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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden zweier Bauteile, insbesondere in einer Stranggießanlage, unter Einsatz eines Spannzylinders mit einem Spannkolben und mit einer zentrischen Tellerfedersäule, wobei die Tellerfedersäule einen Bolzen unter Vorspannung umgibt, und wobei der Bolzen mittels des Spannzylinders über eine vorgegebene Spannauflagenhöhe hinaus anhebbar sowie durch Arretiermittel in der gewünschten Spannauflagenhöhe arretierbar ist.
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In verschiedenen Einsatzbereichen der Technik ist es erforderlich, Bauteile für bestimmte Zeiträume miteinander zu verbinden, ohne dass das Lösen der miteinander verbundenen Bauteile einen besonderen und aufwendigen Werkzeugeinsatz erforderlich machen soll. Vor allem im Stahlwerksbau, Walzwerksbau und in Stahlstranggießanlagen werden derartige Vorrichtungen eingesetzt. Zur Ausführung von Reparaturen oder zur Wartung erfolgt eine Demontage am Einsatzort. Das Lösen von Kolben-Zylinder-Antrieben, beispielsweise in Stützrollensegmenten der Stranggießvorrichtungen, ist zeit- und materialaufwendig und erfolgt in der Regel in der Werkstatt unter Einsatz von zusätzlichen Werkzeugen und Transportmitteln. Die Segmente und Gerüste werden an Grundrahmen befestigt, die ihrerseits an den Fundamenten der Anlage angeordnet sind. Gewöhnlich finden zur Befestigung der Segmente und Gerüste am Grundrahmen Schraubverbindungen oder Keilverbindungen Anwendung. Im Reparatur- oder Störfall ist ein schneller Wechsel der Segmente und Gerüste erwünscht.
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Da aber die Verbindungselemente aufgrund der betriebsbedingten Einflüsse durch Hitze und Wasser schnell korrodieren, ist beim Ausbau der Segmente und Gerüste oft die Zerstörung der Verbindungselemente erforderlich. Neben dem dazu erforderlichen hohen Zeitaufwand fallen auch die Kosten der Ersatzteilbeschaffung der verlorenen Verbindungselemente an.
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Aus der
EP 1 754 556 A2 ist eine Vorrichtung für ein schnelles Verbinden und ein schnelles Lösen von zwei großen, schweren Bauteilen für den Hüttenwerksbetrieb, insbesondere für eine Stahlstranggießmaschine, bekannt. Hierbei ist eine hydraulisch gesteuerte Klemmeinheit vorgesehen, deren Klemmkraft mittels eines Hydraulikplungers erzeugt und eingestellt wird, der einen Spannkolben mit einer zentrischen Tellerfedersäule bildet. Das Gehäuse der Klemmeinheit ist mit dem ersten Bauteil verbunden, und der Spannkolben durchdringt das erste und das zweite Bauteil. Der Spannkolben trägt einen mit dem Spannkolben kuppelbaren Klemmkopf, der im Verbindungszustand in Gegenrichtung zum ersten Bauteil gegen das zweite Bauteil gespannt ist.
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Die
DE 197 81 923 T5 offenbart zudem eine Führungssegmentanordnung für eine Stranggießmaschine mit einem Stützrahmen, einem Führungssegment mit einem Segment-Unterteil, das eine Anzahl Stützrollen trägt, die sich an eine Unterseite eines in einer Stranggießmaschine gegossenen Strangs anlegen können, einem Segment-Oberteil, das eine Anzahl Führungsrollen trägt, die sich an eine Oberseite eines solchen Strangs anlegen können, und mit einer Kraftaufbringungseinrichtung, mit der das Segment-Ober- und -Unterteil zueinander drückbar sind, um dem Strang eine Abstützung zu erteilen, die ausreicht, um dem ferrostatischen Druck im Strang entgegenzuwirken, sowie mit einer federelastischen Einrichtung, die zwischen dem Stützrahmen und dem Führungssegment eingefügt ist und bei einem anomalen Gießzustand eine begrenzte Bewegung des Stützrahmens relativ zum Führungssegment erlaubt, wodurch die Stütz- und die Führungsrollen bei anomalen Gießzuständen ausreichend vor Überlastung geschützt werden. Weiterhin ist aus der
DE 36 39 170 A1 ein Spannzylinder zum Verstellen eines Zugankers, insbesondere zum Festspannen von Werkzeugen und/oder Werkstücken in Verbindung mit Werkzeugmaschinen, bekannt, der einen von einem Spannzylinderkolben betätigten und mit einem außerhalb des Zylindergehäuses angeordneten Signalgeber zusammenwirkenden Schaltbolzen umfasst.
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Aus der
EP 1 027 947 A2 ist zudem ein Spannantrieb bekannt, der einen Spannzylinder aufweist, in dem eine Zugstange aus einer gelösten Stellung in eine gespannte Stellung axial zurückziehbar geführt ist. Die Zugstange ist mit einem Spannkolben starr verbunden. Eine damit verbundene Verriegelungsstange weist radial bewegliche Verriegelungselemente auf, die in der gespannten Stellung hinter eine Verriegelungskante des Spannzylindere greifen. Ein mit einem druckmittelbaufschlagten Lösekolben verbundene Verriegelungsschiebe sichert die Verriegelungssegmente formschlüssig in der Spannstellung.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass eine sichere, schnell zu bedienende und Kosten einsparende Verriegelung oder Befestigung zwischen zwei Bauteilen der Vorrichtung, insbesondere beispielsweise der Segmente und Gerüste, zu schaffen, die zudem gegen Umwelteinflüsse beim Betrieb der Anlage dauerhaft geschützt ist.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Spannzylinder nach dem Arretieren des Bolzens in der gewünschten Spannauflagenhöhe entfernbar ist, und dass der Spannzylinder innerhalb eines die beiden Bauteile während des Spannvorgangs verbindenden und nach dem Spannen entfernbaren Montagerahmens angeordnet ist.
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Im Sinne der Erfindung ist dabei unter einem Spannzylinder auch ein solcher Zylinder zu verstehen, der eine Zugbewegung auf den Bolzen gegen die Rückhaltekraft einer Feder ausübt, so dass der Bolzen in der Zugposition fixiert werden kann. Gemäß der Erfindung wird also eine Vorrichtung zum schnellen Verriegeln von Segmenten und Gerüsten in Stranggießanlagen mittels Spannbolzen geschaffen, die mit Federkraft gespannt und mit einem Spannwerkzeug gelöst werden. Ein wesentlicher Vorteil liegt in der schnellen Ver- und Entriegelung der Klemmung beim Verbinden bzw. beim Lösen mittels eines einen Kolben umfassenden Montagezylinders, der entfernbar ist und nicht im Bereich der beiden zu verbindenden Bauteile verbleiben muss. Die Losrollensegmente lassen sich leicht und in kurzen Wechselzeiten mit den Festrollensegmenten verbinden sowie von diesen lösen.
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Der Verriegelungsmechanismus umfasst dabei im wesentlichen folgende Elemente: einen Vorspannrahmen, einen auch als Spannrahmen bezeichneten, entfernbaren Montagerahmen, einen Spannbolzen, einen Montagezylinder, ein Tellerfederpaket und Schutzeinrichtungen.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verriegelung zwischen den beiden Bauteilen dadurch betätigt wird, dass der Bolzen gegen die Grundvorspannkraft des Tellerfederpakets betätigt wird, dass der Bolzen sodann mittels des unter dem Spannrahmen angeordneten Montagezylinders über eine definierte Spannauflagenhöhe angehoben wird, dass der Bolzen, insbesondere durch Drehen des Bolzens, beispielsweise um 90°, in die Spannposition gebracht wird und dass der Bolzen mit der Spannkraft auf einer Spannscheibe abgesetzt wird, die mit einem der beiden zu verbindenden Bauteile, beispielsweise einem Maschinenrahmen, verbunden ist.
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Andererseits lässt sich der Spannbolzen im gelösten Zustand mit geringem Kraftaufwand, beispielsweise mit einem Maulschlüssel, leicht drehen. Die Verriegelung des Bolzens lässt sich insbesondere durch einen Vierkantkopf realisieren. Dieser insbesondere als Hammerkopf ausgebildete Vierkantkopf überträgt mittels einer Spannscheibe, die am Maschinenrahmen befestigt ist, seine Spannkraft auf den Maschinenrahmen. Hierzu ist die Spannscheibe vorzugsweise mit einem Vierkantloch ausgestattet. An der Spannscheibe können Anschläge als Verdrehsicherungen für den Spannbolzen eingearbeitet sein. Die Tellerfeder oder jegliche andere, für den erfindungsgemäßen Einsatz geeignete Feder wird bei der Montage der Einzelteile der Vorrichtung beispielsweise mittels einer Sechskantmutter mit einer Grundvorspannung versehen. Andererseits wird die für die Befestigung des Maschinenrahmens an den Grundrahmen erforderliche Vorspannkraft der Feder durch einen hydraulischen Montagezylinder aufgebracht.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Von Vorteil ist es insbesondere, wenn der Bolzen und die Tellerfedersäule in einem Spannrahmen miteinander verbunden sind.
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Vorzugsweise lässt sich der Bolzen vor dem Verbinden der beiden Bauteile durch eine Drehbewegung in eine Verriegelungsposition bringen, so dass die als Spannfeder ausgebildete Tellerfedersäule nach dem Verriegeln der beiden Bauteile durch den Bolzen bis auf eine zum Verbinden der beiden Bauteile ausreichende Vorspannung entspannt und der Montagerahmen entfernt werden kann.
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Von Vorteil ist es weiterhin, wenn der Bolzen auf der dem Spannzylinder zugewandten Seite mit einem Drehmittel zur Verdrehung des Bolzens in die Verriegelungsposition ausgestattet ist.
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Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass der Bolzen zur Verriegelung auf einer mit einem der beiden Bauteile verbundenen Spannscheibe absetzbar ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Bolzen über einen Vierkantkopf, insbesondere einen Vierkant-Hammerkopf, mit der Spannscheibe verriegelbar ist.
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Als ebenfalls vorteilhaft erweist sich eine Ausgestaltung, bei der die Spannscheibe mit einer Vierkantbohrung zur Hindurchführung des Vierkantkopfs ausgestattet ist. Vorzugsweise lässt sich der Spannzylinder mittels einer Handpumpe betätigen.
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Nachstehend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht auf einen mit Führungsrollen ausgestatteten Führungsbereich in einer Strangführung einer Stranggießanlage, wobei je Führungsrolle eine Vorrichtung zur Verriegelung zwischen einem die die Führungsrollen aufnehmenden Maschinenrahmen und einem Grundrahmen vorgesehen ist,
- 2a eine Seitenansicht der Vorrichtung im verriegelten, vorgespannten Zustand,
- 2b die Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 2a, wobei die Vorrichtung entriegelt und gespannt ist,
- 3a die Seitenansicht der Vorrichtung gemäß 2b in Verbindung mit einer weiteren Schutzvorrichtung,
- 3b eine gegenüber der Darstellung in 3a um 90° gedrehte Seitenansicht der Vorrichtung und
- 4a, b Draufsichten auf die Vorrichtung im verriegelten bzw. im entriegelten, entspannten Zustand.
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Ein Führungsbereich 1 (1) innerhalb einer Stranggießanlage zum Gießen eines Metallstrangs, insbesondere eines Stahlstrangs, umfasst einen Maschinenrahmen 2, der eine Mehrzahl von nebeneinander gelagerten Führungsrollen 3, 4, 5 zur Führung des Metallstrangs aufnimmt, und einen Grundrahmen 6. Der Maschinenrahmen 2 und der Grundrahmen 6 werden durch Vorrichtungen 7, 8, 9 miteinander verriegelt, wobei in der dargestellten Ausführungsform mit Vorteil die Vorrichtungen 7 bis 9 jeweils unterhalb der Führungsrollen 3 bis 5 angeordnet sind, so dass durch Lösen der Vorrichtungen 7 bis 9 auch die Führungsrollen 3 bis 5 zugänglich werden und aus dem Maschinenrahmen 2 herausgenommen werden können. Der Grundrahmen 6 liegt vorzugsweise unmittelbar auf einem Fundament 10 der Maschinenhalle auf, in der die Stranggießanlage aufgestellt ist.
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Jede der Vorrichtungen 7 bis 9 umfasst einen Zuganker oder Spannbolzen 11, der zusammen mit einer ihn auf seinem äußeren Umfang umgebenden Spannfeder oder Tellerfedersäule 12 in einem Vorspannrahmen 13 integriert ist. Der Vorspannrahmen 13 wird seinerseits von einem Spann- oder Montagerahmen 14 aufgenommen, welcher einen Spann- oder Montagezylinder 15 umfasst.
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Der Montagezylinder 15 umfasst einen pneumatisch oder hydraulisch von Hand oder motorisch betätigbaren Kolben 16 (2a, b; 3a, b), der im ausgefahrenen Zustand (2b) den Spannbolzen 11 gegen die rücktreibende Kraft der Spannfeder 12 nach oben drückt. Dabei wirkt der Kolben 16 gegen eine Platte 17, die Teil des Vorspannrahmens 13 ist. Im vorgespannten Zustand wird ein mit dem Spannbolzen 11 verbundener Vierkantkopf 18 (2a) in einem Spannring oder einer Spannscheibe 19 gehalten, so dass der Maschinenrahmen 2 und der Grundrahmen 6 fest miteinander verbunden sind.
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Durch Betätigung des Kolbens 16, d. h. durch Herausdrücken des Kolbens 16 nach oben, wird der Vierkantkopf 18 aus dem Spannring 19 herausgehoben. In dieser Position lässt sich der Spannbolzen 11 zusammen mit dem Vierkantkopf 18 mittels eines Drehmittels 20, beispielsweise einer Rändelschraube oder einer durch einen Gabelschlüssel verdrehbaren Sechskantschraube, aus der Verriegelungsposition (4a) um 90° in eine Entriegelungsposition (4b) verdrehen, so dass die Verbindung zwischen dem Maschinenrahmen 2 und dem Grundrahmen 6 gelöst ist.
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Im verriegelten Zustand lässt sich der Spann- oder Montagerahmen 14, etwa durch Lösen einer Verrastung oder einer Schraubverbindung, von dem Vorspannrahmen 13 trennen und insbesondere nach einer Drehung gegenüber dem Vorspannrahmen 13 aus dem Maschinenrahmen 2 herausziehen, so dass der Montagerahmen 14 an anderer Stelle zur Herstellung oder Lösung einer Verbindung zwischen dem Maschinenrahmen 2 und dem Grundrahmen 6 dienen kann. Vorzugsweise wird der Vierkantkopf 18 im verriegelten Zustand durch eine Abdeckung 21 abgedeckt, um ihn gegen Verschmutzung und Korrosion zu schützen. Ebenso lassen sich an der Außenseite des Spannbolzens 11 und der Spannfeder 12 Schutzvorrichtungen 22 anbringen, die den Spannbolzen 11 und die Spannfeder 12 gegen Schmutz und korrodierende Materialien schützen. Die Schutzvorrichtungen 22 sind vorzugsweise Teile des Vorspannrahmens 13.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Führungsbereich
- 2
- Maschinenrahmen
- 3
- Führungsrolle
- 4
- Führungsrolle
- 5
- Führungsrolle
- 6
- Grundrahmen
- 7
- Vorrichtung
- 8
- Vorrichtung
- 9
- Vorrichtung
- 10
- Fundament
- 11
- Spannbolzen
- 12
- Spannfeder
- 13
- Vorspannrahmen
- 14
- Spann- oder Montagerahmen
- 15
- Montagezylinder
- 16
- Kolben
- 17
- Platte
- 18
- Vierkantkopf
- 19
- Spannring
- 20
- Drehmittel
- 21
- Abdeckung
- 22
- Schutzvorrichtungen
