragringes angeordnete Stützkonsolen und an der Unter seite des Tragringes im Abstand angeordnete Gelenklager umfasst, die mit je ei nem Gelenkdreieck verbindbar sind.

In einer alternativen Ausgestaltung können die Stützkonsolen und die Gelenklager mit je zwei Paaren von Zug-Druck-Stangen gelenkig verbindbar sein.

Eine Ausgestaltung der Lastübertragung Konvertergefäß/Tragring ist dadurch ge kennzeichnet, dass die Querarretierung ein an der Unterseite des Tragringes unter Ausbildung eines Gelenkes mit dem Konvertergefäß angeordnetes Scharnier mit einer horizontalen Achse ist.

Der Konverter nach der Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Querbefestigung ein Paar auf der Oberseite des Tragringes angeordnete Lastbol zen umfasst, die zwischen Anschlägen des Konvertergefäßes lastabstützbar ge führt sind.

Und schließlich ist der Konverter nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Querbefestigung mit jeweils einem Paar Zug-Druck-Stangen ausgebildet ist, die unterhalb des Tragringes, diesen gelenkig mit dem Konvertergefäß ver bindbar, in je einem Gelenklager einerseits am Tragring, und andererseits am Konvertergefäß angelenkt sind.

Durch die Lastübertragung unter erfindungsgemäßer Ausbildung dreier zusam menwirkbarer Kraftkomponenten, nämlich Längsbefestigung/Querbefestigung/ Querarretierung der Befestigungselemente werden ungünstige Krafteinwirkungen auf die Gelenklager der Stützkonsolen und damit Verbiegungen dieser Bauele mente verhindert und somit eine zwängungsfreie Bauart mit günstigen Beanspru chungen der Gelenkteile und der übrigen Tragkonstruktion verwirklicht. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Bauart bei vergleichsweise erheblich geringer Anzahl von Gelenken unkompliziert, wartungsarm und kostengünstig.

Weitere Ausgestaltungen sind entsprechend den Unteransprüchen vorgesehen.

Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachste henden Erläuterung einiger in den Zeichnungen schematisch dargestellter Ausfüh rungsbeispiele.

Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht eines erfindungsgemäßen Konverters entlang einer verti kalen Achse,

Fig. 2 den Konverter gemäß Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 eine Ansicht des Konverters mit anderen Befestigungselementen,

Fig. 4 den Konverter gemäß Fig. 3 in Draufsicht,

Fig. 5 eine Ansicht des Konverters mit sowohl Querbefestigungs- als auch Querarretierungs-Elementen,

Fig. 6 den Konverter gemäß Fig. 5 in Draufsicht.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte kippbare Konverter mit einer vertikalen Achse x-x in einer Bauart nach der Erfindung umfasst ein Konvertergefäß 1 und einen dieses in radialem Abstand umgebenden Tragring 2 mit zwei in einer hori zontalen Achse y-y diametral gegenüberliegenden Tragzapfen 3, 4, wobei die Lastübertragung zwischen Konvertergefäß 1 und Tragring 2 über Gelenkverbin dungen erfolgt, die miteinander drei Kraftkomponenten ausbilden, nämlich Längs befestigung, Querbefestigung und Querarretierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbefestigung am Konvertergefäß 1 unterhalb des Tragringes 2 angeord nete Stützkonsolen 6 und an der Unterseite des Tragringes 2 im Abstand angeordnete Gelenklager 7, 8 umfasst, die mit je einem Gelenkdreieck als Stützglied 9 verbindbar sind.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass der Tragring 2 und das Konvertergefäß 1 mit geringem Freiheitsgrad ineinandergreifbare Querarretierungselemente 10, 11 in Form eines Scharniers besitzen, welche derart ausgebildet sind, dass sie ein seit liches Wegkippen des Konvertergefäßes 1 relativ zum Tragring 2 verhindern.

Eine Ausgestaltung des Konverters nach der Erfindung sieht vor, dass das Stütz glied 9 ein etwa dreieckiges Flachmaterial-Formstück ist, welches mit dem Trag ring 2 durch zwei an seinem Umfang beabstandet angeordnete sphärische Ge lenklager 7, 8, und mit dem Konvertergefäß 1 durch jeweils ein an diesem ange ordnetes, an einer Stützkonsole 6 ausgebildetes sphärisches Gelenklager gelen kig verbunden ist.

Der in Fig. 2 in Draufsicht gezeigte Konverter umfasst ein Konvertergefäß 1, um geben im radialen Abstand von einem Tragring 2, an dem ein Paar Tragzapfen 3, 4 in diametraler Position befestigt sind, die den Konverter um die Achse y-y kipp bar aufnehmen.

Tragring 2 und Konvertergefäß 1 sind durch Querarretierungselemente 10, 11 in Form eines Scharniers mit der Achse z-z gelenkig miteinander verbunden. Quer kräfte zwischen dem Konvertergefäß 1 und dem Tragring 2 infolge Kippbewegun gen des Konverters werden zusätzlich von Lastbolzen 13 am Konvertergefäß 1 und diesen zugeordneten Anschlägen 14 am Tragring 2 unter Ausbildung einer Querarretierung aufgefangen.

Eine weitere Ausgestaltung nach der Erfindung sieht gemäß den Fig. 3 und 5 vor, dass die als Stützglied 9 ausgebildete Gelenkverbindung zwischen Tragring 2 und Konvertergefäß 1 auch zwei Zug-Druck-Stangen 15, 15' aufweisen kann, die einerseits mit dem Tragring 2 an zwei beabstandeten sphärischen Gelenklagern 7, 8, und andererseits mit einem diesen im vertikalen Abstand zugeordneten Gelenk lager an einer Stützkonsole 6 des Konvertergefäßes 1 gelenkig verbunden sind.

Fig. 4 zeigt eine Ausbildung der Erfindung mit einer Doppelanordnung der Arre tierungselemente 10, 11 einander gegenüberliegend. Diese Ausführung hat sich als besonders robust und belastungsfähig erwiesen. Dagegen ist die Bauart des Konverters nach der Fig. 6 besonders einfach und kostengünstig und eignet sich für Ausführungen mit vergleichsweise geringem Konvertergewicht.

Bezüglich des mehrfach erwähnten Freiheitsgrades der Bauart von Funktionsele menten des erfindungsgemäßen Konverters ist festzustellen, dass beispielsweise der allseitige Freiheitsgrad zwischen Gelenken 5 bis 8 bzw. 10 maximal 2 mm in allen Richtungen beträgt. Ebenfalls kann der Freiheitsgrad zwischen dem Lastbol zen 13 und einem der seitlich angeordneten Anschläge 14 maximal 2 mm betra gen.

Die erfindungsgemäß mit Freiheitsgrad ausgeführte Konverterkonstruktion, insbe sondere mit den Querarretierungselementen 10-11, ergibt eine zwängungsfreie Bauart mit vergleichsweise einfachen Mitteln und trägt somit zur langen Verfüg barkeit der hauptsächlichen Bauteile von Konvertergefäß 1 und Tragring 2 bei, ohne dass hierbei ein Wartungsbedarf entsteht. Somit ist dieser Teil der Konstruk tion unkompliziert und zweckmäßig.

Liste der Bezugszeichen

1

Konvertergefäß

2

Tragring

3

Tragzapfen

4

Tragzapfen

5

Gelenklager

6

Stützkonsole

7

Gelenklager

8

Gelenklager

9

Stützglied

10

Querarretierungselement, Scharnierbolzen

11

Querarretierungselement, Scharnierarme

13

Lastbolzen

14

Anschläge

15

,

15

' Zug-Druck-Stange

16

Zug-Druck-Stange

Claims

1. Kippbarer Konverter, umfassend ein Konvertergefäß (1) mit einer vertikalen Achse (x-x) und einen dieses in radialem Abstand umgebenden Tragring (2) mit zwei in einer horizontalen Achse (y-y) diametral gegenüberliegenden Tragzapfen (3, 4), wobei die Lastübertragung Konvertergefäß/Tragring über Befestigungsele mente erfolgt, die miteinander drei Kraftkomponenten ausbilden, nämlich Längsbefestigung, Querbefestigung und Querarretierung, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsbefestigung am Konvertergefäß (1) unterhalb des Tragringes (2) angeordnete Stützkonsolen (6) und an der Unterseite des Tragringes (2) im Abstand angeordnete Gelenklager (7, 8) umfasst, die mit je einem Gelenkdreieck als Stützglied (9) verbindbar sind.

2. Konverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkonsolen (6) und die Gelenklager (7, 8) mit je zwei Paaren von Zug-Druck-Stangen (15, 15') gelenkig verbindbar sind.

3. Konverter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querarretierung ein an der Unterseite des Tragringes (2) unter Ausbildung ei ner Gelenk-Verbindung mit dem Konvertergefäß (1) angeordnetes Scharnier (10, 11) mit einer horizontalen Achse (z-z) ist.

4. Konverter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass die Querbefestigung ein Paar auf der Oberseite des Tragringes (2) angeordnete Lastbolzen (13) umfasst, die zwischen Anschlägen (14) des Konver tergefäßes (1) lastabstützbar geführt sind.

5. Konverter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querbefesti gung (11) mit jeweils einem Paar Zug-Druck-Stangen (16) ausgebildet ist, die unterhalb des Tragringes (2), diesen gelenkig mit dem Konvertergefäß (1) verbind bar, in je einem Gelenklager (7, 8) einerseits am Tragring (2), und andererseits am Konvertergefäß (1) angelenkt sind.

6. Konverter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass das Stützglied (9) ein etwa dreieckiges Flachmaterial-Formstück ist, welches mit dem Tragring (2) durch zwei an seinem Umfang beabstandet an geordnete sphärische Gelenklager (7, 8), und mit dem Konverterbehälter (1) durch jeweils ein an diesem angeordnetes, an einer Stützkonsole (6) ausgebildetes sphärisches Gelenklager gelenkig verbunden ist.

7. Konverter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass die als Stützglied (9) ausgebildete Gelenkverbindung zwischen Tragring (2) und Konvertergefäß (1) Zug-Druck-Stangen (16) aufweist, die einer seits mit dem Tragring (2) an zwei beabstandeten sphärischen Gelenklagern (7, 8), und andererseits mit einem diesen im vertikalen Abstand zugeordneten Ge lenklager (5) an einer Stützkonsole (6) des Konvertergefäßes (1) gelenkig verbun den sind.

8. Konverter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass an der Oberseite des Tragringes (2) in einer zur Konverterachse (x-x) parallelen Ebene ein Lastbolzen (13) mit abgerundetem Kopfteil befestigt ist, welchem am Konvertergefäß (1) zwei mit beidseitigem Freiheitsgrad angeordnete Anschläge (14) zu beiden Seiten zugeordnet sind.

9. Konverter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass der allseitige Freiheitsgrad beispielsweise zwischen einer Bohrung (11) und einem zuordenbaren Führungsbolzen (10) maximal 2 mm beträgt.