DE1935782B2 - Stelleinrichtung für den Stopfen in einem einer Stranggießkokille vorgeschalteten Zwischengefäß - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bctriffi. eine Stelleinrichtung für den Stopfen in einem einer Stranggießkokille vorgeschalteten Zwischengefäß, bestehend aus einem nach Art eines Parallelogramms ausgebildeten Hebelsystem, das mit einem Regler verbunden ist und das einen oberen Hebel mit in seinem Scheitel liegenden ortsfesten Drehpunkt aufweist, an dessen einem horizontal gerichteten Hebelarm das obere Ende einer zur Aufnahme der Stopfenstange eingerichteten Halterung angelenkt ist, während das untere Ende der Halterung an einen parallel zum oberen horizontalen Hebelarm angeordneten unteren Hebel angelenkt ist, der um einen ortsfesten Drehpunkt schwenkbar ist.

Eine derartige Stelleinrichtung ist durch die DT-AS 07 900 bekannt, die eine Vorrichtung zur Regulierung des Mctall/.uflusses beim Stranggießen mehrerer Blöcke beschreibt. Diese vorbekannte Vorrichtung weist eine nach Art eines einfachen Parallelogramms ausgebildete Hebelanordnung auf, an deren einem Ende ein auf dem Metallspiegel aufsitzendes Tastorgan direkt angreift und an deren anderem Ende ein Regulierschieber /ur Regulierung des Mctall/.uflusses angeordnet ist. Es ist somit bekannt, zur Regulierung des Metallzuflusses beim Stranggießen die Ausflußöffnungen in den Verteilerrinnen durch Schieber oder dergleichen Steuermittel im Rhythmus des sich hebenden und senkenden Metallspiegels in der Gießform zu verändern. Die Stelleinrichtung nach der vorgenannten Auslegeschrift gestattet jedoch keine individuell de.T gegebenen Verhältnissen anpaßbare Signalübertragung vom Meßort (Tastorgan) zum Stellort (Regulierschie-

ber). Wenn nämlich durch das Tastorgan eine Bewegung eingeleitet wird, so erfolgt eine der gewählten Hebelübersetzung entsprechende Bewegung des Regulierschiebers, die jedoch stets in einer starren linearen Zuordnung zur Bewegung des Tastorgans steht. Ein weiterer Nachteil, mit dem die in Rede stehende be kannte Vorrichtung behaftet ist, besteht darin, daß dort neben der Vertikalbewegung beim Verstellen des Regulierschiebers stets auch eine Verlagerung dieses Schiebers in horizontaler Richtung eintritt. Dies ist insofern nachteilig, da eine solche horizontale Verlagerung des Regulierschiebers bzw. einer Stopfenstange zu Schwierigkeiten im Betrieb führen kann, beispielsweise zu Verklemmungen des Stopfens.

Es ist wohl eine Vorrichtung zum Bewegen der Ko-

2$ kille von Stranggießanlagen bekannt (DT-AS 12 33 107), bei der ein bestimmter Bewegungsverlauf der Kokille durch eine besondere Anordnung und Kopplung von zwei Hebelarmen erzielt wird, wobei die Hebelpaare außermittig des Abstandes ihrer Drehach-

sen gekoppelt sind. Bei jener bekannten Einrichtung soll die KoIiIIe jedoch kreisbogenförmig bewegt werden, wie dies beim Gießen von gebogenen Strängen erforderlich ist. Eine Lehre, wie ein nach Art eines Parallelogramms ausgebildetes Hebelsystem, welches bei der hier vorgeschlagenen Stelleinrichtung Verwendung finden soll, zu gestalten ist, damit die Verstellbewegung des Stopfens möglichst genau in vertikaler Richtung erfolgt, kann der letztgenannten Auslegeschrift nicht entnommen werden.

Es ist wohl bekannt, bei einer Anordnung zur axialen Bewegung einer Kokille in Stranggießanlagen (FR-PS 15 70 156, insbesondere F i g. 3 und 4) eine Drehbewegung in eine fast vertikale Bewegung umzusetzen. Die dort verwendete Hebelanordnung bzw. Getriebetechnik ist jedoch äußerst umständlich und aufwendig, da nicht weniger als zweimal 20 Drehpunkte in den beiden senkrecht aufeinander stehenden Ebenen für die zahlreichen Gestängeteile erforderlich sind. Hinzu kommen noch 4 Drehpunkte für den Antrieb, d. h., es sind insgesamt 44 Gelenke nötig.

Weiter ist eine Vorrichtung zur Betätigung einer Stopfenstange an Gefäßen für flüssiges Metall, insbesondere an Stahlgießpfannen bekannt (DT-AS 12 35 525). Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt die Kraftübertragung von einem motorischen Verstellgerät über einen Auslegerarm auf einen Führungsschlitten und von dort über eine Traverse auf die Stopfenstange. Dabei besteht der Auslegerarm aus einer ganzen Reihe von gelenkig verbundenen Einzelteilen einschließlich eines Bolzens, der einen Winkclhebel bildet, der auf seinem Ende ein Gewicht trägt, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß diese Teile normalerweise beim Betrieb der N orrichtung durcn das motorische Verstellgcräl ein starres Dreieck bilden, so daß

⁶S eine durch das motorische Verstellgeräl eingeleitete Kraft, die parallel zum Schlitten gerichtet ist, auf diesen schiebend wirkt, wodurch die Stopfenstange betätigt wird. Fällt das motorische Vcrstellgerät aus, so wird

der als Winkelhebel ausgebildete Bolzen mit dem Gewicht umgelegt, wodurch die Starrheit der beschriebenen Anordnung insoweit aufgehoben wird, daß eine Verstellung der Stopfenstange von Hand möglich ist.

Besonders nachteilig hat sich bei Betätigungsvorrichtungen von Stopfenstangen, die nach diesem Prinzip arbeiten, die Anordnung der Führung für den vorerwähnten Schlitten, der mittels der Traverse mit der Stopfenstange verbunden ist, erwiesen. Die Gleitführung hat infolge erhöhter Reibung zwischen den ihermisch hoch belasteten Teilen zu Verklemmungen Anlaß gegeben, die dann zum Ausfall der Vorrichtungen führten. Man hat dann in dem Bestreben diesen Mangel abzustellen, d. k, usn eine ausreichende Beweglichkeit zwischen den in Rede stehenden Teilen (Schlitten und dessen Führung) während des Betriebes sicherzustellen, bei derartigen Vorrichtungen versucht, das Spiel zwischen den vorgenannten Teilen nachträglich zu vergrößern. Dies führt wiederum zu einem Verkanten des Schlittens mit der Folge, daß die Stopfenstange an der Auslauf öffnung verklemmt wurde.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stelleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die unter Vermeidung der den bekannten einschlägigen Einrichtungen anhaftenden Nachteile und Mangel sich vor allem durch eine gute Anpassungsfähigkeit an den vorgeschalteten Regler auszeichnet. Das heißt, es soll eine beliebig wählbare Zuordnung der von einem Regler ausgesteuerten Hubbewegung zu der Bewegung des Stopfens bzw. zu der Größe des freigegebenen Zuflußquerschnittes mit einfachen Mitteln verwirklicht werden. Weiter soll die Stelleinrichtung so ausgebildet sein, daß die Verstellbewegung des Stopfens in praktisch vertikaler Richtung erfolgt. Dabei soll sich die Stelleinrichtung durch weitgehendste Vermeidung von Reibungseinflüssen und einen spielfreien Übergang bei Richtungsumkehr der Stopfenbewegung auszeichnen, d. h., es sollen bei dem Hebelsystem der Stelleinrichtung möglichst wenig Drehpunkte und Gelenke vorgesehen sein. Weiter soll sichergestellt sein, daß keine Verklemmungen, insbesondere zwischen thermisch hoch belasteten Teilen der Einrichtung (beispielsweise der Stopfenstange an der Ausflußöffnung), auftreten. Die Stelleinrichtung soll somit einfach und unkompliziert ausführbar sein, so daß sie im Hinblick auf den rauhen Stahlwerksbetrieb genügend robust und wenig störanfällig gestaltet werden kann.

Die vorgenannte Aufgabe bzw. die gesteckten Ziele werden dadurch gelöst bzw. erreicht, daß bei einer Stelleinrichtung für den Stopfen in einem einer Stranggießkokille vorgeschalteten Zwischengefäß, Destehend aus einem nach Art eines Parallelogramms ausgebildeten Hebelsystem, das mit einem Regler verbunden ist und das einen oberen Hebel mit in seinem Scheitel liegenden ortsfesten Drehpunkt aufweist, an dessen einem horizontal gerichteten Hebelarm das obere Ende einer zur Aufnahme der Stopfenstange eingerichteten Halterung angelenkt ist, während das untere Ende der Halterung an einen parallel zum oberen horizontalen Hebelarm angeordneten unteren Hebel angelenkt ist, der um einen ortsfesten Drehpunkt schwenkbar ist. gemäß der Erfindung der obere Hebel als Winkelhebel ausgebildet ist, auf dessen anderen senkrecht gerichteten Hebelarm die von dem Regler ausgesteuerte Stcllkralt mittels einer Nockenscheibe übertragen wird.

Durch die vorgeschlagene Anordnung des Hebelsystems, bei der der eine Hebel als Winkclhcbel ausgcbildet ist, wird es in einfacher und dabei raumsparender Weise ermöglicht, die Wirkung der von dem Regler ausgesteuerten Stellkraft über die Nockenscheibe auf das Hebelsystem zu übertragen. Dabei hat man es nun durch eine entsprechende Wahl der Form der Nockenscheibe in der Hand, eine beliebige, den jeweiligen Verhältnissen angepaßte Zuordnung zwischen der ausgesteuerten Hubbewegung des Reglers und der Bewegung des Stopfens bzw. der Größe des freigegebenen >° Zuflußquerschnittes zu erhalten. Die in Rede stehende Zuordnung bzw. die Kennlinie für den Regelvorgang kann auch bei bestehenden Einrichtungen durch Austausch der Nockenscheibe gegen eine mit entsprechend anderei Kurvenform noch nachträglich geändert werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung steht der untere horizontale Hebel unter der Wirkung einer nach abwärts gerichteten einstellbaren Kraft, beispielsweise einer Federkraft. Auf diese Weise wird eine spielfreie Hubübenragung auf den Stopfen gewährleistet. Dank der durch die Erfindung vorgesehenen Maßnahmen kann bei Verwendung einfacher mechanischer Mittel für das Übertragungssystem die Durchsatzmenge des Gießgutes entsprechend der Vorlaufgeschwindigkeil *5 und des Gießspiegelquerschnittes genau und zuverlässig so dosiert werden, daß das Gießspiegelniveau in der Kokille innerhalb vorgegebener Grenzen konstant gehalten wird. Mit anderen Worten, der Metallzufluß kann mit Hilfe der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung mit großer Regelmäßigkeit durchgeführt werden, wie dies beim Gießen von Strängen im kontinuierlichen Verfahren unerläßlich notwendig ist.

Nach einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der untere horizontale Hebel langer als der obere horizontale Hebelarm. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, daß die Verstellbewegung des Stopfens praktisch in vertikaler Richtung erfolgt. Eine weitere Vereinfachung der Stelleinrichtung wird gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung dadurch erreicht, daß der ortsfeste Drehpunkt des unteren Hebels so angeordnet ist, daß er mit dem Drehpunkt der Nockenscheibe zusammenfällt.

Für den Fall, daß der Regler ausfällt, ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine zusätzliche Vorrichtung zur Betätigung des Stopfens von Hand vorgesehen, und zwar mittels eines am unteren Ende des senkrechten Hebelarmes des Winkelhebels über eine Rolle angreifenden Handhebels. Dabei ist zweckmäßigerweise eine am senkrecht gerichteten Hebelarm des Winkelhebels befestigte, zur Kraftübertragung zwischen der Nockenscheibe und dem Winkelhebel dienende Rolle vorgesehen.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es bedeutet dabei 21 eine Stranggießkokille. Oberhalb dieser Kokille ist ein Verteilergefäß 22 angeordnet, von dem das flüssige Metall (Gießgut) der Kokille zufließt. Der Querschnitt der Ausflußöffnung 23 des Verteilergefäßes ist mittels eines Stopfens 9 einstellbar. Die er^ft° findungsgeniäße Stelleinrichtung für die Betätigung des Stopfens besteht im wesentlichen aus einem Hebelsystem, das nach Art eines Parallelogramms angeordnet ist. Dieses wird aus einem Winkelhebcl 6 mit in seinem Scheitel liegenden ortsfesten Drehpunkt 16 gebildet, an ^ dessen einem im wesentlichen horizontal gerichteten Hebelarm 17 das obere Ende eines zur Aufnahme der Stopfenstange eingerichteten Gabelstückes 8 angelcnkt ist. An dem anderen, im wesentlichen senkrecht gcrich-

Hebelarm 18 greift die von einem Regler 24 ausgesteuerte Stellkraft an. Das untere Ende des Gabelstückes 8 ist an einem parallel zum horizontalen Hebelarm 17 angeordneten weiteren Hebel 7 angelenkt, der um einen ortsfesten Drehpunkt 19 schwenkbar ist. Wie die Zeichnung erkennen läßt, ist die Stopfenstange an ihrem oberen Ende mit Gewinde versehen und mittels der Muttern 28 einstellbar in dem Gabelstück 8 befestigt.

Die von dem Regler 24 gesteuerte Stellkraft wird auf den Winkelhebel 6 mittels einer Nockenscheibe 3 übertragen, die an dem senkrechten Hebelarm 18 des Winkelhebels über eine an diesem befestigte Rolle 5 angreift. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Stellkraft des Reglers bzw. die von ihm ausgesteuerte Hubbewegung in an sich bekannnter Weise mittels eines flexiblen Zuggliedes 20 übertragen, welches mittels eines Verbindungsstückes 1 an einem mit der Nockenscheibe 3 verbundenen Hebel 4 angreift

Der Regler 24 arbeitet in Abhängigkeit von der Metallspiegelhöhe in der Kokille 21 im Sinn einer Konstanthaltung dieses Niveaus. Mit 26 ist eine Meßeinrichtung bezeichnet, die durch Messung des Höhenstandes des Metallspiegels 25 entsprechende Eingangssignale über die gestrichelt angedeutete Impulsleitung 27 für die Regeleinrichtung liefert. Es gibt vielerlei Arten von Mitteln zur Feststellung des Höhenstandes des Metallspiegels. Beispielsweise kann dies mit Hilfe von die Kokille bzw. die Metallsäule durchdringenden Strahlen, mit Hilfe von elektrischen Kontakten oder in sonst an sich bekannter Weise erfolgen. Sinkt der Metallspiegel 25 in der Kokille 21, so liefert der Regler ein Ausgangssignal demzufolge über nicht dargestellte, an sich bekannte Verstärkermittel das Zugglied 20 im Sinn der voll ausgezogenen Pfeilrichtung verstellt und dadurch die Nockenscheibe 3 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird; sie bewegt dabei den Winkelhebel 6, so daß die an dem Gabelstück 8 befestigte Stopfenstange sich in senkrechter Richtung aufwärts bewegt, wodurch der Zuflußquerschnitt bei 23 vergrößert wird.

Wie die Zeichnung weiter erkennen läßt, steht der horizontale Hebel 7 ständig unter der Wirkung einer nach abwärts gerichteten einstellbaren Kraft, beim Ausführungsbeispiel unter der Kraftwirkung der Feder 10, durch die über das Hebelsystem kraftschlüssig ein Schließdruck für den Stopfen 9 übertragen wird.

Wenn umgekehrt das Gießspiegelniveau 25 über eine vorgegebene Grenze steigt, erfolgt sinngemäß über den Regler 24 eine Betätigung der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung im Sinn der gestrichelt eingezeichneten Pfeilrichtungen, wobei das Hebelsystem unter der Wirkung der Feder 10 um den Fixpunkt 16 entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt und dadurch der Stopfen 9 gesenkt bzw. die Auslaßöffnung 23 verkleinert wird.

Mittels der Einstellschraube 11 kann die Vorspannung der Feder 10 verändert bzw. der Schließdruck für den Stopfen 9 eingestellt werden. Für die Bewegung der Nockenscheibe 3 im Sinne der gestrichelt gezeichneten Pfeilrichtung können erforderlichenfalls in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel, beispielsweise eine besondere Rückstellfeder vorgesehen sein.

Durch entsprechende Wahl der Drehpunkte für die Hebel 6, 7 kann erreicht werden, daß die Spitze des Stopfens 9 bei Betätigung der Stelleinrichtung sich in einer annähernd senkrechten Richtung bewegt. Eine hierfür besonders zweckmäßige Anordnung ergibt sich, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der parallel zum horizontalen Hebelarm 17 des Winkelhebels angeordnete Hebel 7 so bemessen wird, daß er langer ist als der vorgenannte Hebelarm 17. Dabei kann, wie es das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, der ortsfeste Drehpunkt des Hebels 7 mit dem Drehpunkt 19 der Nockenscheibe 3 zusammenfallen.
Wie die Zeichnung weiter erkennen läßt, ist für den Fall, daß der Regler defekt wird bzw. ausfällt, außerdem eine Vorrichtung zur Betätigung des Stopfens 9 von Hand vorgesehen. Sie besteht bei dem gewählten Ausführungsbeispiel aus einem mit einem Handgriff versehenen Hebel 2. der um einen ortsfesten Drehpur.kt 29 schwenkbar ist und mit seinem kürzeren gabelförmig ausgebildeten Arm eine an dem Arm 18 des Winkelhebels 6 angeordnete Rolle 15 umfaßt. Zusätzliche Handbetätigungsvorrichtungen für den Stopfen sind an sich bekannt.

Um eine willkürliche Verstellung des Stopfens 9 vor Hand jederzeit vornehmen zu können, ist die Nocken scheibe 3 so ausgebildet bzw. die gegenseitige Anord nung von Nockenscheibe und Rolle 5 so getroffen, daf auch für eine durch den Handhebel 2 im Sinne der ge strichelt gezeichneten PfeilricMungen bewirkte Ver Stellbewegung des Stopfens keine Selbsthemmung zwi sehen Rolle 5 und Nockenscheibe 3 eintritt, d. h- dai eine eventuell von der Nockenscheibe vorgegeben! Stopfenstellung von Hand überdrückt werden kann.

Wie die Zeichnung erkennen läßt kann die Stellein richtung so ausgebildet werden, daß sämtliche Lager und Befestigungsstellen 16,19, 29 in einem Gehäuse i: angeordnet sind, das über Verbindungsbolzen 14 ju stierbar mit einer an dem Verteilergefäß 22 befestigtei

Konsole 13 verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Stelleinrichtung für den Stopfen in einem einer Stranggießkokille vorgeschalteten Zwischengefäß, bestehend aus einem nach Art eines Parallelogramms ausgebildeten Hebelsystem, das mit einem Regler verbunden ist und das einen oberen Hebel mit in seinem Scheitel liegenden ortsfesten Drehpunkt aufweist, an dessen einem horizontal gerichteten Hebelarm das obere Ende einer zur Aufnahme der Stopfenstange eingerichteten Halterung angelenkt ist, während das untere Ende der Halterung an einen parallel zum oberen horizontalen Hebelarm angeordneten unteren Hebel angelenkt ist, der um einen ortsfesten Drehpunkt schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Hebel (6) als Winkelhebel ausgebildet ist, auf dessen anderen senkrecht gerichteten Hebelarm (18) die von dem Regler ausgesteuerte SteHkraft miliels einer Nockenscheibe (3) übertragen wird.

2. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere horizontale Hebel (7) unter der Wirkung einer nach abwärts gerichteten einstellbaren Kraft, beispielsweise Federkraft, steht.

3. Stelleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der untere horizontale Hebel (7) länger ist als der obere horizontale Hebelarm (17).

4. Stelleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Drehpunkt des Hebels (7) mit dem Drehpunkt der Nockenscheibe (3) zusammenfällt.

5. Stelleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Vorrichtung zur Betätigung des Stopfens (9) von Hand, mittels eines am unteren Ende des senkrechten Hebelarmes (18) über eine Rolle (15) angreifenden Handhebels (2) und durch eine am Arm (18) des Winkelhebels befestigte, zur Kraftübertragung zwischen Nockenscheibe (3) und Winkelhebel (6) dienende Rolle (5).