DE102008032520A1

DE102008032520A1 - Düsenspaltreiniger einer Abblasvorrichtung für Verzinkungsmaschinen und kolbenstangenloser Arbeitszylinder als Antrieb für den Düsenspaltreiniger

Info

Publication number: DE102008032520A1
Application number: DE200810032520
Authority: DE
Inventors: Peter De Kock; Ronald Jabs
Original assignee: SMS Siemag AG
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-07-10
Publication date: 2010-01-14

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Antriebsverbindung zwischen dem Düsenspaltreiniger der Abblasvorrichtung einer Verzinkungsmaschine auszubilden und dafür ein Antriebsmittel vorzusehen, das robust ausgebildet ist, das aus einer geringen Anzahl Bauteilen besteht, das zuverlässig arbeitet und kostengünstig herstellbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als Antriebsmittel ein kolbenstangenloser Arbeitszylinder 2 vorgesehen ist, an dessen Außenumfang wenigstens ein Mitnehmer 3 vorhanden ist, der über eine Magnetkupplung mit einem im Arbeitszylinder axial verstellbaren Kolben 2.4 verbunden ist, und wobei an dem Mitnehmer 3 wenigstens ein mechanisches Mittel angeordnet ist, das wenigstens einen in dem Düsenspalt 1.1 der Abblasvorrichtung 1 linear führbaren Reinigungsfinger 8 trägt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Düsenspaltreiniger einer Abblasvorrichtung für Verzinkungsmaschinen nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einen kolbenstangenlosen Arbeitszylinder mit Magnetkupplung als Antrieb für den Düsenspaltreiniger nach den Merkmalen des Patentanspruchs 7.
Bei Verzinkungsmaschinen wird nach dem Verzinken das an dem Verzinkungsgut anhaftende überflüssige flüssige Zink durch einen gezielten Luftstrahl, welcher über die volle Breite des Verzinkungsgutes wirkt, abgestriffen. Der Luftstrahl tritt aus einem Düsenspalt der Abblasvorrichtung aus. Die Größe des Düsenspaltes beträgt etwa 1,0 mm.
Die außerhalb des Düsenspaltes vorherrschenden Bedingungungen führen dazu, dass der Düsenspalt durch Spritzer flüssigen Zinks partiell verstopft wird, so dass der Luftstrahl nicht mit gleichmäßiger Intensität über die Breite des Verzinkungsgutes wirksam ist. Dies führt zu unerwünschten Ungleichmäßigkeiten bei der Zinkauflage.
Zur Beseitigung der Verstopfungen wird ein so genannter Reinigungsfinger durch den Düsenspalt geführt, der über ein mechanisches Mittel mit einem Linearantrieb verbunden ist.
Aus dem Dokument DE 195 39 262 A1 ein kolbenstangenloser Zylinder im Sinne eines Linearantriebes bekannt, dessen Kolben durch ein Paar ringförmige Kolbenelemente und durch erste Kupplungsmagnete gebildet wird, welche Kupplungsmagnete sandwichartig zwischen den Kolbenelementen angeordnet und mit diesen über einen mittig hindurch geführten Schaft und Muttern verbunden sind. Auf dem Umfang des Zylinderrohres ist ein Trägerelement aufgenommen, das axial auf dem Umfang des Zylinderrohres verschiebbar ist, und zwar durch die magnetische Kraft von zweiten, sandwichartig mit dem Trägerelement verbundenen Kupplungsmagneten, die mit den ersten Kupplungsmagneten zusammenwirken.
Aufgrund der Tatsache, dass der bekannte kolbenstangenlose Zylinder aus vielen Komponenten besteht, ist dieser in der Herstellung kostenaufwendig, funktionell störanfällig und verursacht im Reparaturfall erhebliche Kosten.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstige Antriebsverbindung zwischen dem Düsenspaltreiniger der Abblasvorrichtung einer Verzinkungsmaschine auszubilden und dafür ein Antriebsmittel vorzusehen, das robust ausgebildet ist, das aus einer geringen Anzahl Bauteilen besteht, das zuverlässig arbeitet und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 7 gelöst.
Danach weist gemäß Patentanspruch 1 die Abblasvorrichtung als Antrieb für den Düsenspaltreiniger einen kolbenstangenlose Arbeitszylinder mit Magnetkupplung auf und wobei erfindungsgemäß am Außenumfang des Arbeitszylinders wenigs tens ein Mitnehmer vorhanden, der über die Magnetkupplung mit einem im Arbeitszylinder axial verstellbaren Kolben verbunden ist, und wobei der Mitnehmer mit wenigstens einem mechanischen Mittel verbunden ist, das wenigstens einen in dem Düsenspalt der Abblasvorrichtung linear führbaren Reinigungsfinger trägt. In weiterer Ausgestaltung besteht das mechanische Mittel aus wenigstens einem Kragarm und aus wenigstens einen federbelastetem Ausgleichselement, an welchem Ausgleichselement der Reinigungsfinger befestigt ist. Das eine freie Ende des Kragarms ist dabei mit dem Mitnehmer und das andere freie Ende des Kragarms ist mit dem wenigstens einem federbelasteten Ausgleichselement verbunden.
Am freien Ende des Ausgleichselementes wiederum ist der in dem Düsenspalt geführte Reinigungsfinger befestigt.
Zur axialen Führung des Mitnehmers sind wenigstens zwei Längsführungen in der Abblasvorrichtung achsparallel angeordnet, die zusammen mit dem mechanischen Mittel zum Schutz vor Verschmutzung von einer Sperrluftumhausung umgeben sind.
Nach den Merkmalen des Patentanspruchs 7 umfasst der kolbenstangenlose Arbeitszylinder für den Düsenspaltreiniger einen Hohlzylinder, der endseitig durch jeweils einen, wenigstens ein Dämpfungsmittel aufweisenden Zylinderdeckel verschlossen ist, einen an dessen Außenumfang durch Längsführungen aufgenommenen Mitnehmer, wenigstens jeweils einen endseitig vorhandenen Druckmittelanschluss und einen axial verschiebbaren Kolben, der durch eine Magnetkupplung mit dem Mitnehmer verbunden ist, wobei die Magnetkupplung erfindungsgemäß aus in dem Außenumfang des Kolbens integrierte erste magnetische Mittel und in dem Innenumfang des Mitnehmers integrierte zweite magnetische Mittel besteht. Beide magnetischen Mittel sind dabei so in dem Kolben und in dem Mitnehmer aufgenommen, dass sie einander diametral gegenüberliegen.
In Ausgestaltung der Erfindung können in dem Außenumfang des Kolbens mehrere erste magnetische Mittel aufgenommen sein und dementsprechend können in dem Mitnehmer mehrere zweite magnetische Mittel aufgenommen sein, die, wie zuvor erwähnt, einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
Sowohl die ersten als auch die zweiten magnetischen Mittel sind Permanentmagnete, die so im montierten Zustand zueinender angeordnet sind, dass deren gegenüberliegende Pole unterschiedliche Polarität aufweisen.
Des Weiteren kann der Außenumfang des Arbeitszylinders eine beliebige geometrische Form aufweisen, vorzugsweise jedoch eine Rechteck- oder Quadratform, weil damit, im Gegensatz zu einer Kreisform, Rotationsbewegungen des Mitnehmers, sofern nicht separate Mittel vorgesehen sind, die der Rotationsbewegung entgegenwirken, ausgeschlossen sind.
Der Mitnehmer besitzt dann selbstverständlich eine an die geometrische Form des Arbeitszylinder-Außenumfangs angepasste geometrische Ausbildung der Mitnehmer-Gleitfläche.
Bei einer kreisrunden Ausbildung des Arbeitszylinder-Außenumfangs ist, im Vergleich zum Beispiel mit der quadratischen Ausbildung des Außenumfangs, der Vorteil verbunden, dass eine größere Magnetdichte zwischen den ersten magnetischen Mittel einerseits und den zweiten magnetischen Mittels andererseits erreicht wird. Die höhere Magnetdichte führt dann zu einer weitaus stärkeren magnetischen Kraftwirkung zwischen den ersten und zweiten magnetischen Mitteln. In weiterer Ausgestaltung ist das magnetische Mittel des Kolbens in einer nutähnlichen, achsparallel zur Mittenachse des Arbeitszylinders ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen, womit in vorteilhafter Weise keine zusätzlichen Dichtmittel zum Abdichten der Gleitfläche zwischen Kolben und Zylinder notwendig sind.
Wenn mehrere erste magnetische Mittel Verwendung finden, so sind diese symmetrisch in der Umfangsfläche des Kolbens verteilt angeordnet. Entsprechend sind die zweiten magnetischen Mittel in der Fläche des Innenumfangs des Mitnehmers aufgenommen.
Ferner weist der Mitnehmer zu dessen axialer Gleitführung auf dem Außenumfang des Hohlzylinders ein Lager auf, das vorzugsweise einen lebensdauergeschmiertes Kunststofflager ist.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind zur axialen Führung des Mitnehmers Längsführungen in der Abblasvorrichtung vorgesehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 eine nur teilweise dargestellte Abblasvorrichtung einer Verzinkungsmaschine im Querschnitt,
2 eine schematische Darstellung des kolbenstangenlosen Arbeitszylinders im Längsschnitt.
In 1 besitzt die nur teilweise dargestellte Abblasvorrichtung 1 einen als Antrieb für den Reinigungsfinger 8 des Düsenspaltes 1.1 einer Abblasvorrichtung 1 fungierenden kolbenstangenlosen Arbeitszylinder 2.
Der Arbeitszylinder 2 verfügt über wenigstens zwei achsparallel in der Abblasvorrichtung 1 angeordnete stabile Längsführungen 9, entlang deren der Mitnehmer 3 führbar ist. Der Mitnehmer 3 steht über eine hier nicht dargestellte Magnetkupplung mit dem Kolben 2.4 des Arbeitszylinders 2 in Wirkverbindung.
An dem Mitnehmer 3 ist mittels an sich bekannter Maschinenelemente 4 ein Kragarm 5 angeordnet, der seinerseits am freien Ende 5.1 ein Ausgleichselement 6 trägt, das mittels eines federelastischen Mittels 7 mit dem Kragarm 5 verbunden ist.
Im Bereich des freien Endes 6.1 des Ausgleichselementes 6 ist der Reinigungsfinger 8 in Art eines gebogenen Blechstreifens angeordnet, der in den Düsenspalt 1.1 der Abblasvorrichtung 1 eingreift und darin über die Länge des Düsenspaltes 1.1 führbar ist.
Zum Schutz vor Verschmutzung sind der Arbeitszylinder 2, die Längsführungen 9 und die den Reinigungsfinger 8 mit dem Mitnehmer 3 verbindenden Mittel, von einer Sperrluftumhausung 10 umgeben.
In 2 ist der mit dem Reinigungsfinger 8 über die vorgenannten mechanischen Mittel verbundene kolbenstangenlose Arbeitszylinder 2 dargestellt.
Der Arbeitszylinder 2 umfasst einen Hohlzylinder 2.1 und einem endseitig des Hohlzylinders vorhandenen Zylinderdeckel 2.2 bzw. 2.3 mit einem ersten Dämpfungsmittel 2.2.1 bzw. 2.3.1. In dem Hohlzylinder 2.1 ist ein Kolben 2.4 mit jeweils einem stirnseitig angeordneten zweiten Dämpfungsmittel 2.4.1 und mit am Außenumfang des Kolbens umlaufenden Dichtmitteln 2.4.2 aufgenommen. Jeder Zylinderdeckel 2.2, 2.3 weist einen in den Arbeitszylinder 2 mündenden Druckmittelanschluss 2.2.2 bzw. 2.3.2 auf.
Mit einer hier nicht dargestellten Druckquelle wird, je nachdem welcher der Druckmittelanschlüsse mit der Druckquelle in Wirkverbindung gebracht wird, der Kolben 2.4 mit Druckmittel beaufschlagt und in Richtung des Verstellweges 11 gemäß dem Doppelpfeil verschoben.
In dem Außenumfang des Kolbens 2.4 ist erfindungsgemäß ein erstes, zum Beispiel als Ring, ausgebildetes magnetisches Mittel 12 in einer umlaufenden Ausnehmung 13 aufgenommen.
Alternativ können anstelle des Ringes mehrere Ringsegmente in längsnutähnlichen Ausnehmungen, die symmetrisch umfangsverteilt in dem Kolben 2.4 ausgebildet sind, aufgenommen sein.
Auf dem Außenumfang des Holzylinders 2.1 ist ein Mitnehmer 3 aufgenommen, der in Richtung des Verstellweges 11 gleitend verschiebbar ist. Im Innenumfang des Mitnehmers 3 ist erfindungsgemäß ein zweites, zum Beispiel als Ring, ausge bildetes magnetisches Mittel 14 in einer umlaufenden Ausnehmung 15 aufgenommen.
Alternativ können auch hier anstelle des Ringes mehrere Ringsegmente in längsnutähnlichen Ausnehmungen, die symmetrisch in dem Innenumfang des Mitnehmers 3 verteilt sind, aufgenommen sein.
Beide magnetischen Mittel, also die ersten magnetischen Mittel 12 und die zweiten magnetischen Mittel 14, sind Permanentmagnete. Ihre Anordnung in dem Kolben 2.4 und in dem Mitnehmer 3 ist so gewählt, dass sie einander diametral gegenüberliegend sind und deren gegenüberliegende Magnetpole eine unterschiedliche Polarität aufweisen.
Auf diese Weise besteht zwischen dem Kolben 2.4 und dem Mitnehmer 3 eine dauerhafte Magnetkupplung mit einer vergleichsweise geringen Anzahl von Bauteilen.
Um einer Neigung des Mitnehmers 3 zur Rotation um den Außenumfang des Hohlzylinders 2.1 entgegenzuwirken, ist der Mitnehmer 3 mit geeigneten Längsführungen 9 verbunden, die zum Beispiel über die Länge des Verstellweges 11 in der Abblasvorrichtung 1 angeordnet sind.
In der 1 ist mit den außerhalb des Hohlzylinders 2.1 dargestellten Längsführungen 9 eine solche Anordnung zu sehen.
Schließlich weist der auf dem Außenumfang des Hohlzylinders 2.1 gleitbar aufgenommene Mitnehmer 3 an geeigneter Stelle des Innenumfangs oder am gesamten Innenumfang ein Lager 16 auf, das vorzugsweise ein lebensdauergeschmiertes Kunststofflager ist.

1: Abblasvorrichtung
1.1: Düsenspalt
2: Arbeitszylinder
2.1: Hohlzylinder
2.2: Zylinderdeckel
2.2.1: Dämpfungsmittel
2.2.2: Druckmittelanschluss
2.3: Zylinderdeckel
2.3.1: Dämpfungsmittel
2.3.2: Druckmittelanschluss
2.4: Kolben
2.4.1: Dämpfungsmittel
2.4.2: Dichtmittel
3: Mitnehmer
4: Maschinenelement
5: Kragarm
5.1: freies Ende
5.2: freies Ende
6: Ausgleichselement
6.1: freies Ende
7: federelastisches Mittel
8: Reinigungsfinger
9: Längsführung
10: Sperrluftumhausung
11: Verstellweg
12: magnetisches Mittel
13: Ausnehmung
14: magnetisches Mittel
15: Ausnehmung
16: Lager

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19539262 A1 [0005]

Claims

Düsenspaltreiniger der Abblasvorrichtung einer Verzinkungsmaschine, wobei die Abblasvorrichtung (1) einen als Antrieb für den Düsenspaltreiniger ausgebildeten Linearantrieb aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb ein kolbenstangenloser Arbeitszylinder (2) ist, in dem zwischen einem im Arbeitszylinder vorhandenen Kolben (2.4) und einem am Außenumfang des Arbeitszylinders vorhandenen Mitnehmer (3) eine Magnetkupplung ausgebildet ist, und wobei an dem Mitnehmer (3) wenigstens ein mechanisches Mittel angeordnet ist, das in dem vom Mitnehmer (3) beabstandetet angeordneten Düsenspalt (1.1) der Abblasvorrichtung (1) wenigstens einen linear führbaren Reinigungsfinger (8) trägt.
Düsenspaltreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Mittel aus wenigstens einem Kragarm (5) und aus wenigstens einen federbelastetem Ausgleichselement (6) besteht, an welchem Ausgleichselement der Reinigungsfinger (8) befestigt ist.
Düsenspaltreiniger nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das eine freie Ende (5.1) des Kragarmes (5) mit dem Mitnehmer (3) verbunden ist und dass das andere freie Ende (5.2) des Kragarmes (5) mit dem wenigstens einen federbelasteten Ausgleichselement (6) verbunden ist.
Düsenspaltreiniger nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass an dem freien Ende (6.1) des Ausgleichselementes (6) der in dem Düsenspalt (1.1) geführte Reinigungsfinger (8) befestigt ist.
Düsenspaltreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (3) von wenigstens zwei in der Abblasvorrichtung (1) achsparallel angeordneten Längsführungen (9) aufgenommen ist.
Düsenspaltreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abblasvorrichtung (1) wenigstens teilweise von einer Sperrluftumhausung (10) umgeben ist.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder (2) zum Betätigen des in dem Düsenspalt (1.1) der Abblasvorrichtung (1) einer Verzinkungsmaschine führbaren Reinigungsfingers (8), wobei der Arbeitszylinder (2) umfassend: einen Hohlzylinder (2.1), der endseitig durch jeweils einen, wenigstens ein Dämpfungsmittel (2.2.1 bzw. 2.3.1) aufweisenden Zylinderdeckel (2.2 bzw. 2.3) verschlossen ist, einen an dessen Außenumfang vorhandenen Mitnehmer (3), der von Längsführungen (9) aufnehmbar ist, wenigstens jeweils einen endseitig vorhandenen Druckmittelanschluss (2.2.2 bzw. 2.3.2), einen axial verschiebbaren Kolben (2.4), und wobei der Mitnehmer (3) zusammen mit dem Kolben (2.4) durch eine zwischen dem Kolben (2.4) und dem Mitnehmer (3) ausgebildete Magnetkupplung axial verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkupplung aus wenigstens einem in dem Außenumfang des Kolbens (2.4) integrierten ersten magnetischen Mittel (12) und aus wenigstens einem in dem Innenumfang des Mitnehmers (3) integrierten zweiten magnetischen Mittel (14) besteht, das dem ersten magnetischen Mittel (12) diametral gegenüberliegend angeordnet ist.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Außenumfang des Kolbens (2.4) mehrere erste magnetische Mittel (12) und dementsprechend in dem Mitnehmer (3) mehrere zweite magnetische Mittel (14) angeordnet sind, welche magnetischen Mittel (12, 14) einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten magnetischen Mittel (12, 14) Permanentmagnete sind.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang des Arbeitszylinders (2) eine beliebig gestaltete Querschnittsform aufweist.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Kontur des Innenumfangs des Mitnehmers (3) der geometrischen Kontur des Außenumfangs des Arbeitszylinders (2) angepasst ist.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Mittel (12) des Kolbens (2.4) in wenigstens einer nutähnlichen, achsparallel zum Verstellweg (11) des Arbeitszylinders (2) ausgebildeten Ausnehmung (13) aufgenommen ist.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Mittel (14) des Mitnehmers (3) in wenigstens einer nutähnlichen, achsparallel zum Verstellweg (11) des Arbeitszylinders (2) ausgebildeten Ausnehmung (15) aufgenommen ist.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitszylinder (2) aus einem nicht magnetischen Material besteht.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (3) zu dessen axialer Führung auf dem Außenumfang des Arbeitszylinders (2) ein Lager (16) aufweist.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (16) vorzugsweise ein lebensdauergeschmiertes Kunststofflager ist.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder nach einem der vorgenannten Ansprüche 7 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (3) zu dessen axialer Führung auf dem Außenumfang des Arbeitszylinders (2) mit den Längsführungen (9) in Wirkverbindung steht.
Kolbenstangenloser Arbeitszylinder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsführungen (9) Bestandteil des Arbeitszylinders (2) sind.
Kobenstangenloser Arbeitszylinder nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsführungen (9) separat vom Arbeitszylinder (2) angeordnet sind.