DE1935782C3 - Stelleinrichtung für den Stopfen in einem einer Stranggießkokille vorgeschalteten Zwischengefäß - Google Patents
Stelleinrichtung für den Stopfen in einem einer Stranggießkokille vorgeschalteten ZwischengefäßInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft 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 Metallzuflusses 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
zur Regulierung des Metalizuflusses an-Hnpi
ist Es ist somit bekannt, zur Regulierung des Kl zuf. ses beim Strangg.eßen die Ausflußöffnun-M
, _ ,/„-.»^rrinnen durch Schieber oder derglei-Sen^eu'erm'iueiTm
Rhythmus des sich hebenden und senkenden Metallspiegels in der Gießform zu verandern
Die Stelleinrichtung »ach der vorgenannten Ausfeeeschrift
gestattet jedoch keine md.v.due 1 den gegebenen Verhältnissen anpaßbare Signalübertragung
vom Meßort (Tastorgan) zum Stellort (Regul.ersch.e-,o
IT) Wenn nämlich durch das Tastorgan eine Bewegung
eingeleitet wird, so erfolgt eine der gewählten
Hebelübersetzung entsprechende Bewegung des ReguiVerschiebers.
die jedoch stets in einer starren linearen Zuordnung zur Bewegung des Tastorgans steht. Em
,5 weherer Nachteil, mit dem die in Rede stehende bekannte
Vorrichtung behaftet ist. besteht dann, daß dort neben der Ver.ikalbewegung beim Verstellen des Re-Serschiebers
stets auch eine Verlagerung dieses SchTebers in horizontaler Richtung e.ntmi Dies .si ms'-rn
nachteilig, da eine solche horizontale Verlagerung des Regulierschiebers bzw. einer Stopfenstange
zu Schwierigkeiten im Betrieb führen kann, beispielsweise
zu Verklemmungen des Stopfens.
Fs is- wohl e.ne Vorrichtung zum Bewegen der Ko-.5
kille "von S.ranggießanlagen bekannt (DT-AS P 33 107) bei der ein bestimmter Bcwegungsverlauf
der Kokille durch eine besondere Anordnung und Kopplung von zwei Hebelarmen erziel, wird, wobei die
Hebelpaare außermittig des Abstandes ihrer Drehachse sen gekoppelt sind. Bei jener bekannten t.nr.chtung
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 Hebclsystem, welches bei der hier vorgeschlagenen Stelleinrichtung Verwendung
finden soll, zu gestalten ist. damit die Verstellbewe/ung
des Stopfens möglichst genau in vertikaler Richtung erfolgt, kann der letztgenannten Auslcgeschrift
nicht entnommen werden.
' Es ist wohl bekannt, bei einer Anordnung zur axialen
Bewegung einer Kokille in Stranggießanlagen (I-R-PS 15 70 156 insbesondere F i g. 3 und 4) e.ne Drehbewegung
in eine fast vertikale Bewegung umzusetzen. Die dort verwendete Hebelanordnung bzw. Getnebetechnik
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 insgcsamt
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 Winkelhebel bildet der auf seinem Ende ein Gewicht trägt, wobei die
Anordnung so getroffen ist, daß diese Teile normalerweise beim Betrieb der Vorrichtung durch das motorische Verstellgerät ein starres Dreieck bilden, so daß
65 eine durch das motorische Verstellgerät eingeleitete
Kraft die parallel zum Schlitten gerichtet ist, auf diesen schiebend wirkt, wodurch die Stopfenstange betätigt
wird Fällt das motorische Verstellgerät aus, so wird
der als Winkelhebel ausgebildete Bolzen mit dem Gewicht umgelegt, wodurch die Starrhei; 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 dieserr 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 thermisch hoch belasteten Teilen zu Verklemmungen Anlaß
gegeben, die dann zum Ausfall der Vorrichtungen führten. Man hat dann in dem Bestreben diesen Mangel
abzustellen, d. h.. um 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 Auslauföffnung 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 Verstcllbewegung des Stopfenr 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, bestehend
aus einem nach Art eines Parallelogiamms 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 Stellkraft mittels einer Nockenscheibe übertragen wird.
Durch die vorgeschlagene Anordnung des Hebelsystems,
bei der der eine Hebel als Winkelhebel ausgebildet ist, wird es in einfacher und dabei raumsparender
We'se ermöglicht, die Wirkung der von dem Regler ausgesteuerter. Steükraft über die Nockenscheibe auf
das Hebelsystem zu übertragen. Dabei hat man es nu.i 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
ίο Zuflußquersehnittes 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 anderer 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, ^iuf diese Weise wird eine spielfreie
Hubübertragung auf den Stopfen gewährleistet. Dank der durch die Erfindung vorgesehenen Maßnahmen
kann bei Verwendung einfacher mechanischer Mitlei für das Übertragungssystem die Durchsatzmenge des
Gießgutes entsprechend der Vorlaufgeschwindigkeit 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
to 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 ut 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 erfindungsgemäße
Stelleinrichtung für die Betätigung des Stopfens besteht im wesentlichen aus einem Hebelsystem,
das nach Art eines Parallelogramms angeordnet ist. Dieses wird aus einem Winkelhebel 6 mit in seinem
Scheitel liegenden ortsfesten Drehpunkt 16 gebildet, an
6<> dessen einem im wesentlichen horizontal gerichteten
Hebelarm 17 das obere Ende eines zur Aufnahme der Stopfenstange eingerichteten Gabelstückes 8 angelenkt
ist. An dem anderen, im wesentlichen senkrecht gerich-
teten 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 befe-
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 an
greift. 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 lmpulsleitung
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 !äßt, 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 Ciießspiegelniveau 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 Ib 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 finden
Stopfen 9 eingestellt werden. Für die Bewegung der Nockenscheibe 3 im Sinne der gestrichelt gezeichneten
Pfeilrichtung können erforderlichenfalls in der ίο 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 länger 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 Handgnfl versehenen Hebel 2, der um einen ortsfesten Drehpunkt
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 von Hand jederzeit vornehmen zu können, ist die Nockenscheibe
3 so ausgebildet bzw. die gegenseitige Anordnung von Nockenscheibe und Rolle 5 so getroffen, daß
auch für eine durch den Handhebel 2 im Sinne der gestrichelt gezeichneten Pfeilrichtungen bewirkte Verstellbewegung
des Stopfens keine Selbsthemmung zwischen Rolle 5 und Nockenscheibe 3 eintritt, d. h.. daß
eine eventuell von der Nockenscheibe vorgegebene Stopfenstellung von Hand überdrückt werden kann.
Wie die Zeichnung erkennen läßt, kann die Stelleinrichtung so ausgebildet werden, daß sämtliche Lagerund
Befestigungsstellen 16, 19, 29 in einem Gehäuse angeordnet sind, das über Verbindungsbolzen 14 justierbar
mit einer an dem Verteilergefäß 22 befestigten Konsole 13 verbunden ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
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 Hebe! 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 Stellkraft mitteis 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) langer 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 zwisehen Nockenscheibe (3) und Winkclhebcl (6) dienende
Rolle (5).
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