DE1807273A1

DE1807273A1 - Electrolytic production of aluminum

Info

Publication number: DE1807273A1
Application number: DE19681807273
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Oesmann
Original assignee: Ernst Klein & Co Appbau GmbH
Current assignee: Ernst Klein & Co Appbau GmbH
Priority date: 1968-11-01
Filing date: 1968-11-01
Publication date: 1970-05-06

Abstract

Cylinder has in its two end positions locking elements engaging the piston. The locking element coordinated with the piston in the position is shaped and arranged so that it is kept out of engagement with the piston by the operating pressure of the pneumatic or hydraulic medium. Use: making perforations in the walls of reduction furnaces producing aluminium.

Description

Stoßvorrichtung zum intermittierenden Einbringen von Durch brechungen in Wandungen Die Erfindung bezieht sich auf eine Btoßvorrichtung zum intermittierenden Einbringen von Durchbrechungen in Wandungen, wie sie beispielsweise verwendet wird, um die Kruste von Reduktioneöfen zur Herstellung von Aluminium aufzubreehen, um neues Aluminium-Oxid in den Ofen einbringen zu können. Eine solche Stoßvorrichtung besteht aus einer hängenden, pneumatisch oder hydraulisch betätigbaren Kolben Zylinder-Anordnung, bei der die nach unten gerichtete Kolbenstange die Stoßwerkzeuge, beispielsweise Stoßmeißel trägt; umdie Kruste zu durchbrechen, wird der Kolben aus dem Zylinder ausgefahren. Wenn die Btoßvorrichtung sich nicht in Tätigkeit befindet, ist der Kolben voll in den Zylinder eingefahren, in-dem unter dem Kolben befindlichen Zylinderraum Druckluft eingegeben wird. W.nn die Kolben stange nach unten gelehrt werden soll, wird unter Verwendung eines geeigneten Mehrwege-Ventlls in den oberen Zylinderraum Druckluft eingegeben, während gleichzeitig der Druck in dem unteren Zylinderraum verringert wird, so daß sich der Kolben mit der Stoßstange nach unten bewegt.Impact device for the intermittent introduction of breakthroughs in walls The invention relates to a Btoßvorrichtung for intermittent Making openings in walls, as is used, for example, to crack the crust of reduction furnaces for the production of aluminum, in order to to be able to bring new aluminum oxide into the furnace. Such a jar consists of a suspended, pneumatically or hydraulically actuated piston-cylinder arrangement, in which the downwardly directed piston rod is the impact tools, for example Carrying chisel; to break through the crust, the piston comes out of the cylinder extended. If the bite device is not in operation, that is Piston fully retracted into the cylinder in the cylinder space under the piston Compressed air is entered. If the piston rod is to be taught down, is inserted into the upper cylinder chamber using a suitable multi-way valve Compressed air entered while at the same time the Pressure in the lower one Cylinder space is reduced, so that the piston with the push rod is down emotional.

Bei derartigen Vorrichtungen besteht die Forderung, daß der Kolben sowohl in seiner oberen als auch in seiner unteren Lage gegen unbeabsichtigte Bewegung gesichert sein muß, wenn die Druckluftquelle austritt. Wäre eine derartige Sicherung nicht vorgesehen, so wurde die Kolbenstange bei Wegfall der Druckluftquelle schlagartig unter der Wirkung ihres Gewichtes nach unten sinken. Derartige fehlerhafte und ungewollte BetEtigungen der Kolben-Zylinder-Anordnung sollen durch diese Sicherungen vermieden werden. Bei der Schaffung insbesondere der Sicherung für die obere Endlage des Kolbens besteht aber ein schwieriges Problem darin, daf3, wie vorher ausgeführt wurde, die Sicherung nur wirksam werden soll, wenn die Druckluftquelle in Fortfall kommt, daß sie dagegen nicht bei der normalen Betätigung der Kolben Zylinder-Anordnung wirksam werden darf, da sie dann den Kolben blockieren würde. Wenn weiterhin der Kolben durch Eingabe von Luft in den unteren Zylinderraum angehoben wird, darf die Sicherung in dem praktisch drucklosen oberen Zylinderraum ebenfalls den Kolben bei Erreichen seiner End-; lage nicht blockieren.In such devices there is a requirement that the piston both in its upper and in its lower position against unintentional movement must be secured when the compressed air source escapes. Would be such a backup not provided, the piston rod suddenly became suddenly disconnected from the compressed air source sink down under the effect of their weight. Such faulty and unwanted Actuations of the piston-cylinder arrangement are to be avoided by these safeguards will. When creating, in particular, the backup for the upper end position of the piston but there is a difficult problem in that, as stated earlier, the Backup should only take effect if the compressed air source comes in failure that however, they are not effective in the normal actuation of the piston-cylinder arrangement as it would then block the piston. If the piston continues is raised by the entry of air into the lower cylinder space, the fuse is allowed in the practically pressureless upper cylinder chamber likewise the piston when it is reached its end; do not block the position.

Der Anmeldung liegt also die Aufgabe zugrunde, Sicherungen für die obere und untere Endlage des Kolbens zu schaffen, die bei Fortfall der Druckluftquelle den Kolben in der Jeweiligen Endlage sicher fixieren, die aber während des oralen Betriebes die Bewegung des Kolbens nicht beeinflussen. Diese rufgabe wird dadurch gelöst, daß der Zylinder iwei lt dem Kolben In seinen beiden Endlagen in Eingriff tretende Verriegelungergane besitzt, und daß das der einige fahrenen Kolbenstellung zugeordnete Verriegelungsorgan derart auagebildet und angeordnet ist, daß es durch den Betriebsdruck des pneumatischen oder hydraulischen Mediums außer Eingriff mit dem Kolben gehalten wird.The registration is based on the task of creating backups for the to create the upper and lower end position of the piston, those in the event of failure the compressed air source securely fix the piston in the respective end position, but the Do not interfere with the movement of the plunger during oral operation. These The task is solved in that the cylinder is in the same position as the piston in both of its Has end positions engaging locking members, and that the some Moved piston position associated locking member formed and arranged in such a way is that it is controlled by the operating pressure of the pneumatic or hydraulic medium is held out of engagement with the piston.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auf der vorderen Kolbenfläche ein mittiger, bei Erreichen der eingefahrenen Kolbens teilung in eine Ausnehmung des Zylinderbodens eintretender zapfenartiger, mit einer Ringnut versehener Ansatz befestigt und in der Ausnehmung ein unter Federdruck stehender, senkrecht zum Ansatz gerichteter, in die Ringnut einrastender Bolzen angeordnet ist, daß das vordere Ende des Absatzes konisch verjüngt und die dem Kolben zugewandte Wandung der Ringnut nach augen konisch verlaufend ausgebildet ist, und daß der Bolzen in der Ausaehmung derart angeordnet ist, daß er bei eingefahrener Kolbens teilung über die konische Wandung der Ringnut mit dieser au3er Eingriff gehalten ist.Another feature of the invention is that on the front Piston area a central, when the retracted piston division is reached into a Recess of the cylinder bottom entering pin-like, provided with an annular groove Approach attached and in the recess a standing under spring pressure, vertical to the approach directed, in the annular groove locking bolt is arranged that the front end of the shoulder tapers conically and the wall facing the piston the annular groove is conical in the eye, and that the bolt in the recess is arranged such that it is divided over when the piston is retracted the conical wall of the annular groove is held out of engagement with this.

Weiter kennzeichnet slch die Erfindung dadurch, daß die hintere Kolbenfläche einen die Kolbenstange umgreifenden, an seinem Ende eine beiderseitig konisch ausgebildete Rastwulst tragenden Bund aufweist und in dem die Ausfahrstellung des Kolbens begrenzenden Zylinderboden eine den Bund aufnehmende Ausnehmung angeordnet ist, in der über dem Umfang.verteilt, unter Federdruck stehende Rastkugel angeordnet sind.The invention is further characterized in that the rear Piston surface encompasses the piston rod, at its end one on both sides Has conical locking bead-bearing collar and in which the extended position of the piston delimiting the cylinder base arranged a recess receiving the collar is arranged in the spring-loaded locking ball distributed over the circumference are.

Schließlich ist noch wesentlich, daß der Zylinder und die Kolbenstange mit sparischen Gelenklagern ausgestattet sind.Finally, it is also essential that the cylinder and the piston rod are equipped with economical spherical bearings.

Zufolge der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausbildung des an der oberen Kolbenfläche vorgesehenen Ansatzes und des senkrecht zu ihm liegenden Riegelbolzens wird erreicht, daß beim Aufwärtsbewegen des Kolbens die konische Abschrägung des Ansatzes den Riegelbolzen zurückdrückt; wenn die Ringnut des Ansatzes den Riegelbolzen passiert, tritt die-Rer in ale Ringnut ein. Wenn der Kolben seine endgilltige Endlage erreicht wird über die konische Absc§gung der Ringnut der Riegelbolzen erneut-zurückgedrückt. Wenn nun der Kolben abwärts bewegt werden soll, wird in dem oberen Zy]inderraum Druckluft eingegeben, die bewirkt, daß der Riegelbolzen in seiner zurückgedrückten Stellung verbleibt, so daß die Ringnut am Riegelbolzen vorbeigehen kann, ohne daß dieser in sie eintritt. Die auf den Riegelbolzen wirkende Feder ist in ihrer Kraft so ausgelegt, daß sie nur einem Bruchteil des pneumatischen Druckes entspricht. Der pneumatische Druck braucht bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nicht für eine Verschiebung des Riegelbolzens zu sorgen, sondern braucht lediglich den Riegelbolzen in der,zurückgedrUckten Stellung zu halten, so daß keine Reibung am Riegelbolzen durch den pneumatischen Druck überwunden werden muß. Wenn die Luftdruckquelle ausfällt, herrscht in dem Raum oberhalb des Kolbens kein erhöhter Druck, so daß bei beginnender Abwärtsbewegung der Kolbenstange der Riegelbolzen unter der Wirkung seiner Feder in die Ringnut des Ansatzes einrastet und die golbenstange in ihrer Stellung festhält. Wenn die Druckluftquelle wieder zur Verfügung steht, muß zunächst Druckluft in den unteren Zylinderraum gegeben werden, damit der Riegelbolzen durch die konische Wand der Ringnut zurückgedrückt werden kann.As a result of the inventive arrangement and design of the upper piston surface provided approach and the locking bolt lying perpendicular to it it is achieved that when the piston moves upward, the conical bevel of the Approach pushes back the locking bolt; if the ring groove of the neck the locking bolt happens, the -Rer enters ale ring groove. When the piston has reached its final position The locking bolt is pushed back again via the conical cut-off of the ring groove. If the piston is to be moved downwards, the cylinder space at the top will be Compressed air is entered which causes the locking bolt to be pushed back in its position Position remains so that the annular groove on the locking bolt can pass without this enters into them. The spring acting on the locking bolt is in its power designed so that they are only one Fraction of the pneumatic pressure is equivalent to. The pneumatic pressure is required in the embodiment according to the invention not to provide for a shift of the locking bolt, but only needs hold the locking bolt in the pushed-back position so that there is no friction must be overcome at the locking bolt by the pneumatic pressure. When the air pressure source fails, there is no increased pressure in the space above the piston, so that when the piston rod begins to move downwards, the locking bolt is activated its spring engages in the ring groove of the neck and the piston rod in its Position. When the compressed air source is available again, you must first Compressed air is given into the lower cylinder chamber so that the locking bolt through the conical wall of the annular groove can be pushed back.

Erst dann kann in dem oberen Zylinderraum Druckluft eingegeben werden, um die Kolbens tange nach unten zu bewegen.Only then can compressed air be entered in the upper cylinder space, to move the piston rod down.

Durch die sphärisch ausgebildeten Gelenklager wird verhindert, daß bei der Zurückführung der Stoßvorrichtung Seitendrücke auf die Kolbenstange einwirken, die zweifellos zu einer Beachädigung und Störung der Yorrichtung führen würden.The spherical joint bearings prevent that when the pusher is returned, lateral pressures act on the piston rod, which would undoubtedly lead to damage to and disruption of the equipment.

Die beiliegende Zeichnung zeigt eine beispielsweise AusfUhrungsform der Erfindung.The accompanying drawing shows an exemplary embodiment the invention.

In dem Zylinder 1 ist der Kolben 2 mit seiner Klbe na tange 3 geführt. An dem oberen Ende des Zylinders ist ein sphärisches Schwenklager 4 angeordnet, während am unteren Ende der Kolbenstange 3 das ebenfalls sphärische Gelenklager 7 befestigt ist. Der Zylinder 1 besitzt einen oberen Zylinderboden 5 und eInen unteren Zylinderboden 6. Auf der oberen Stirnseite des Kolbens 2 befindet sich ein zylindrischer Ansatz 8, dermit dem den Kolben durchdringenden Ende der Kolbenstange 3 verschraubt ist. In dem Ansatz 8 ist eie Ringnut 9 angeordnet. Das vordere Ende des Ansatzes 8 ist konisch ausgebildet, ebenso verläuft auch die hintere Seitenwand 11 der Ringnut 9 konisch. In den Kolbenboden 5 befindet sich eine Ausnehmung 12, Ir die der Ansatz 8 bei Erreichen de SnJLage eintritt, wie die Zeichnung zeigt.In the cylinder 1, the piston 2 with its Klbe na tang 3 is guided. A spherical pivot bearing 4 is arranged at the upper end of the cylinder, while at the lower end of the piston rod 3, the spherical joint bearing 7 is attached. The cylinder 1 has an upper cylinder base 5 and a lower one Cylinder bottom 6. On the upper face of the piston 2 there is a cylindrical one Extension 8, which is screwed to the end of the piston rod 3 penetrating the piston is. An annular groove 9 is arranged in the projection 8. The front end of the approach 8 is conical, and the rear side wall 11 of the annular groove also runs 9 conical. In the piston head 5 there is a recess 12, Ir which is the approach 8 occurs when the SnJLage is reached, as the drawing shows.

It alter Querbohrung er Ausnehmung 12 befindet sich der Riegelbolzen 13,der unter Wirkung der Feder 14 steht. Wie in der Zeichnung gezeigt ist, befindet sich in der oberen Endlage des Kolbens 2 die Mitte der Ringnut 9 nicht fluchtend mit der Achse des Riegelbolzens 13, so daß sich nach Erreichung der Endlage der Riegelbolzen 13 in zurückgedrückter Stellung befindet. In die Ausnehmung 12 mündet die der luftzuführung dienende Bohrung 15. Wenn der Kolben nach un-' ten bewegt werden soll, wird Druckluft in die Bohrung 15 eingegeben. Der Betriebsdruck beträgt beispielsweise 6 atü, während die Federkraft etwa 2 atü entspricht. Da sich der Druck in dem oberen Zylinderraum relativ schnell aufbaut, wird der Riegelbolzen 13 durch den Druck in der gezeichneten Stellung gehalten, so daß der Kolben unter Wirkung des Druckes nach unten bewegt werden kann. Wenn keine Druckluft.The locking bolt is located in the old cross hole in the recess 12 13, which is under the action of the spring 14. As shown in the drawing is located In the upper end position of the piston 2, the center of the annular groove 9 is not in alignment with the axis of the locking bolt 13, so that after reaching the end position of the Lock bolt 13 is in the pushed-back position. Opens into the recess 12 the air supply hole 15. When the piston moves downwards is to be, compressed air is entered into the bore 15. The operating pressure is for example 6 atü, while the spring force corresponds to about 2 atü. Since the pressure in the upper cylinder space builds up relatively quickly, the locking bolt is 13 held by the pressure in the position shown, so that the piston under Effect of the pressure can be moved downwards. When no compressed air.

in die Bohrung 15 eingegeben wird, rastet der Riegelbolzen 13 nach geringer Abwärtsbewegung des Kolbens 2 in die Ringnut 9 ein und fixiert den Kolben so in seiner oberen Stellung.is entered into the bore 15, the locking bolt 13 snaps small downward movement of the piston 2 in the annular groove 9 and fixes the piston so in its upper position.

In dem unteren Kolbenboden 6 befindet sich eine Ausnehmung 19, in die eine Öffnung 16 für die Luftzuführung einmündet.In the lower piston head 6 there is a recess 19 in which opens an opening 16 for the air supply.

In der Wandung der Ausnehmung 19 sind durch Federn 21 belastete Rastkugel 20 in Mehrzahl huber den Umfang verteilt angecrdnet. An der unteren Kolbenfläche befindet sich eine Buchse 17, die an ihrem Ende einen beiderseitig konisch verlaufenden Wulst 18 besitzt. Wenn der Kolben 2 in die untere Endlage eintritt, rasten die Kugeln 20 hinter der Ringwulst 18 auf der Buchse 17 ein und sichern so den Kolben gegen ungewollte Aufwärtsbewegung. Erst wenn Druckluft durch die Öffnung 16 in die Ausnehmung 19 eingegeben wird, wird unter der Wirkung des Druckes der Kolben 2 angehoben, wobei die Kueln 20 huber die Rastwulst 1 gleiten, so daA der Kolben 2 i se:ne obere Endlage gebra«t:t erden kann.In the wall of the recess 19 there are locking balls loaded by springs 21 20 tied in the majority distributed over the circumference. On the lower piston surface there is a bush 17, which at its end is a conical on both sides Has bead 18. When the piston 2 enters the lower end position, the balls snap into place 20 behind the annular bead 18 on the socket 17 and thus secure the piston against unwanted upward movement. Only when compressed air through the opening 16 into the recess 19 is entered, the piston 2 is raised under the action of the pressure, whereby the balls 20 slide over the locking bead 1 so that the piston 2 is in its upper end position brewed: t can earth.

Claims

1. Impact device for the intermittent introduction of perforations in walls, for example in the crust of reduction furnaces for the production of Aluminum, consisting of a hanging pneumatically or hydraulically operated Piston-cylinder arrangement in which the downward-facing piston rod forms the pusher eye, For example, shock midsole carries, and the piston for the purpose of making the perforations is moved out of the cylinder, so that it is not possible to do so the cylinder (1) engages two with the piston (2) in both of its end positions Locking members (13,20) has, and that the retracted piston position Associated locking device (13) is designed and arranged such that it disengages due to the operating pressure of the pneumatic or hydraulic medium is held with the piston (2).

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that on the front piston surface a central, when reaching the retracted piston position in a recess (12) of the cylinder base (5) entering peg-like, with a Ring groove (9) provided accessory (8) attached and in the recess (12) a under pressure (14) standing, perpendicular to the attachment (8), in the annular groove (9) locking bolt (13) is arranged that the front end (10) of the extension (8) tapers conically and the wall facing the piston (2) (11) of the annular groove (9) is designed to taper outwards, and that the Bolt (13) is arranged in the recess (12) such that it is retracted when Piston position over the conical wall (11) of the annular groove (9) with this except Engagement is held.

3. Device according to claim 1, characterized in that the rear Piston area encompasses the piston rod (3) and one on both sides at its end has conical locking bead (18) carrying collar (17) and in which the Extension position of the piston (2) limiting the cylinder base (6) a collar (17) receiving recess (19) is arranged in, which is distributed over the circumference, under Spring pressure (21) breathing Raatkugeln (20) are arranged,

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the cylinder and the piston rod with spherical Spherical bearings (4,7) are auageatatt.

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