DE102011113171A1

DE102011113171A1 - Mechanisierter Stützrollenwechsel für Cantilever - Schwingengehäuse von Stranggieß - Anlagen

Info

Publication number: DE102011113171A1
Application number: DE201110113171
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2011-09-12
Publication date: 2013-03-14

Abstract

Diese Anmeldung beschreibt, wie eine mechanische Hilfsvorrichtung für die Arbeitsgänge zum manuellen Wechseln der Stützrollen der Schwingengerüste in der Werkstatt aussehen könnte. Dazu wird eine besondere Art der Stützrollenbefestigung auf den Gehäusewellen sowie eine Handhabungseinheit vorgeschlagen, die manuell bedient wird und in den Kranhaken eingehängt werden kann. Die 2 Schwingengehäuse in den Gerüsten haben ein 3-Rollen-Design und eine hydraulische Anstellung, so dass man in kurzer Zeit einen Formatwechsel durchführen kann, wobei die untere Festrolle konstant bleibt. Die Mechanik der Handhabungseinheit wird beschrieben, und es wird ihr Einsatz in der Werkstatt bei einer vorteilhaften Bauart der Schwingengerüste gezeigt. Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausführung werden am besten durch folgende Gegenüberstellung für die Investitions-Kosten bei einer 3-Segment-Anlage verdeutlicht: – bei 3 verschiedenen Strangquerschnitten sind 3 × 3 = 9 unterschiedliche Segmente (konventionell) erforderlich; – bei 8 verschiedenen Strangquerschnitten sind 3 × 8 = 24 unterschiedliche konventionelle Segmente erforderlich; – bei 8 verschiedenen Stragquerschnitten sind nur 3 × 1 = 3 Segmente mit Schwingengehäusen und Hydrozylinder-Anstellung (neue Technik) erforderlich! Hinzu kommt noch, dass die Arbeiten in der Reparaturwerkstatt zum Rollenwechsel bei der neuen Technik mit anstellbaren Schwingengehäusen wesentlich weniger Zeit erfordern, so dass die Monteure für andere Arbeiten eingesetzt werden können!

Description

Bilder-Verzeichnis

Bild 1: Schemaskizze für 3-Rollen-Führung für Rund und Quadrat
Bild 2: Schema Segment mit 3 Rollenführungseinheiten
Bild 3: Wippe mit Spannplatte für Segment
Bild 4: Cantilever-Gehäuse mit fliegender Stützrolle
Bild 5: Handhabungseinheit mit horizontaler Achse für Kranaufnahme
Bild 6: Handhabungseinheit mit vertikaler Achse
Bild 7: Schwenkeinheit mit 2 Handhabungsköpfen mit horizontaler Achse für manuellen Wechsel, Seitenansicht
Bild 8: Wie Bild 7, jedoch Draufsicht
Bild 9: 3-Rollen-Schwingensegment für konstante Festseite; Betriebsstellung beim Gießen
Bild 10: 3-Rollen-Schwingensegment nach Bild 9, Stellung zum Wechseln der Rollen
Bild 11: Modifizierter Mobilkran (Telelader) statt Hallenkran

Bezugszeichenliste
Bild 2

1: Rollenführungseinheit
2: Strang
3: Haltestruktur für 1

4: Basisplatte für Wippe
5: Schwenkmittelpunkt
6: Spannplatte
7: Unterstützungskeil mittl. Stärke
8: Schrauben
9: Unterstützungskeile für geneigte Position der Wippe

10: Handhabungseinheit
11: Drehantrieb
12: Zentralmutter
13: Zylinder
14: Gehäusewelle
15: Kranhaken-Bohrung
16: Gegengewicht verschieblich
17: Stützrolle
19: Bolzen zum Tragen von (17)
20: Klammer für axiale Halterung
21: Verzahnung für Momentübertragung
22: zylindrischer Sitz der Stützrolle auf der Welle (14)

23: Vorderes Gehäuselager für (14)
24: mehrgängiges Gewinde mit großer Steigung für (12)
25: Gehäuse für Stützrolle
30: Zylinder zum horizontalen Bewegen der Stützrolle

31: Handhabungskopf I
32: Handhabungskopf II
33: Achse Kopf I
34: Achse Kopf II
35: Gehäuse der Schwenkeinheit
36: Planscheibe
37: Motor-Getriebe-Einheit zum Schwenken
38: Befestigung für Kranhaken

52: kleinster Strang-Durchmesser
53: größter Strang-Durchmesser
54: Schwenkeinheit mit 2 horizontalen Handhabungsköpfen (im Kran hängend)
55: Handhabungseinheit mit horizontaler Achse

56: Rahmen (Fahrgestell)
57: Räder
58: Dreheinheit für Mast-Basis
59: Teleskop-Mast mit verstellbarer Neigung
60: Fahrerkabine
61: schwenkbare Führungseinheit für Balken
62: Balken, senkrecht verfahrbar
63: Handhabungseinheit, z. B. mit vertikaler Achse
64: Energieführungskette
65: Antriebseinheit, z. B. mit Dieselmotor und Generator
66: Trageeinheit für (61)

Einleitung
Diese Anmeldung ist eine Ergänzung zu den Anmeldungen
DE 10 2011 010 735.5 :
„Cantilever-Gehäuse mit Schwingenführung und Hydro-Zylinder-Anstellung zur Strangführung beim Stranggießen”.
und
DE 10 2010 034 399.4 :
„Cantilever-Gehäuse zur Strangführung beim Stranggießen bei kleinen Losgrößen und häufigem Programmwechsel”
In beiden Anmeldungen werden Lösungen für Strangführungen mit fliegenden Rollen beschrieben, die in Cantilever-Gehäusen gelagert sind.
In der vorliegenden Anmeldung werden verschiedene Ausführungen für einen Stützrollenwechsel in der Werkstatt beschrieben, unter Zuhilfenahme einer Handhabungseinheit.
Außerdem wird eine vorteilhafte Ausführung einer 3-Rollen-Strangführung mit zwei Schwingengehäusen und hydraulischer Anstellung gezeigt, bei der in der Wechselposition genügend Platz für die Handhabungseinheit vorhanden ist.
Lösung
Es wird vorgeschlagen, bei Cantilever-Gehäusen mit Schwingenführung den Stützrollenwechsel mit Maschinenhilfe manuell vorzunehmen, um Zeit zu sparen und um Handarbeit zu verringern. Der Rollenwechsel soll in der Werkstatt erfolgen.
Dazu ist bei den Cantilever-Gehäusen ein besonderes Design nötig. Außerdem geht es um eine Handhabungseinheit, die in ähnlicher Form für den Rollenwechsel bei verschiedenen Gerüstausführungen verwendet werden kann. Es werden einige Möglichkeiten der Anwendung für eine vorteilhafte Schwingengerüstausführung erläutert.
Zu Anfang sollen die beim Stützrollenwechsel vorzunehmenden Operationen (1–10) nacheinander aufgeführt werden:
Liste der Operationen beim Stützrollenwechsel

1. Die Handhabungseinheit (1) fährt per Kran heran an das Rollengehäuse (25), dirigiert vom Monteur.
2. Die 2 großen Zylinder (13) schieben die 2 Bolzen (19) in die 2 Aufnahmebohrungen in der Stützrolle (17).
3. Der Monteur setzt die Halteklammern (20) auf die 2 Bolzen (19) und ermöglicht so die axiale Mitnahme.
4. Der Monteur löst die Zentralmutter.
5. Die 2 großen Zylinder (13) ziehen die Stützrolle (17) vom Wellensitz ab.
6. Der Monteur fährt die Handhabungseinheit (10) zum Rollen-Magazin, legt dort die alte Rolle ab und holt eine neue Rolle.
7. Die 2 großen Zylinder (13) schieben die neue Stützrolle auf die Gehäusewelle (22).
8. Der Monteur spannt die neue Rolle über die Zentralmutter auf der Welle.
9. Die 2 großen Zylinder (13) ziehen die 2 Bolzen (19) aus der neuen Stützrolle (17) heraus.
10. Der beschriebene Zyklus wiederholt sich.

In Bild 1 sieht man eine Schema-Darstellung für die Führung von Rund- oder Quadrat-Strängen in einer Stranggießanlage.
In beiden Fällen wird eine 3-Rollen-Führung unter einem Winkel von ca. 120 Grad verwendet.
Immer ist die untere Rolle die Festführung. Sie nimmt die Gewichtslast des Strangs auf und verhindert eine asymmetrische Deformation des Querschnitts.
Im Falle des Rundquerschnitts werden an allen 3 Rollen ballige Kontaktflächen benutzt.
Im Falle des Quadratquerschnitts hat die feste Unterrolle einen geraden Querschnitt; die beiden seitlichen Rollen sind von konischem Profil und stützen die Seiten des Quadrats.
In Bild 2 ist vereinfacht ein Segment der Bogenstranggießanlage mit 3 Rollenführungseinheiten zur Strangführung gezeigt.
Die Rollenführungseinheiten (1) im 3-Rollendesign sind immer senkrecht zum Strang (2) angeordnet, also in 3 Ebenen, und sie befinden sich auf einer gebogenen Haltestruktur (3).
Wenn man die fliegenden Rollen (17) der Rollenführungseinheiten in der Werkstatt wechseln will, ist es eine vorteilhafte Methode, wenn man das Segment um unterschiedliche Winkel mit Hilfe einer Wippe (4) neigt, weil man damit Montagearbeit sparen kann. Die Wippe ist auf einer Spannplatte in der Reparaturwerkstatt montiert.
Das Prinzip der Wippe ist in Bild 3 gezeigt.
Die obere Skizze zeigt die Wippe in mittlerer Position. Man erkennt den Schwenkmittelpunkt (5), die Unterstützungskeile (7) und die Klemmschrauben (8) für die Haltestruktur sowie die Spannplatte (6).
Die untere Skizze zeigt eine Wippe in der nach rechts unten geneigten Stellung. Es kommen andere Unterstützungskeile (9) zum Einsatz.
Für die nach links unten geneigte Stellung gilt sinngemäß das Gleiche; die Unterstützungskeile werden von einer Seite zur anderen ausgetauscht.
In einer komfortablen Ausführung kann man das Bewegen der Wippe auch automatisieren. Wenn man das Segment nicht kippen will, kann man alternativ auch die 3 Rollenführungseinheiten aus dem Segment ausbauen, die Rollen wechseln und dann wieder die Rollenführungseinheiten in das Segment einbauen.
In Bild 4 ist ein erfindungsgemäßes Schwingengehäuse mit fliegender Stützrolle und Zentralmutter dargestellt.
Hier ist die konstruktive Ausführung der Stützrollenbefestigung über eine Zentralmutter (12) dargestellt, die vom Monteur gedreht werden kann.
Die Drehmomentmitnahme zwischen Gehäusewelle (14) und Stützrolle (17) soll durch eine Evolventen-Verzahnung (21) mit angespitzten Zahnfrontflächen erfolgen. Die Zentralmutter (12) hat außen entweder ein Keilwellenprofil oder ein Zahnprofil, das vom Schraubenschlüssel des Monteurs bedient werden kann.
Bild 5 zeigt die Handhabungseinheit mit horizontaler Achse. Man sieht zwei Bolzen (19) mit zwei Linearführungen und zwei Zylindern (13) zum Verschieben der Bolzen. Außerdem gibt es ein von Hand verschiebbares Gegengewicht (16).
Bild 6 zeigt die gleiche Handhabungseinheit mit vertikaler Achse im Kran hängend. Hier wird ein mittiger Zylinder zum Verschieben der zwei Bolzen (19) benutzt.
Alle Funktionen der horizontalen Einheit sind hier genauso vorhanden, mit Ausnahme des Gegengewichts (16).
In Bild 7 und Bild 8 ist eine per Kran transportierbare Schwenkeinheit mit 2 Handhabungsköpfen (31, 32) dargestellt, wobei die horizontalen Achsen der Köpfe parallel zueinander versetzt sind.
Bild 7 zeigt die Seitenansicht, Bild 8 die Draufsicht der Einheit.
Das Gehäuse (35) der Schwenkeinheit besitzt eine wälzgelagerte Welle mit horizontaler Achse. Die Welle trägt eine Planscheibe (36), auf der die beiden Handhabungsköpfe (31, 32) verschraubt sind.
Zum 180°-Schwenken der Planscheibe (36) verfügt die Einheit über einen Drehantrieb (37), z. B. über Motor und Getriebe. Als Motor kommen infrage E-Motor, Hydromotor oder Luftmotor.
Am Gehäuse (35) oben ist im Schwerpunkt eine Ringschraube (38) befestigt, die die Verbindung zum Kranhaken herstellt.
Das im Kran hängende Gewicht von Gehäuse und 2 Handhabungsköpfen bildet mit seiner Trägheit das Gegenmoment beim Drehen der Planscheibe um eine horizontale Achse.
Die Handhabungsköpfe (31, 32) können eine alte und eine neue Stützrolle (17) aufnehmen.
Durch das Schwenken der Planscheibe (36) um 180 Grad kann der Wechsel der Stützrolle (17) in kurzer Zeit realisiert werden.
In Bild 9 sieht man die vorteilhafte Ausführung für ein Schwingengerüst mit 3 Rollen in Betriebsstellung beim Gießen. Die Unterrolle ist fest und die Seitenrollen sind im Winkel Von ca. 120 Grad zueinander geneigt, ein Rollenwechsel in dieser Position ist nicht einfach.
Der Stützrollenwechsel in der Werkstatt wird wesentlich erleichtert, wenn der sowieso vorhandene Hydro-Anstellzylinder dazu benutzt wird, die Schwingen (39, 40) für die Seitenrollen in eine Position mit horizontaler Rollen-Achse zu bringen.
Diese Wechselposition ist in Bild 10 dargestellt. Jetzt ist eine gute Zugänglichkeit gegeben.
Man erkennt, wie man mit Hilfe einer im Kran hängenden Handhabungseinheit die Rollen der beiden Schwingengehäuse und die feste Unterrolle wechseln kann. Die Drehpunkte für die zwei Schwingen sind so gewählt, dass in der Betriebsstellung für alle Strangformate eine Führung unter ca. 120 Grad möglich wird.
In Bild 11 ist dargestellt, wie ein Telekran aussehen könnte, der anstelle des Hallenkrans zum Rollenwechsel benutzt wird. Das Bild zeigt einen mobilen Telelader, wie er serienmäßig hergestellt wird, mit einer Modifikation für die hier anstehende Aufgabe des Stützrollenwechsels.
Auf dem Rahmen (56) (Fahrgestell) mit Rädern (57) befinden sich ein drehbarer Teleskop-Mast (59) und eine Antriebseinheit (65), z. B. Dieselmotor oder E-Motor, sowie die Fahrerkabine (60).
Am Ende des Teleskop-Mastes (59) befindet sich eine Trageeinheit (66) mit schwenkbarer Balkenführung (61), in der ein senkrecht verfahrbarer Balken (62) mit Recheckquerschnitt gleitet, der unten die Handhabungseinheit (63) trägt. Oben am Balken befindet sich eine Energieführungskette (64) mit Kabeln und Schläuchen.
Die Kette (64) läuft über verschiedene Umlenkrollen und mündet in die Antriebseinheit (65). Dort befindet sich z. B. ein Dieselmotor mit E-Generator oder ein Hydraulikaggregat oder eine Lufterzeugungseinheit. Von hier werden alle Funktionen des Teleladers versorgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011010735 [0001]
DE 102010034399 [0001]

Claims

Verfahren und Vorrichtung für das Stahl-Stranggießen von Rund- oder Vierkant-Querschnitten mit oszillierender Senkrechtkokille und nachfolgender Sekundärkühlung bzw. Strangführung in Form einer Kreisbogen- oder Ovalbogen-Anlage, bestehend aus mehreren Segmenten mit Rollenführung und Wasserkühlung für den Strang, wobei die Segmente mit Cantilever-Gehäusen in Schwingenausführung ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrollen der Cantilever-Gehäuse in einer für den Wechsel geeigneten Winkellage gewechselt werden, und dass der Wechsel manuell mit Hilfe einer Handhabungseinheit (10) vorgenommen wird (nach Bild 5), die in den Kranhaken eingehängt wird, wobei die Transportarbeit vom Kran ausgeführt wird, und wobei zum Rollenwechsel die 1. Operation aus dem Lösen oder Klemmen der axialen Halterung der Stützrolle (17) auf der Gehäusewelle (14) besteht, die mit Hilfe einer zentralen Schnellverschlussmutter (12) manuell durchgeführt wird, und wobei die Drehmomentübertragung zwischen Stützrolle (17) und Gehäusewelle (14) durch eine Zahnwellenverbindung (21) erfolgen soll, wobei das verwendete Evolventen-Zahnprofil konisch angespitzte Zahnfrontflächen an der Gehäusewelle besitzt (zum problemlosen Einschieben der Stützrolle (17)), und wobei das mehrgängige Mutterngewinde mit einer großen Steigung ausgeführt ist, so dass 0,5 bis 1 Mutter-Umdrehung zur axialen Klemmung ausreichen, die vom Monteur ausgeführt wird, und wobei die 2. Operation der Handhabungseinheit aus dem Greifen und Abziehen der Stützrolle (17) von der Gehäusewelle (14) besteht, die dadurch realisiert wird, dass die Handhabungseinheit (10) über 2 Greifbolzen (19) verfügt, die eine Axialbewegung mittels Zylinder (13) durchführen können, wobei das richtige Einfädeln der 2 Bolzen (19) in die Bohrungen der Stützrolle (17) durch den Monteur erfolgt, und wobei der Monteur am Ende des Einfädelvorgangs 2 geschlitzte Klammern (20) an den Greifbolzen (19) befestigt, so dass mit einer Axialbewegung der Bolzen die Stützrolle (17) von der Gehäusewelle (14) abgezogen werden kann, so dass dann der Kran den Transport von Handhabungseinheit (10) plus Stützrolle (14) vornehmen kann;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 2 Handhabungsköpfe (32, 31) mit horizontal zueinander versetzten Achsen (33, 34) zu einer per Kran transportierbaren Schwenkeinheit (46) zusammengefasst werden, die vom Werker bedient wird, wobei jeder Kopf eine Stützrolle (17) aufnehmen kann (eine alte und eine neue), und wobei die Schwenkeinheit (46) aus einem Gehäuse (49) mit einer wälzgelagerten Welle besteht mit einer horizontalen Achse und einer Planscheibe (36), auf der die 2 Köpfe (31, 32) befestigt sind, und wobei zum Schwenken der Einheit (46) ein besonderer motorischer Schwenkantrieb benutzt wird, und wobei am Gehäuse oben im Schwerpunkt eine Ringschraube (29) sitzt, die die Verbindung zum Kranhaken herstellt, und wobei das im Kran hängende Gewicht vom Gehäuse mit 2 Handhabungsköpfen mit seiner Trägheit das Gegenmoment beim motorischen Drehen um eine horizontale Achse bildet, und da ss wahlweise eine ähnliche Schwenkeinheit mit 2 Handhabungsköpfen mit vertikaler Achse bei gleichem Funktionsprinzip zum Wechseln der Stützrollen mit vertikaler Achse verwendet werden kann (gemäß Bild 11), wobei in beiden Fällen die Energie zum Betrieben der mechanischen Funktionen von einem Elektrokabel geliefert wird, das der Monteur am jeweiligen Einsatzort mit einer Stromquelle verbindet, bevor er mit der Wechselarbeit beginnt;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenken der Schwingen-Gehäuse (25) für die Strangführung in eine geeignete Wechselstellung durch die hydraulischen Anstellzylinder (43) in den Rollenführungseinheiten (1) der Segmente bewerkstelligt wird,
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrollen (17) der Rollenführungseinheiten (1) in einem Segment gemäß Bild 2 ohne Demontage nacheinander gewechselt werden können, indem das Segment in der Werkstatt auf einer 3-Stellung-Wippe (4) auf einer Spannplatte gespannt wird, wobei bei der 1. Stellung der Wippe (4) diese für den Rollenwechsel der Rollenführungseinheit I auf der linken Seite etwas angehoben wird, und wobei die mittlere 2. Stellung der Wippe für den Wechsel der Rollenführungseinheit II geeignet ist, und wobei bei der 3. Stellung der Wippe diese für den Rollenwechsel der Rollenführungseinheit III auf der rechten Seite angehoben wird, und dass das alles durch unterschiedliche Keile (7) bewerkstelligt wird; die manuell montiert werden;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Handhabungseinheit (10) mit einem von Hand verschiebbaren und klemmbaren Gegengewicht (16) ausgerüstet ist, das dafür sorgt, dass die im Kran hängende Last aus Handhabungseinheit plus Stützrolle gerade hängt und sich nicht schiefstellt;
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wechseln der Stützrollen in der Werkstatt statt des Hallenkrans ein serienmäßiger Telelader in Sonderausführung nach Bild 11 verwendet wird, bei dem die Senkrechtverstellung durch einen hydraulisch verfahrbaren Balken (62) mit Rechteckprofil in einer Senkrechtführung (61) erfolgen soll, wobei der Balken (62) am unteren Ende die Wechseleinheit (10) trägt und am oberen Ende eine Energiezuführungskette (64) besitzt, mit der die elektrischen oder hydraulischen oder pneumatischen Antriebe der Wechseleinheit versorgt werden können, und dass alle Funktionen zum Wechsel der Stützrollen (17) manuell über ein Bedienungspendel vom Monteur gesteuert werden.
Verfahren und Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die 3-Rollenanordnung zur Strangführung nach Bild 1 und die Schwingenanordnung nach Bild 9 und Bild 10 geschützt werden sollen, bei denen jeweils eine feste Unterrolle die Festseite bildet, und wobei die 2 Schwingen zur Seitenführung in 2 Drehpunkten gelagert sind, die oberhalb des Strangmittelpunktes des größten Strangquerschnittes liegen, und dass der Radius der Schwingen so gestaltet ist, dass ein horizontaler Abstand vom Strangmittelpunkt zum Drehpunkt in einem Bereich vom 100% bis 150% des größten Strangquerschnitts eingehalten wird, damit auch bei unterschiedlichen Strangquerschnitten eine Seitenführung innerhalb eines Winkels von ungefähr 120 Grad realisiert werden kann, und damit trotzdem eine Schwenkung der Schwingen in eine Wechselposition mit horizontaler Wellenachse des Schwingengehäuses möglich wird.