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I. Anwendungsgebiet
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Die Erfindung betrifft eine Abdeckvorrichtung sowie ein Verfahren zum Montieren und Demontieren der Abdeckvorrichtung für Schmelzöfen, insbesondere Induktions-Schmelzöfen.
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II. Technischer Hintergrund
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In derartigen Schmelzöfen werden insbesondere Metalle und Metalllegierungen geschmolzen, häufig auch unter Verwendung von Metallschrott und Metallproduktionsabfällen als Rohmaterial.
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Der Schmelzofen besteht dabei aus einem Schmelztiegel, der mit einer nach oben gerichteten Öffnung in einem so genannten Ofenstuhl, meist einem Rahmen aus Stahlprofilen, angeordnet ist.
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Im Normalzustand, also wenn der Schmelzvorgang im Gange ist, liegt die Ofenplattform, also der Ringbereich um die Schmelztiegelöffnung herum, horizontal. Zum Entleeren des Schmelztiegels wird der Schmelztiegel relativ zum Ofenstuhl um eine horizontale Ofenschwenkachse herum verschwenkt, so dass das flüssige Metall aus dem Inneren des Schmelztiegels heraus über eine Ausgussschnauze in eine Gießpfanne entleert werden kann, die mit Hilfe eines Hallenkranes oder eines Hubstaplers herangefahren wird und anschließend das flüssige Metall zu den Gießformen bringt.
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Beim Betrieb eines solchen Schmelzofens entweichen – abhängig von den Bestandteilen der Schmelze – ungesunde, zum Teil giftige, Gase in großer Menge und mit einer Austrittstemperatur die der Temperatur der Schmelze entspricht, also bis zu 1.700°C, wodurch das Arbeiten in der Nähe des Schmelzofens unzumutbar oder gar unmöglich wäre, wenn diese Gase vollständig in die Umgebung, also die Luft der umgebenden Halle, strömen würden.
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Zusätzlich muss die Schmelztiegelöffnung mittels eines Deckels verschlossen werden, um den bei ständig offener Schmelztiegelöffnung sehr hohen Energieverlust zu reduzieren.
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Daher sind seit langer Zeit Abdeckvorrichtung für die Öffnung der Schmelztiegel üblich, die einer Kombination aus Absaughabe für die aus dem Tiegel strömenden Gase und einem Tiegeldeckel zum Verschließen der Schmelztiegelöffnung darstellen.
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Der Tiegeldeckel, der meist mit dem gleichen hitzebeständigen Material ausgemauert ist wie der Schmelztiegel selbst und im Betrieb des Schmelzofens auch dieselbe hohe Temperatur annimmt, ist in einer in der Aufsicht betrachtet etwas größeren Absaughaube aufgenommen, und im radialen Abstand zwischen dem meist runden Tiegeldeckel und der meist rechteckigen Absaughaube sind die Absaugschlitze angeordnet, die mit einem Absaugkanal zum Abführen der Gase und Zuführung zu einem Filtersystem in Verbindung stehen.
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Bei einem durch den Tiegeldeckel verschlossenen Schmelztiegel treten somit naturgemäß nur wenige Gase aus dem Schmelztiegel aus, die abgesaugt werden müssen.
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Schwieriger ist es jedoch, auch bei den übrigen Betriebszuständen des Schmelzofens ebenfalls noch eine ausreichende Absaugung der Gase zu erreichen, also vor allem dann, wenn die Schmelztiegelöffnung für notwendige Arbeiten geöffnet sein muss, also beim Chargieren bei der Zugabe von Legierungsmaterialien oder weiterem Rohmaterial, bei dem Abziehen von Schlacke von der Oberfläche der Schmelze, beim Entleeren des Schmelztiegels in eine Gießpfanne bei Sphäroguss-Herstellung oder beim Entfernen und Erneuern der Ausmauerung des Schmelztiegels.
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Je nach Arbeitssituation befindet sich dabei der Schmelztiegel in unterschiedlichen Schwenklagen und damit auch die Ofenplattform entweder in der horizontalen oder in einer geneigten Stellung, während die Absaughaube in einer bestimmten Schwenkstellung geöffnet gehalten werden muss, wobei unterschiedliche Randbedingungen eingehalten werden müssen:
Beispielsweise darf die Haube dabei nicht den unterschiedlichen, verwendeten Transportmedien im Weg stehen, die für die Zufuhr von Legierungsmaterialien verwendet werden, beispielsweise an einem Hallenkran hängende Chargierkübel, horizontal auf Niveau der Ofenplattform heranfahrbaren Chargierwägen, mittels eines Elektromagneten vertikal von oben, an einem Hallenkran, hängenden Elektromagneten, an dem Metallschrott hängt oder ähnliches.
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Insbesondere muss die Abdeckhaube so flach ausgebildet sein, dass sie trotz einer an einem Kranseil hängenden Gießpfanne beim Kippen des Schmelztiegels zum Zwecke des Entleerens, bei der die Haube im geschlossenen Zustand auf der Schmelztiegelöffnung verbleibt und mit dieser mitgeschwenkt wird, mit dem Seil der Gießpfanne erst in Berührung gerät bei einem Schwenkwinkel des Schmelztiegels von mehr als 90°, insbesondere von mindestens 95°, um eine vollständige Entleerung des Schmelztiegels trotz seitlicher Auswaschungen in der Ausmauerung des Tiegels zu ermöglichen.
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Aus diesem Grund ist es bereits bekannt, dass derartige Absaughauben um zwei zueinander parallele, in der Aufsicht betrachtet auf einander gegenüberliegenden Seiten der Schmelztiegelöffnung liegende, Schwenkachsen aufgeschwenkt werden können, um die Zugänglichkeit zum Schmelztiegel wahlweise von zwei verschiedenen Seiten her zu gewährleisten. Die Schwenkachsen der Haube liegen dabei meist parallel zur Ofenschwenkachse, und eine der Haubenschwenkachsen kann mit dieser Ofenschwenkachse auch identisch sein.
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Bei der klassischen Bauform einer Abdeckvorrichtung waren bei jeder Schwenkachse in Achsrichtung beabstandet mindestens zwei Lagerstellen vorhanden, durch welche die Schwenkachse realisiert war, meist in einem axialen Abstand etwa entsprechend der Haubengröße.
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Durch diese Mehrfachlagerung entlang der Schwenkachse ließ sich auf einfache Art und Weise eine mechanisch sehr stabile Lagerung der meist mindestens eine halbe Tonne schweren Absaughaube erreichen, allerdings war bei zwei Schwenkachsen ein Zwischenrahmen notwendig.
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Allerdings wirkte die hohe Temperatur im Inneren des Schmelztiegels bei Öffnen des Deckels auf die mechanischen Komponenten wie Lager, Hebelarme etc. der Schwenkvorrichtung ein, und zwar entsprechend deren Abstand von der Schmelztiegelöffnung unterschiedlich ein, so dass diese Metallteile einer ständigen Wärmedehnung und Wärmeschrumpfung, und je nach Stelle in unterschiedlichem Maße, unterworfen wurden, was nach kurzer Zeit zu einem starken Verzug dieser Bestandteile führte und in der Folge zu einem mangelhaften Schließen und Aufliegen der Haube auf der Schmelztiegelöffnung.
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Insbesondere wenn, wie früher üblich, im geschlossenen Zustand eine Verriegelung der Absaughaube gegenüber dem Schmelztiegel bzw. Schmelzofen erfolgte, konnte es auch zu einem mechanischen Verklemmen dieser Verriegelungsvorrichtung durch Wärmeverzug kommen, so dass sich die Absaughaube nicht oder nur unter Anwendung roher Gewalt öffnen ließ.
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Aus diesem Grund ist es bereits bekannt, wie beispielsweise in der
DE 199 12 595 A1 beschrieben, die Verschwenkbarkeit der Absaughaube mittels einer nur einseitigen Lagerung, also einer Lagerstelle pro Schwenkachse, zu lösen, um einerseits Verspannungen der beiden Lagerstellen derselben Schwenkachse relativ zueinander zu vermeiden und andererseits die Zugänglichkeit zum geöffneten Schmelztiegel weiter zu verbessern.
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Zusätzlich ist dort auch bereits vorgesehen, die Absaugkanäle von der Absaughaube aus durch die einzelnen Lagerstellen und den die Lagerstellen in radialer Richtung verbindenden Schwenkhebel hindurch auszubilden, in dem die Lager als große Drehkränze ausgebildet waren, deren freier Innendurchmesser als Strömungsquerschnitt benutzt wurde.
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Bei dieser Bauform waren für die Öffnungsfähigkeit der Absaughaube um zwei getrennte Schwenkachsen herum zwei solcher als Drehkränze ausgeführten Lagerungen notwendig, die gleichzeitig als Absaugkanäle dienten, die wegen der nur einseitigen Lagerung der Absaughaube sehr stabil ausgeführt sein mussten, was den baulichen Aufwand naturgemäß in die Höhe trieb.
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Je kleiner der zu verschließende Schmelztiegel und damit die Abdeckvorrichtung war, umso höher war der technische und damit auch finanzielle Anteil an den Gesamtkosten der Abdeckvorrichtung, der allein für diese beiden Drehkränze und den hindurchgeführten Absaugkanälen notwendig war, wodurch kleine und gleichzeitig preisgünstige Vorrichtungen nicht realisierbar waren.
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III. Darstellung der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Es ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung, eine Abdeckvorrichtung zu schaffen, die mit möglichst wenigen Einschränkungen hinsichtlich der Einsatzmöglichkeiten des Schmelzofens technisch einfacher und damit kostengünstiger, insbesondere bei kleineren Abdeckhauben, gelöst werden kann, sowie ein Verfahren zum Öffnen der Abdeckvorrichtung in beide Richtungen.
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b) Lösung der Aufgabe
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 und 19 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht in der Überlegung, dass die Zugänglichkeit zum Schmelztiegel von zwei verschiedenen Seiten her und dementsprechend das Öffnen der Abdeckhaube auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten durchaus benötigt wird, jedoch im Praxiseinsatz unterschiedlich oft vorkommt.
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Der weitaus häufigere Fall ist die Öffnung und Zugänglichkeit auf der von der Ausgussschnauze abgewandten Vorderseite des Schmelztiegels, beispielsweise für die Beschickung mit Rohmaterial, und dementsprechend ein Verschwenken der Schwenkhaube um die Schwenkachse, die auf der Seite der Ausgussschnauze, also der Rückseite liegt.
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Ein Öffnen in die Gegenrichtung, so dass von der Seite der Ausgussschnauze her eine Zugänglichkeit möglich wird, und das Verschwenken um die Vorderseite ist weitaus seltener, und wird beispielsweise für das Auspressen der Ausmauerung des Schmelztiegels benötigt.
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Um die Konstruktion der Abdeckvorrichtung zu vereinfachen und zu verbilligen, wird eine Schwenkachse einschließlich der dafür bisher benutzten Lagerung, insbesondere in Form eines Drehkranzes, weggelassen. Auch die Lagerung auf der verbleibenden Schwenkachse kann anders, also nicht in der aufwendigen Bauform eines Drehkranzes, gelöst werden, um die Konstruktion zusätzlich zu verbilligen.
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Um dennoch die Zugänglichkeit zum geöffneten Schmelztiegel von der Seite der Ausgussschnauze her zu ermöglichen, wird stattdessen eine einfache und schnelle Demontierbarkeit der gesamten Abdeckhaube durch Lösen einer formschlüssigen Verbindungsvorrichtung – die zusätzlich um so einfacher durchzuführen ist, je kleiner und damit leichter die Abdeckhaube – vorgesehen, und genau für solche kleinen Abdeckhauben ist diese Lösung primär gedacht. Auch auf einen Zwischenrahmen und/oder eine Verriegelung kann verzichtet werden.
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Dabei wird ein höherer Zeitaufwand, um die Zugänglichkeit von der Seite der Ausgussschnauze her zu ermöglichen, nämlich durch Demontage und anschließende Montage der Absaughaube, in Kauf genommen, um insgesamt die einfachere, billigere und leichtere Konstruktion unter Einsparung mindestens eines, insbesondere aller bisherigen Drehkränze bzw. Lagerungen zu ermöglichen.
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Damit verfügt die erfindungsgemäße Abdeckhaube über nur eine Schwenkachse relativ zur Ofenplattform.
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Wenn diese Haubenschwenkachse nicht identisch mit der Ofenschwenkachse ist, ist eine Verbindungsmuffe als Versatzstück weiterhin notwendig, die an ihrem anderen Ende ebenfalls verschwenkbar mit dem Schmelztiegel um die Ofenschwenkachse relativ zum Ofenstuhl ist.
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Ein weiterer Drehkranz für die zweite Schwenkachse der Absaughaube auf der Gegenseite wird jedoch eingespart. Dabei wird als Kupplung zwischen der Abdeckhaube und dem Rest der Abdeckvorrichtung vorzugsweise der, die beiden Komponenten verbindende, Schwenkantrieb verwendet, insbesondere bei einer Lösung, bei der dieser Schwenkantrieb funktionsvereinigt ist mit der Lagerung der Absaughaube am Rest der Abdeckvorrichtung, und diese Lagerung nicht als aufwendiger Drehkranz zum Hindurchführen der abgesaugten Gase durch den freien Innenraum des Drehkranzes benutzt wird.
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Zwar werden, wie bisher, der von der eigentlichen Absaughaube zum Haubenschwenkpunkt führende Haubenarm und der von dort weiterführende, entweder stationäre Absaugkanal oder ein weiteres Stück des beweglichen Absaugkanals in Form der Verbindungsmuffe, die als Versatzstück zwischen den beiden Schwenkachsen von Haube und Ofen dient, hohl ausgeführt und als Absaugkanal benutzt, jedoch dienen diese nicht gleichzeitig der Lagerung der Absaughaube.
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Die Lagerung erfolgt vielmehr z. B. an der Antriebsvorrichtung, und diese ist insbesondere auf der vom Absaugkanal gegenüberliegenden Seite des Haubenarmes geschützt in einem Betätigungsturm angeordnet, der auf der Ofenplattform aufgesetzt und befestigt ist und von dort nach oben ragt.
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In seinem oberen Bereich ist ein Haubenarm schwenkbar gelagert, und diese einzige Lagerstelle, die natürlich aus mehr als einem Lagerungselement zusammengesetzt sein kann, ist die Haubenschwenkachse, indem die Absaughaube an diesem Haubenarm lösbar befestigt ist und radial von der Haubenschwenkachse absteht.
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An dem Haubenarm greift exzentrisch auch der Haubenzylinder an, durch dessen Betätigung der Haubenarm verschwenkt und damit die Haube hochgeschwenkt wird.
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Um eine schnelle und einfache Demontage, vor allem aber auch Montage der Absaughaube am Haubenarm zu realisieren, wird die Absaughaube mit einer Tasche auf das freie Ende des Haubenarmes lediglich aufgesteckt und ist dann darauf formschlüssig bis auf eine Richtung gesichert. Diese letzte Richtung wird durch eine zusätzliche Sicherungsschraube gesichert. Das passgenaue und zeitaufwendige Einschrauben mehrerer Schrauben einer üblichen Schraubverbindung wird dadurch vermieden.
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Die Sicherungsschraube dient vor alter der Verhinderung des Herabrutschens der Tasche und damit der Absaughaube, insbesondere wenn die Haube im geschlossenen Zustand zusammen mit dem Schmelztiegel um mehr als 90° hochgeschwenkt wird, zum Zweck der vollständigen Entleerung des Schmelztiegels.
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Bei geschlossener Haube und Schmelztiegel in der Normallage, also mit horizontal oben liegender Schmelztiegelöffnung, fällt die Haubendecke der Abdeckhaube vorzugsweise von der Seite der Ausgussschnauze her zur Gegenseite hin ab, wodurch die in der Absaughaube gefangenen Gase automatisch innerhalb der Absaughaube in Richtung Rückseite und dem dort im Haubenarm angeordneten Übergang zum weiteren Absaugkanal strömen.
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Zum Abnehmen und Heranfahren, also Montieren der Absaughaube sind an deren Oberseite Befestigungsvorrichtungen, z. B. Aufhängeösen, zum Befestigen an einem Hubmittel angeordnet.
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Sofern Haubenschwenkachse und Ofenschwenkachse nicht übereinstimmen und als Versatzstück eine Verbindungsmuffe zwischen Haubenarm und stationärem Absaugkanal notwendig ist, wird das Versatzstück ebenfalls am Betätigungsturm befestigt.
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Die Montage einer Abdeckvorrichtung am vorhandenen Schmelzofen erfolgt da durch, dass die komplett vormontierte Abdeckvorrichtung, also einschließlich der Absaughaube, mit der Unterseite, also der Standfläche, des Betätigungsturmes auf die Ofenplattform neben der Tiegelöffnung gestellt und so positioniert wird, dass der Tiegeldeckel die Öffnung koaxial verschließt. Dann wird lediglich der Fuß des Betätigungsturmes auf der Ofenplattform fixiert, meist rundherum verschweißt, und die mechanischen Montage ist beendet. Wird der Schmelztiegel relativ zum Ofenstuhl verschwenkt, so wird der auf der Ofenplattform stehende Betätigungsturm mitverschwenkt, und mit diesem auch die Verbindungsmuffe, deren eine Öffnung, die Auslassöffnung, koaxial auf der Ofenschwenkachse angeordnet ist.
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Die aufeinander zuweisenden, auf der Haubenschwenkachse einerseits und gegebenenfalls der separaten Ofenschwenkachse andererseits, liegenden Auslass-/Einlassöffnungen vom Haubenarm zur Verbindungsmuffe oder zum stationären Absaugkanal und gegebenenfalls von der Verbindungsmuffe zum stationären Absaugkanal bleiben axial geringfügig beabstandet, auch um das Wiegeergebnis des auf einer Wiegezelle stehenden Ofens nicht zu verfälschen. Dort wird im Betrieb der Absaughaube geringfügig Fremdluft mit angesaugt, jedoch bleibt dadurch die Absaughaube sehr einfach montierbar und demontierbar.
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Um einerseits die von der mehrere Zentner schweren Abdeckhaube einwirkenden Kräfte, sowie ein Positionieren mittels eines Hebezeuges wie etwa eines Kranes durchführen zu können, wird bevorzugt der Haubenarm als in Richtung der Haubenachse betrachtet U-förmiges, plattenförmiges Teil gestaltet, dessen Hauptebene lotrecht zur Schwenkachse liegt. Der eine freie Schenkel des U, besitzt dabei eine ausreichende Breite, um die Biegekräfte durch das Gewicht der aufgesteckten Haube zu tragen.
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In der Umfassung der Haube, natürlich außerhalb des in der Haube angeordneten, insbesondere beweglich hierzu gelagerten, Tiegeldeckels, ist eine entsprechende Tasche angeordnet, die passgenau auf das freie Ende des einen Schenkels des Haubenarmes aufgeschoben wird, bis sie auf dessen freien Ende aufsitzt. Vorzugsweise ist das obere freie Ende des Haubenarms in einer oder beiden Richtungen angeschrägt zum leichteren Einführen in die Tasche.
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Bei ausreichend passgenauer Herstellung der Tasche zum Haubenarm ist dadurch eine formschlüssige Fixierung gegeneinander in allen Richtungen außer der Gegenrichtung zur Aufsteckrichtung gegeben.
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Um auch diese Bewegungsrichtung zu sichern, wird anschließend eine Sicherungsschraube durch den Boden der Tasche, also ggf. durch die Haubendecke hindurch, in eine Gewindebohrung in der Stirnfläche des freien Endes des Haubenarmes hineinverschraubt.
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Um ein Verlieren der Sicherungsschraube zu vermeiden, ist diese in der Tasche unverlierbar angeordnet, beispielsweise mit Hilfe eines Flansches oder einer Mutter auf der Unterseite der Haubendecke.
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Als Angriffselement dient dabei vorzugsweise nicht der übliche Sechskantkopf einer Schraube, sondern eine große Ringöse, die mit jedem geeignetem stabförmigem Gegenstand mittels Hineinstecken und Drehen gelöst werden kann.
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Zum Montieren der Absaughaube wird diese – etwa horizontal an einem Kran hängend – lediglich mit dem freien Ende des Haubenarmes über die Lücke zwischen Betätigungsturm und Absaugkanal gefahren und senkt die Absaughaube von dort aus ab, wobei sich die Tasche in der Haube über dem nach oben ragenden freien Ende des Haubenarmes der Betätigungsvorrichtung befindet und über diesen gestülpt wird. Nach Festziehen der Sicherungsschraube ist die Haube montiert, ohne dass es einer weiteren Axialbewegung oder anderer Schritte bedarf, um die Übergänge zwischen den einzelnen Teilen des Absaugkanals zueinander zu positionieren.
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Auch ein Radialversatz dieser Elemente zueinander, durch Wärmeverzug, kann auf diese Art und Weise verkraftet werden, und selbst ein Axialversatz in geringem Maße.
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Die Demontage erfolgt umgekehrt also durch Befestigen der Absaughaube – die sich dabei vorzugsweise im geschlossenen Zustand befindet und bei einem in der Normallage befindlichen Schmelztiegel – über Haken an einem Kran, dann Lösen der Sicherungsschraube und Abheben der Absaughaube nach oben.
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Die Funktionsvereinigung von Schwenkantrieb und Lagerung der Absaughaube bewirkt somit zum einen ein notwendiges Lösen zum Zweck der Demontage an nur einer Stelle, und nicht getrennt von Lagerung und Antrieb, und vereinfacht darüber den konstruktiven Aufwand. Zusätzlich jedoch bewirkt diese Befestigung der Absaughaube über nur eine Verbindungsstelle, dass der Rest der Abdeckvorrichtung den Temperaturdehnungen wesentlich weniger stark ausgesetzt ist als die Haube selbst und, dass ein Verzug oder ein Verklemmen der Absaughaube sowohl relativ zum Rest der Abdeckvorrichtung als auch zum Ofen und insbesondere dem Schmelztiegel hin weitestgehend vermieden wird.
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Natürlich kann sich z. B. der Haubenarm oder der Rahmen der Absaughaube durch den Temperatureinfluss verziehen. Der Tiegeldeckel wird dennoch immer zuverlässig die Tiegelöffnung abdecken, aufgrund der beweglichen und auch axial beweglichen Lagerung des Tiegeldeckels in der Absaughaube und der radialen Überlappung des Tiegeldeckels über den Rand der Tiegelöffnung um ein solches Maß, welches größer ist als ein möglicher eintretender Seitenverzug.
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Darüber hinaus ist der Betätigungsturm, in dem ein Teil des Schwenkhebels sowie der Haubenzylinder untergebracht sind, verkleidet, sodass auf diese Teile beim Betrieb des Ofens keine Spritzer aus flüssigem Metall auftreffen und Fehlfunktionen oder Beschädigungen bewirken können.
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Das freie Ende des Haubenarmes ist durch die darüber gestülpte und oben geschlossene Tasche der Absaughaube ebenfalls geschützt, und wenn die Absaughaube demontiert ist, ist der Schmelzofen in der Regel nicht in Betrieb, außer bei einer Notentleerung etc.. Damit können auch auf diesem Teil keine Metalltropfen auftreffen und erstarren.
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Analog zu einem schwenkenden Haubenarm als Antrieb für die Schwenkbewegung der Absaughaube wäre auch ein entlang des Betätigungsturmes linear verfahrbarer Schwenkarm denkbar, jedoch müsste dann die Absaughaube separat z. B. im Betätigungsturm gelagert werden und entweder diese Lagerung oder die Verbindung von der Lagerung zur Absaughaube als formschlüssige Verbindungsvorrichtung verwendet werden. Auch völlig andere Antriebe, die ohne einen Hydraulikzylinder auskommen, sind denkbar.
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Der Betrieb für das Öffnen, um Zugänglichkeit von der Ausgussschnauze abgewandten Seite her zu erhalten erfolgt wie bei bekannten Lösungen durch das Aktivieren der Schwenkvorrichtung für die Absaughaube, die dadurch um die Haubenschwenkachse aufschwenkt.
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c) Ausführungsbeispiele
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Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind im Folgenden beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
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1a, b: die Absaughaube geschlossen in perspektivischen Darstellungen;
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2a–c: die Absaughaube geschlossen in drei Raumachsen;
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3a, b Detaildarstellungen aus 2;
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4a–c: verschiedene Öffnungszustände der Absaughaube;
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5: die Absaughaube geschlossen bei gekipptem Schmelztiegel; und
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6: die demontierte Absaughaube.
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Die 1a, b und 2a–c zeigen den Ofen in Normalstellung, also mit nach oben weisender, horizontal liegender Tiegelöffnung 6 (s. 2a, b) und darauf aufliegender, also geschlossener Absaughaube 1 in perspektivischen Ansichten (1a, b), als auch in der Frontansicht von der Ausgussschnauze 15 her (2a), in der Seitenansicht vom stationären Absaugkanal (9) her (2b) und in der Aufsicht von oben (2c).
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Die Seitenansicht von der der 2b gegenüberliegenden Seite her ist in 4a dargestellt, und in gleicher Blickrichtung zeigen die 4b und 4c eine um 45° bzw. 90° aufgeschwenkte und damit einen von der Rückseite her teilweise geöffneten Schmelztiegel 14, wie es benötigt wird zum Einbringen von Rohmaterial mittels eines auf der Ofenoberseite 7 (s. 5) herangefahrenen Chargierwagens 29 mit schrägem vorderen Wagenschacht 30 oder Einwerfen von Schrott 33 von oben, indem dieser beispielsweise an einem Elektromagneten 32 hängt, der an einem Kranseil herangeführt wird.
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Die Figuren zeigen den in dem Ofenstuhl 13 als tragendes Gestell schwenkbar gelagerten Schmelztiegel 14, der relativ zum Ofenstuhl 13 um die Ofenschwenkachse 10 um etwas mehr als 90° verschwenkbar ist, wie 5 zeigt.
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Der Ofenstuhl 13 sowie der Schmelztiegel 14 mit seiner um die Tiegelöffnung 6 herum verlaufenden Ofenplattform 12, welche der Tiegeldeckel 19 verschließen soll, der in der Absaughaube 1 integriert ist, ragen über das Niveau der Ofenoberseite 7 auf oder können mit dieser auf einer Ebene liegen.
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Da die Absaughaube 1 auf der Ofenplattform 12 aufliegt, ist die Absaughaube 1 um eine Haubenschwenkachse 20 verschwenkbar, die in der Regel höher liegt als die Ofenschwenkachse 10, aber in der Aufsicht betrachtet auf der gleichen Seite der Tiegelöffnung 6 und meist außerhalb der Tiegelöffnung, wie am besten 2c zeigt.
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Die Lagerung 20' der Absaughaube 1 ist im oberen Bereich eines auf der Ofenplattform 12 befestigten und von diesem aufragenden, also mit dem Schmelztiegel 14 mitschwenkenden, Betätigungsturm 5 angeordnet.
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Die Figuren 1a, b und 2a zeigen ferner die Aufhängeösen 36 auf der Oberseite der Absaughaube 1, die benötigt werden, um die Absaughaube bei der Demontage aufzuhängen, wie in 6 dargestellt, und die schräg von der Ausgussschnauze 15 weg abfallende Haubendecke 17, die der Führung der Gase im Inneren der Absaughaube 1 dient.
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In den 1a und b sowie 2a ist die Vorderseite der Haubeneinfassung teilweise aufgeschnitten dargestellt, um den innerhalb der Haube angeordneten und relativ zur Haube vorzugsweise kardanisch und/oder axial beweglichen Tiegeldeckel 19 sichtbar zu machen.
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Die Rauchgasabsaugung in Form eines Absaugkanals erfolgt von der Absaughaube 1 aus zunächst über den zu diesem Zweck daran angeschlossenen, hohl ausgebildeten Haubenarm 3, der von der Haube aus zur Haubenschwenkachse 20 führt, und von dort aus dessen Auslassöffnung 3a in die ebenfalls hohl ausgeführte Verbindungsmuffe 16, die den Versatz zwischen den Schwenkachsen 20 und 10 überbrückt, und aus deren Auslassöffnung 16a in den (in den 1 nicht dargestellten) stationären Absaugkanal 9.
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Der Übergang zwischen diesen drei Teilen des Absaugkanals erfolgt dadurch, dass die entsprechenden kreisrunden stirnseitigen Auslassöffnungen, die sich koaxial zu den Schwenk-Achsen 20 und 10 einander gegenüberliegen, axial sehr eng genähert sind, jedoch in der Regel nicht berühren. Die mit abgesaugte Fehlluft wird dabei in Kauf genommen.
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5 zeigt den um ca. 95° relativ zum Ofenstuhl 13 und der Ofenoberseite 7 hochgeschwenkten Schmelztiegel 14, wie er für das vollständige Entleeren über die Ausgussschnauze 15 in eine darunter hängende Gießpfanne 27 verschwenkt sein muss. Die Absaughaube 1 ist dabei geschlossen, liegt also auf der Ofenplattform 12 nach wie vor an, und wurde mit dem Schmelztiegel 14 mitgeschwenkt, da der Betätigungsturm 5 als die gesamte Abdeckvorrichtung tragendes Teil auf der Ofenplattform 12 befestigt ist.
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Diese Figuren zeigen also die Verschwenkbarkeit der Absaughaube 1 um nur eine einzige Haubenschwenkachse 20, und die Lagerung auf der Haubenschwenkachse 20 auf nur einer Seite der Mitte der Schwenkhaube 1, nämlich im Betätigungsturm 5.
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Die Details der lösbaren Verbindungsvorrichtung zwischen Absaughaube 1 und dem Rest der Abdeckvorrichtung ist am besten in den Schnittdarstellungen der 3a (Schnitt A-A aus 2a), und 3b (Schnitt B-B aus 2c) zu erkennen.
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Als zentrales Bauteil fungiert dabei der in Richtung der Haubenschwenkachse (20) betrachtete U-förmige Schwenkarm 26, der nahe des freien Endes des einen Schenkels im Betätigungsturm 5 auf der Haubenschwenkachse 20 gelagert ist, und an dessen anderen freien Ende 26a über eine formschlüssige Verbindungsvorrichtung die Absaughaube 1 befestigt ist, so dass ein Verschwenken des Schwenkarmes 26 die gesamte Absaughaube 1 in Bewegung setzt.
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Im Ausgangszustand der 3a sind die beiden Schenkel des Schwenkarmes 26 mit ihren freien Enden nach oben gerichtet, wobei das freie Ende 26a und der gesamte eine Schenkel sich außerhalb des Betätigungsturmes 5 befinden, die andere Hälfte im Ausgangszustand der 3a dagegen innerhalb des Betätigungsturmes und in dessen Gehäuse geschützt angeordnet ist.
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Verschwenkt wird der Schwenkarm 26 mittels des Haubenzylinders 24, der ebenfalls geschützt im Betätigungsturm 5 angeordnet ist und mit seinem unteren Ende an einem ortsfesten Punkt des Betätigungsturmes 5 angelenkt ist, mit seinem anderen Ende dagegen außermittig der Schwenkachse 20 direkt oder indirekt am Schwenkarm 26 angreift, und zu diesem Zweck parallel versetzt neben der Hauptebene des Schwenkarmes 26 angeordnet ist, wie am besten 3b zeigt.
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Dabei ist auch zu erkennen, dass der Schwenkarm 26 ein plattenförmiges Teil ist, mit einer so großen Breite der Schenkel der U-Form, dass die daran hängende Absaughaube 1 problemlos getragen werden kann.
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Als Verbindungsvorrichtung zwischen dem Schwenkarm 26 und der Absaughaube 1 dient eine formschlüssige Verbindungsvorrichtung, in Form einer in der Absaughaube 1 angeordneten, nach unten offenen Tasche 4, die von oben über das freie Ende 26a des Schwenkarmes 26 gestülpt wird, bis sie auf dessen Stirnfläche aufsitzt.
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Um ein ungewolltes Abziehen entgegen der Aufschubrichtung zu verhindern, vor allem in einer Schwenkstellung wie in 5 dargestellt, wird die Sicherungsschraube 35 (siehe 3a), durch den Boden der Tasche 4, in der Regel gleichzeitig die Haubendecke 17 der Absaughaube 1, hindurch in eine Gewindebohrung der Stirnfläche des freien Endes 26a des Schwenkarmes 26 hinein verschraubt. Damit die Schraube unverlierbar ist, weist sie auf der Unterseite der Haubendecke einen verbreiterten Flansch 35b oder eine Mutter auf, die in einer entsprechenden Ausnehmung 34 in der Stirnfläche des freien Endes 26a Platz findet.
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Somit kann die demontierte Absaughaube 1 – wie in 6 dargestellt – an einem Kran hängend herangeführt werden, bis sich die Tasche 4 mit ihrer Öffnung oberhalb des freien Endes 26a des Schwenkarmes 26, welches neben dem Betätigungsturm 5 nach oben ragt, befindet.
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Durch anschließendes Ablassen der Absaughaube 1 mit Hilfe des Kranes wird das freie Ende 26a in die Tasche 4 eingeführt, und die Aufhängung der Absaughaube 1 kann entfernt werden. Nach Sichern mittels Einschrauben der Sicherungsschraube 35 ist die Absaughaube 1 richtig positioniert und einsatzbereit.
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Auch die Übergänge zwischen den einzelnen Teilen, 3, 16 und 9 des Absaugkanals befinden sich dann axial einander gegenüberliegend in der richtigen eng benachbarten Position.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Absaughaube
- 2
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- 3
- Haubenarm
- 3a
- Auslassöffnung
- 4
- Tasche
- 5
- Betätigungsturm
- 6
- Tiegelöffnung
- 7
- Ofenoberseite
- 8
- beweglicher Absaugkanal
- 9
- stationärer Absaugkanal
- 10
- Ofenschwenkachse
- 11
- Tiegelausmauerung
- 12
- Ofenplattform
- 13
- Ofenstuhl
- 14
- Schmelztiegel
- 15
- Ausgussschnauze
- 16
- Verbindungsmuffe
- 16a
- Auslassöffnung
- 17
- Haubendecke
- 18
- Haubenunterseite
- 19
- Tiegeldeckel
- 20
- Haubenschwenkachse
- 20'
- Haubenlagerung
- 21
- Absaugschlitz
- 22
- Tiegelzylinder
- 23
- Tiegellager
- 24
- Haubenzylinder
- 25
- Ofen
- 26
- Schwenkarm
- 26a
- freies Ende
- 27
- Gießpfanne
- 28
- Chargierkübel
- 29
- Chargierwagen
- 30
- Wagenschacht
- 31
- Kontaktleiste
- 32
- Elektromagnet
- 33
- Schrott
- 34
- Ausnehmung
- 35a
- Ringöse
- 35b
- Flansch
- 36
- Aufhängeöse
