DE19848301C2

DE19848301C2 - Vorrichtung zum Ankoppeln eines oszillierenden Antriebs

Info

Publication number: DE19848301C2
Application number: DE1998148301
Authority: DE
Inventors: Andreas Ruta; Horst Von Wyl; Hans-Joachim Paris
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1998-10-14
Filing date: 1998-10-14
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2018-10-15
Also published as: DE19848301A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ankoppeln eines oszillierenden, insbesondere hydraulischen Antriebs über eine Hubstange an eine schwingende Baugruppe, insbesondere an eine stationäre Kokille einer Bogenstranggießanlage.

Aus der DE 35 43 790 ist eine Einrichtung zur Regelung der Oszillation einer Stranggießkokille für Metall bekannt, bei der neben anderen Antrieben als Antriebselement ein Hydraulikzylinder eingesetzt wird. In horizontaler Richtung wird der Hubtisch durch eine Hubtischführung in seiner Horizontalbewegung eingeengt. Es sind aber auch andere Hubtischführungen einsetzbar, wie z. B. zwischen dem Hubtisch und dem Fundament angeordnete Lenker oder, bei Einsatz eines Hydraulikzylinders als Antriebselement, eine Keilspaltlagerung der Hydraulikelemente.

Bei dieser besonderen Einengung der Horizontalbewegung der Kokille durch die Hubtischführung können in nachteiliger Weise Zwängungen auftreten.

Aus der DE 43 41 719 sind bei einer Einrichtung zum Stranggießen von Stahl Hydraulikzylinder als Oszillationsantrieb für die Stranggießkokille eingesetzt. Die Hydraulikzylinder sind hierbei auf Konsolen des Tragrahmens fest angeordnet. Das obere, an Befestigungsblöcken angreifende Ende der Kolbenstange ist als Feder element ausgebildet, so daß bei Kokillen mit gekrümmter Längsachse und dementsprechend einer Kokillenoszillationsbewegung auf einem Bogen und einer tangentialen Bewegung der Kolbenstange Auslenkungen des Angriffspunktes der Kolbenstange durch die bogenförmige Kokillenbewegung von den Federelementen aufgenommen werden und damit die Funktionstüchtigkeit der Hydraulikzylinder nicht beeinträchtigt wird.

Diese Federelemente gleichen aber nur einen geringen Versatz aus. Treten in Ausnahmesituationen relativ große Achsversätze auf, dann werden entweder die Verbindungselemente oder der Antrieb übermäßig beansprucht.

Die Erfindung hat sich das Ziel gesetzt, mit einfachen konstruktiven Mitteln eine spielfreie Ankopplung von Hydraulikzylindern an beliebige Systeme zu schaffen, bei denen in Ausnahmesituationen ein zum Normalbetrieb besonders großer Achsversatz zu erwarten ist.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch die Merkmale des Anspruchs 1. Die nachfolgenden Ansprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, zum Ankoppeln eines oszillierenden Antriebs über eine Hubstange an eine schwingende Baugruppe den zylindrischen Zentralteil der Hubstange mit einem größeren Durchmesser zu versehen als die beidendig hieran angeschlossenen Biegeteile. Diese Biegeteile weisen kopfendig Elemente auf, die mit einem Antrieb wie auch an der schwingenden Baugruppe, insbesondere einer stationären Kokille einer Bogenstranggießanlage, vorgesehenen Bauteilen korrespondieren, mit denen sie spielfrei gleitend verbunden sind. Bei der gleitenden Bewegung der Bauteile zu den Biegeteilen verändert sich ihr Winkel zueinander. Weiterhin sind Klemmelemente vorgesehen, mit denen die Kraft zur Veränderung der Winkel zwischen den Biegeteilen und den Bauteilen einstellbar ist.

Beim Einsatz einer hydraulischen Oszillationseinrichtung, die über eine Biegestange die Kräfte auf eine Stranggießkokille überträgt, werden erfindungsgemäß keine bzw. vernachlässigbar geringe Querkräfte auf den Antriebszylinder übertragen. Gleichzeitig besitzt die Biegestange eine hohe Steifigkeit in Hubrichtung und die Ankopplung des Antriebs an die oszillierende Einrichtung erfolgt spielfrei.

Bei Format- und/oder Qualitätsänderungen und gerade bei Stillständen bzw. Wiederanfahren der Stranggießanlage kommt es infolge der thermischen Änderung zu deutlichen Bewegungsänderungen der Ankopplungspunkte der Biegestange an die Kokille. Sobald sich der neue Betriebszustand eingestellt hat, verharrt der Anlenkpunkt in seiner Horizontalposition.

Erfindungsgemäß werden diese großen senkrecht zur Strangabzugsrichtung weisenden Strecken der Kokille durch die gleitende Verbindung der Bauteile mit den Biegeteilen aufgenommen.

Zur Aufnahme der periodischen Wechselbiegungen werden im eingeschwungenen Betriebszustand die Bereiche der Biegestange, in denen die Biegungen eingeleitet werden, relativ dünn, d. h. mit geringem Querschnitt ausgeführt. Der deutlich dickere Mittelteil der Biegestange grenzt die Längung ein, so daß nur ein kleiner Hubverlust zu verzeichnen ist.

Durch die Aufteilung der jeweiligen Funktionen, und zwar die Übernahme geringer horizontaler Veränderung der Kokille während des Betriebes durch die Biegeteile der Hubstange und die Übernahme der großen horizontalen Änderungen in den Ausnahmesituationen durch die Gleitverbindung zwischen den Bauteilen und den Biegeteilen, werden hohe Standzeiten bei den Antrieben erreicht.

Ein Beispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Zeichnung dargelegt. Dabei zeigen

Fig. 1 eine Hubstange mit Kugelköpfen,

Fig. 2 eine Hubstange mit Kardangelenk,

Fig. 3 eine Hubstange mit Zentralantrieb,

Fig. 4 Detail des Kragens und Übertopf.

Alle drei Figuren zeigen eine Hubstange mit einem Zentralteil 21 und einem antriebsseitigen Biegeteil 22 sowie einem bauteilseitigen Biegeteil 23. Weiterhin ist bei jeder Figur die zweite Position der Hubstange mit dem infolge einer Ausnahmesituation eingetretener Achsversatz dargestellt.

In der Fig. 1 ist ein eine Pfanne 33 besitzender Topf 34 mit einer nicht weiter dargestellten schwingenden Baugruppe, beispielsweise einer stationären Kokille, aufgeführt, der über eine Schraubverbindung 36 mit einem Übertopf 35 verbunden ist.

Im Innenraum des Übertopfes 35 ist ein elastisches Element 41, hier eine Spiralfeder 43 angeordnet, die mit einer Pfanne 33 korrespondiert, welche sich gegen ein um einen Winkel veränderbares Element 24, hier ein Kugelkopf, abstützt.

In dem unteren Teil der Fig. 1 ist das mit dem nicht weiter dargestellten Antrieb verbundene Bauteil 11 aus einer doppelseitigen Pfanne 13 aufgebaut, die einen Kugelkopf 25 einfasst und über Klemmelemente die Einspannkraft einstellen läßt. Zur exakten Einstellung der Klemmkraft ist ein elastisches Element 41 vorgesehen, hier in Form eines Elastomers 44.

In der Fig. 2 ist ein Kardangelenk 17 dargestellt, das im unteren Teil des Bildes schematisch skizziert ist. Im oberen Teil der Figur weist das Kardangelenk 37 Gelenkscheiben 38 auf, die über ein Verbindungselement 39 gegeneinandergedrückt werden. Zur Einstellung der Klemmkraft ist ein elastisches Element 41 vorgesehen. Jeweils zwei Paare der Gelenkscheiben 38 sind um 90° zueinander versetzt, so daß sämtliche Bewegungen der nicht weiter dargestellten schwingenden Baugruppe ausführbar sind.

In der Fig. 3 ist im Zentralteil 21 der Hubstange ein Zentralantrieb 51 vorgesehen. Im linken Teil der Figur ist der Zentralantrieb 51 als Kolben-Zylinder-Einheit 52 ausgeführt, im rechten Teil der Figur als Linearmotor 53.

Am antriebsseitigen Biegeteil 22 ist das winkelveränderbare Element 25 als Kugelkopf vorgesehen, das einen die Pfanne 13 besitzenden Übertopf 15 aufweist, der über eine Schraubverbindung mit einem Klemmelement 12 in Verbindung steht, das über ein elastisches Element 41, hier eine Tellerfeder 42, mit einer Pfanne 13 verbunden ist.

Im oberen Teil der Figur ist als elastisches Element 41 ein Speicher 45 vorgesehen, hier ein mit einem gasförmigen Medium füllbarer Balg 48.

Im rechten obereren Teil ist das elastische Element 41 als Kolben-Zylinder-Einheit 47 ausgestaltet, welches von einem Übertopf 35 umhüllt wird, dessen Kragen 46 die Funktion einer elastischen Pfanne übernimmt.

Die Fig. 4 zeigt ein Detail des Bauteils 31, wobei gleiches auch für ein Bauteil 11 gilt. Das Bauteil 31 besitzt einen Topf 35, dessen Boden als Kragen ausgestaltet ist und der eine Öffnung 49 aufweist, durch die das bauteilseitige Biegeteil 23 steckbar ist. Der Topf 35 ist über eine Schraubverbindung 36 mit der Pfanne 33 verbunden.

Bezugszeichenliste

Antrieb

11

Bauteil

12

Klemmelement

13

Pfanne

14

Topf

15

Übertopf

16

Schraubverbindung

17

Kardangelenk
Hubstange

21

Zentralteil

22

antriebsseitiges Biegeteil

23

bauteilseitiges Biegeteil

24

winkelveränderbares Element (

22

)

25

winkelveränderbares Element (

23

)
Schwingende Baugruppe

31

Bauteil

32

Klemmelement

33

Pfanne

34

Topf

35

Übertopf

36

Schraubverbindung

37

Kardangelenk

38

Gelenkscheibe

39

Verbindungselement
Elastizität

41

elastisches Element

42

Tellerfeder

43

Spiralfeder

44

Elastomer

45

Speicher

46

Kragen am Übertopf

47

Kolben-Zylinder-Einheit

48

Balg

49

Öffnung
Kombination

51

Zentralantrieb

52

Kolbenzylindereinheit

53

Linearmotor

Claims

1. Vorrichtung zum Ankoppeln eines oszillierenden, insbesondere hydraulischen Antriebs über eine Hubstange an eine schwingende Baugruppe, insbesondere einer stationären Kokille einer Bogenstranggießanlage, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hubstange (20) ein zylindrisches Zentralteil (21) hoher Steifigkeit aufweist, an das beidendig einen geringeren Durchmesser als das Zentralteil (21) besitzende Biegeteile (22, 23) angeschlossen sind,
daß die Biegeteile (22, 23) kopfendig Elemente (24, 25) aufweisen, die mit Bauteilen (11, 31) korrespondieren, zu denen sie spielfrei gleitend verbunden sind, und
daß Klemmelemente (12, 32) vorgesehen sind, mit denen die Kraft zur Veränderung der Winkel zwischen den Biegeteilen (22, 23) und diesen Bauteilen (11, 31) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gleitend mit den Bauteilen (11, 31) verbundenen Elemente (24, 25) Kugelköpfe sind, die von einer klemmbaren Pfanne (13, 33) der Bauteile (11, 31) gehalten werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die klemmbare Pfanne (13, 33) in einem Topf (14, 34) untergebracht ist, der über eine Schraubverbindung (16, 36) mit einem Übertopf (15, 35) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Übertopf (15, 35) und der Pfanne (13, 33) ein elastisches Element (41) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (41) ein Tellerfederpaket (42) oder eine Spiralfeder (43) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (41) ein Elastomer (44) ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (41) ein über ein Fluid betätigbarer Speicher (45) ist, z. B. ein Gaspolster.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Element (41) vom einen Kragen (46) aufweisenden Boden des Übertopfes (35) gebildet wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß das winkelveränderbare Bauteil (11, 31) ein Kardangelenk (17, 37) ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das winkelveränderbare Bauteil (11, 31) zwei um 90° versetzte Gelenke (18, 28) aufweist, die scheibenförmig ausgestaltet sind, und daß die Scheiben (38) zentrisch über Verbindungselemente (39) verbunden sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (39) in der Weise in ihrer Wirklänge veränderbar sind, daß die Anpresskraft der Scheiben (38) einstellbar ist.

12. Vorrichtung nach mindestens einem der o. g. Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Zentralteil (21) der Hubstange (20) als Zentralantrieb (51) ausgebildet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralantrieb (51) als hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit (52) ausgestaltet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralantrieb (51) als Linearmotor (53) ausgestaltet ist.